西南交通大学
折叠式自行车设计计算说明书
所在班级：08机械四班 学生姓名：20080917 张奥
指导老师：刘光帅
2012年6月
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目 录
引言............................................................................................................. 1 1 引 言 .................................................................................................. 4 2 一 选题背景 ...................................................................................... 2
1.1 问题的提出...................................................................................................... 2
1.2 文献综述.......................................................................................................... 3
3 二 设计方案的选择 ............................................................................ 5
2.1 提出方案.......................................................................................................... 5
4 三 尺度综合 ...................................................................................... 9
3.1 机构关键尺寸计算.......................................................................................... 9
3.2机构关键尺寸优化......................................................................................... 11
5 四 受力分析 .................................................................................... 13
4.1 机构动态静力描述........................................................................................ 13
6 五 机构建模 ...................................................................................... 14
5.1 机构运动简图及尺寸标注............................................................................ 14
5.2 机构关键构件建模过程 ............................................................................ 14 5.3 机构总体装配过程........................................................................................ 40
7 六 机构仿真 ...................................................................................... 45
6.1 机构仿真配置................................................................................................ 45
6.2 机构仿真过程描述........................................................................................ 48 6.3 仿真参数测量及分析.................................................................................... 49 6.4 仿真中存在的不足........................................................................................ 52
8 七 有限元分析 .................................................................................. 53
7.1 轴结构分析.................................................................................................... 53
7.2板结构分析..................................................................................................... 55
9 八 设计总结 ...................................................................................... 56 10 九 收获和体会 .................................................................................. 56 11 十 致谢 .............................................................................................. 56 12 参考文献 ............................................................................................ 57 13 附 录 ................................................................................................ 58
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引 言
随着社会的发展，交通问题和污染问题已经日益严重。面对当今这种拥挤和有碍环保与健康的交通状况，需要有一种轻巧便于携带的交通工具来服务于人们的日常生活，这给折叠自行车带来很大的发展空间。折叠自行车的好处就是它可以带到地铁、公交车等交通工具上，当目的地距离较远需要转车时它可以用作短途的交通工具，既省下了等车时间又省下了转车的费用，还可以达到自行车保养和防盗的目的。
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2 一 选题背景
1.1 问题的提出
1.1.1传统自行车的弊病
传统自行车作为短途代步工具具备其他交通工具不可替代的功能，“但是现在的城市交通拥挤、存车面积明显不足、自行车停车场所缺乏、占用人行道停车情况严重且自行车被盗现象也十分严重。”因此设计一种占地面积小、轻便、防盗、时尚的可折叠自行车就显得十分有必要。
图1.1
图1.2
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1.2 文献综述
1.2.1 自行车的发明与演变
据史料记载，最早的实物自行车是1791年法国人西拉夫克发明的在玩具马车上装两个轮子的“玩具马”。因无驱动装置，坐垫较低，骑车人两脚着地，用脚蹬地前进。
1818德国的德拉伊斯首创了前轮可以转向的自行车。他用2个木轮、1个鞍座和1个控制前轮的车把制成1辆木轮车，人坐在车上，用两脚蹬地，驱动木轮运动。
1839年苏格兰铁匠麦克米兰把自行车由木质结构改为金属结构，轮子做成前轮小后轮大，在前轮处有脚蹬，通过曲柄使后轮转动，骑车人用两脚踩动两根长杆车子就向前行进，骑车人的脚真正离开了地面。
1863年法国马车店老板米乔克斯在前轮上安装了脚蹬。1870年法国的古里门为自行车装上了钢丝辐条，采用加大前轮，以链条传动后轮的结构。
1874年英国人劳森造出1辆和今天形式大致相同的自行车，在车上开始装上链轮和链条，用后轮驱动车子前进，成为安全自行车，但前轮仍比后轮大，鞍座较低。
英国机械师斯塔雷，在自行车上安装上前叉和刹车，首次使用橡胶作车轮，改进了自行车的很多结构，同时改造了很多生产自行车的机器，为自行车的大量生产创造了条件，被后人成为自行车工业之父。
1885年苏格兰的邓洛普研制将充气轮胎用于自行车，使自行车减震性能大大增强，让骑车的人骑行舒适度更为提高。再加上管材结构，配上车铃、支架、车灯等部件，前后轮改为一样大，到19世纪末自行车结构就基本完善了。经过将机械工业技术发展的成果运用于自行车的设计制造的努力，自行车开始通过批量生产走进普通人的生活，成为人们生活中方便、快捷的交通工具。
1.2.1折叠式自行车的优点和前景
折叠自行车是20世纪30年代在欧洲起源于军事用途并伴随着轿车的普及和城市人口的增多而发展起来的，近些年由于采用各种新材料、新技术及结构创新从而使之体积更小重量更轻、更结实耐用。
折叠自行车有很多优点，主要有：
1）寿命超长。车体老化和丢车是人们最烦恼的问题。拥有折叠自行车后，就可以把它放在家里、办公室或者汽车后备箱里，不用担心被盗和风吹日晒雨淋。
2）时尚浪漫。折叠式自行车比一般自行车轻。提上楼、上电梯、上公交、乘地铁，都不费劲，是公共交通的最佳伴侣。
3）骑乘轻松。把手、坐垫无须任何工具可自由调整高低，男女老幼，皆可乘骑。
目前折叠自行车时常主要集中在欧美等发达国家。在这些国家，很多私人轿
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