双驱动自行车说明书.docx

第五届全国大学生机械创新设计大赛作品设计制作说明书作品名称:双驱动自行车设计制作者：黄文杰何世豪黄洪满舒玉兰马奇指导教师:李冰张开凌所在单位：广西科技大学（筹）一、 设计目的 2二、 创新点、工作原理、使用方法、科学性和先进性 21. 创新点 22. 工作原理 23. 使用方法 34. 科学性、先进性 3三、 与现有产品的对比研究 3四、 主要零件、机构介绍 31. 前驱飞轮 32. 四杆机构 4五、 关键零件的设计计算 51.四杆机构的设计参数 5六、 双驱动效果试验 5七、 结束语 6参考文献 7一、设计目的由于人们生活的提高，自行车爱好者越来越喜欢挑战各种各样的环境和恶劣的道路，如 沙滩、雪地、泥路、崎岖山路单一后轮驱动的自行车为了适于骑行，把骑车人的重心移到 后轮，增加摩擦力，但会使骑车者感到不舒适，看不清前方的道路；并且在雪地，湿滑路面 上摩擦系数小，容易打滑，无法保证安全骑行因此人们希望能自行车能像四轮驱动汽车一 样，也能够实现两轮驱动提供双倍的驱动力，轻松征服恶劣的环境这对自行车提出了更高 的要求传统自行车都是链条驱动，如果前轮驱动方式也使用链条传动，链条的不可扭转给 前轮的转向带来了很大影响。

所以我们希望动力能够传递到前轮，且前轮转向不受影响我 们的双驱动自行车都由脚踩动踏板产生的动力驱动，前轮通过钢丝绳传递动力，解决了链条 不能实现转向的问题，提高方向控制的灵活性，并且可以随时调整前后驱动轮的分离和组合， 实现分时驱动，既能节省动力又能适应各种险恶环境同时，不用改变骑车人的重心，可以 腰板挺直、感觉舒适，并能纵观前路此车还具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性，轮胎更 耐用不容易打滑而磨损有利于延长轮胎的使用寿命通过相关的调查，自行车的驱动形式多为链条传动，还有少量无链条驱动：齿轮传动、 直接驱动和绳子传动但是都是单一驱动，即只有前轮驱动和后轮驱动，缺点是不适应多变 道路环境另外，还有少数几辆个人改装的双驱动自行车，由于是“手脚并用”，即用手为 前轮提供动力，脚踩动踏板通过链条传递后轮动力这种方式虽然实现了双驱动，但是手产 生动力，并控制方向手容易疲劳，使骑车的安全性能大大降低，易发生安全事故同时前 后轮的同步性差距很大我们小组设计的自行车解决了链条不易转向，人容易疲劳的缺点，并提高了安全性，舒 适性，适应多变路况，属于新一代创新型的双驱动自行车二、创新点、工作原理、使用方法、科学性和先进性1. 创新点为了实现双驱动，前轮驱动和转向相互独立、不受干扰，人能够安全舒适，不易疲劳， 能够实现分时驱动，节省动力。

我们需要解决以下几个难点，这也是本双驱动的创新点1） 前驱用绳子传动，解决前轮驱动和转向的问题因为链条不能转向，为了实现前轮驱 动的同时也能够灵活控制方向，我们改变传统链条传动，通过反复拉动钢丝绳驱动前轮，钢 丝绳外边套有绳套，使转向驱动相互独立2） 驱动可分离为了方便实现分时驱动，节省动力该驱动方式应设计成驱动易分离， 根据不同的道路环境来改变驱动方式：单一驱动或者全驱动3） 骑行更舒适骑车者的重心不需要再靠后，姿势更舒适骑行者手不易疲劳，均通过 脚踩动踏板输出动力，并分别传递到前后轮经过曲柄摇杆转换，由周转运动转化为直线运 动4） 长途骑行更有保障可以保证在前后无论哪一个驱动出现了问题还能保证正常行驶2. 工作原理双驱动自行车采用前后轮都可以是驱动轮的形式，前轮采用绳子传动以解决转向而不受 到干扰，绳子转向部分外面装有绳套，后轮采用常规的链条驱动动力通过中轴分别传递到 前轮和后轮中轴的一链轮通过链条带动曲柄，实现曲柄摇杆的转动转变为近似直线传动 此外，两个摇杆的一端分别通过钢绳与前轮的两个超越离合器飞轮相连接，摇杆的摇摆反复 拉动绳子，实现左右飞轮间歇反复做功，最终实现连续传动前轮上安装的两个超越离合器 飞轮相互连接，使绳子做功后，能飞轮回复到原来位置，等待下一做功行程。

