1、第一章概述1.1設計的主要目的和意義此次設計的目的是掌握產品造型的設計，包括材料、尺寸的合理選擇，靈 活運用制作技術、形態表達語言，根據人機工程學和美學來設計電動自行車的 尺寸和顏色。根據同類型產品的類比和設計，力學分析，考慮人機工程學中的人體尺寸 和人的舒適程度來綜合設計電動自行車的尺寸。設計的目的其實包括好幾個層面，第一，加工工藝的了解；第二，進一步 提出不同材質的優化組合課題；第三，探究材料與產品結構、功能的有機聯系； 第四，熟悉產品結構連接件的運用；第五，產品形態討論；第六，尋求產品設 計制作的個性化等等。通過這半年的設計，我們很好的復習了已經學過的課程，并對部分材料的 應用有了一定了

2、解，在顏色搭配上也有了一定的學習，而且能熟練操作制圖軟 件和辦公軟件。對我們以后在工作上有很大的幫助。1.2國內外電動自行車的發展情況1.2.1國外及我國臺灣地區電動自行車的發展情況為創造市場需要，適合老弱婦孺各種年齡層騎乘自行車， 國外廠商多年前即 開始研制輔助驅動自行車并且在新電池和驅動機械馬達技術成熟發展之下，電動自行車應運而生。海外發展較早的要數日本、奧利地、德國、臺灣等國家和地區， 近幾年美國發展也比較快。國外的電動自行車主要是作為一種輕松代步及休閑健 身工具。例如，在大型的停車場、超市和旅游區里使用。從1994到1999年6年時間中，全球電動自行車數量，從 3.6萬輛劇增1600萬

3、輛，如按2%(,電動車 需要量會在30萬輛以上。同時，東南亞、中東、印度增到50萬輛，而在2000年，僅日本就需要50萬輛。總體來說，電動自行車在全球的潛在市場很大，并 呈上升趨勢。日本電動車的生產及技術都占世界領先地位，商品化的電動自行車由日本雅馬哈公司率先于1994年推出，并隨著本田、三洋、松下等知名公司的參與，生 產規模日益放大。但日本對電動自行車的使用管理上采取了嚴格限制，日本只許智能型電動自行車上路，并對智能型電動自行車的要求制定了很嚴格規定。具體有：在任何路況情況下，速度小于15km取立管長度為0.6m。323前叉傾斜角度與前叉翹度如圖3-9所示，車把鎖緊在前叉立管中，前叉通過軸承

4、安裝在車架前管中，前叉將隨同車把的轉動而轉動，因此它們同處于一個中心線。前叉翹度是指前叉立管軸線（即車把管軸線）至前叉嘴中心的垂直距離。 前管傾斜角（車把軸線與地面角度）的選擇方法。圖3-10中所示的是GB 3565-2005自行車安全要求推薦的數據。從圖中可看出，在車把軸線與前車輪 軸心對地面垂直線有一個交點，該交點只要在標注的允許范圍內就可以滿足要 求。這個允許范圍是從地面量起的，不小于車輪半徑的15%不大于車輪半徑的60%例:根據所用車輪直徑為660mm按兩個百分數計算出下限為50mm上限為 198mm如果選擇的角度與車輪中心對地的垂線交點， 經從地面測量其值為150mm 在50mm和1

5、98mm之間，因此就可以確定角度選擇合理。但車把中心線的位置又 決定于前叉的翹度。soffif牌看涪行方向地面垂直線車把輔疑輪心交點車把倔角伸跑面 地圖3-10傾角選擇圖(2)前叉翹度。前叉翹度是指前叉腿中心與前叉嘴的垂直距離 圖3-11顯示出兩種不通翹度的前叉：前叉1、前叉2。前叉1前車輪P2/Pl前夏卜申圖3-11傾角選擇分析設:前叉1和前叉2使用的車架前管傾斜角相同。 前叉1翹度為0，即前叉立管與前叉嘴在同一中心線；前叉2翹度為X，即前叉立管與前叉嘴不在同一中心線，其垂直距離為X。 兩個不同翹度的前叉作用在前車輪軸上的合力P仁P2從圖中可以看出：前叉1翹度為零，合力P1分解為垂直分力F1