为了实现单一 前驱、单一后驱、前后同时驱动形式，前后两飞轮分别装有空转链轮，当链条拨到空转链轮 时即可实现分离3. 使用方法骑行方法和正常的自行车无区别，通过脚踩动踏板自行车前进，在行驶过程中，扭动车 头的把手，可轻松实现驱动方式的转换4. 科学性、先进性将前后驱动可分离，实现分时驱动，使自行车全驱时具有良好的越野性和安全性，适应沙 滩、雪地、泥路、崎岖山路等各种道路状况，单一后轮驱动时，即可面对平坦的路况，可节三、与现有产品的对比研究由于双驱动自行车的特殊性，暂时无法在互联网上找到现类似的产品与一些个人制作的双驱动自行车相比，更方便骑行， 更加安全与单一驱动自行车相比，双驱动自行车更具有环境的 适应性，由于摩擦力是正常的两倍大，不易打滑，更安全主要零件、机构介绍1.前驱动飞轮1） 作用：绳子的一端和飞轮固定，另一端和摇杆相连，反复拉动飞轮转动，飞轮和车轮 螺纹连接在一起，飞轮内有棘轮机构，只可单向转动2） 材料:45#钢3） 加工工艺简介：45#圆钢棒料——粗车外圆——精车外圆——焊接——钻小孔——磨 削2.四杆机构1） 作用：通过曲柄的转动，使摇杆摆动，实现周转运动转变为近似直线运动，拉动绳子， 带动前轮转动2） 材料：Q235。

3） 加工工艺简介：Q235钢板料——线切割——钻销孔——攻丝五、关键零件的设计计算通过四杆机构，把周转运动转变为近似的直线运动，拉动绳子反复运动根据飞轮的尺 寸确定绳子拉动的部分直径为62mm,为了使同时驱动时前后轮同步，摇杆半个行程时，飞轮 转半圈，所以摇杆的两个极限点的位置的距离为n *62/2=97.34mm.并根据摇杆整个行程过 程中没有急回运动，计算出四根杆的长度1.四杆机构的参数1.四杆机构1）曲柄AB、连杆BC、摇杆CD、支架AD的长度分别为45.886mm、136.809mm、80mm、 151.695mm曲柄为原动件做回转运动，当摇杆CD在两个极限位置时，曲柄AB之间的夹角 为0°，即极位夹角为0°，无急回运动摆杆CD在运动过程中的摆角为70°四杆机构的 最小传动角为55°，最大传动角为125 °六、双驱动效果实验七、结束语我们本次设计与制作的双驱动自行车得到了指导老师和同学们的大力支持和帮助，在此 特别感谢高中庸、李冰、张开凌等老师，没有他们的悉心指导和帮助，我们就不可能参加此 次大赛，同时也感谢支持我们的同学们参考文献(References)［1］ 焦恩璋.便携式林业机械与软轴传动［JL林业科技开发. 1991, 1： 57-59.［2］ 何天淳，姚文斌.钢丝软轴抗弯刚度的计算及测量［J］.昆明理工大学学报.1999, 26, 3： 75-78.［3］ 孙桓，陈作模。

机械原理高等教育出版社2006.5。