6、+G1和水平分 力F2。前叉2翹度為X,合力P2分解為垂直分力G1和水平分力G2小結。前叉1翹度為0,合力P1產生的垂直分力F1+G1大于P2產生的垂直 分力G1。前叉2翹度為X,合力P2產生的水平分力G2大于P1產生的水平分力 F2。翹度大小各有不同的特點。翹度加大可使騎行輕快。因為翹度加大，水平分 力加大，加大了向前行走的力量，這樣就會使騎行人感到輕快省力和舒適。翹度加大后前叉轉動遲鈍。從圖3-11中可看出，車把轉動時，由于有翹度， 就使得車把旋轉中心與前輪旋轉中心有一段距離L（與翹度相等），這段距離就是前輪轉動力臂。要使前輪轉向，就得在轉動車把時，加大旋轉力矩克服由于翹度 產生的轉動力矩

7、帶來的阻力，因而造成翹度加大后使人感到前叉轉動遲鈍，但相 反能使車把操縱更加穩定。從上述分析看，前叉翹度加大有利有弊，這就要求我們根據不同車型、不同 用途做到總體安排。這里列舉兩個翹度選擇極限尺寸的車型：雜技車和人力三輪 車。前者翹度為0,就是要其操作的靈敏度，在表演過程中可隨意地使前輪旋轉 360 。而后者翹度最大，就是為騎行省力而且還要使三輪車行走平穩。根據有關統計資料介紹一組數據。前管傾角：普通車在65 70;輕便車在66 72;競賽車在73 74。前叉翹度：普通車75 90;輕便車64 80;競賽車40 50。從以上統計資料數據看有如下特點。 前叉傾角隨著對車型騎行操縱的靈敏程度要求越

8、高，傾角值隨之加大。 前叉翹度隨著對車型騎行操縱的靈敏程度要求越高，翹度值隨之減小。對于電動自行車前管傾角和前叉翹度可在普通車的范圍中選用，取前管傾角為70 ,前叉角度為80。3.3蓄電池安裝位置蓄電池在車體上的安裝，需要考慮多方面的因素。關鍵是蓄電池安裝位置對 整車重心的影響，這是騎行穩定、保證騎行者騎行安全的重要因素。其次，根據 所選擇的蓄電池類型進行最佳的排列組合，使其適合在狹小的空間安裝。這是電動自行車車架與自行車車架設計的最大不同點。由于蓄電池重量與體積都較大，所以選擇蓄電池安裝在車架立管與后輪之 間，這樣設置重心降低且與騎車人的重心基本重合，使騎行的穩定性得到進一步的改善，但這種設

9、置增加了中軸與后輪的中心距， 為不降低后平叉、立叉的剛度， 就需要對后平叉、立叉進行強化處理。3.4前叉前叉部件是整車重要的組成部分。它支撐著前輪，具有轉向的功能，可以 保持騎行平穩。3.4.1前叉結構由于電動自行車行駛速度較快，所以選擇普通型減震前叉。普通型減震前叉 結構如圖3-12所示。其中，前叉立管、前叉肩及左、右內套筒等4個零件，通過焊接形成整體；左、右外套筒及過橋3個零件通過焊接，將左、右外套筒連接 形成整體。圖3-12普通型減震前叉1前叉立管，2 一前叉肩，3 一防塵套，4 一內套筒，5-滑套，6 一外套筒，7 一上彈簧座,8 一壓縮彈簧，9螺釘，10下彈簧座，11 一螺母，12

10、一叉腳，13 一過橋普通型減震前叉工作原理。當前輪在行駛中受到地面顛簸或沖擊時， 前輪便 推動兩個外套筒向上移動，通過與外套筒焊接在一起的螺母11和下彈簧座10將 彈簧壓縮，吸收了部分顛簸和沖擊能量，因而緩和了顛簸和沖擊；反之，當前車 輪所受沖擊力消失而下落時，彈簧伸長釋放能量，通過這樣的往復過程，減弱了人體對地面顛簸或沖擊帶來的震動。3.4.2前叉尺寸圖3-13前叉尺寸3.5車把車把與前叉組合一體成為電動自行車的轉向機構，同時車把還是支撐騎車人體雙臂，保持騎行穩定的重要部分。3.5.1 車把車把結構及尺寸如圖3-14所示:2222圖3-14車把結構及尺寸1把橫管，2車把中心墊圈，3車把中心螺

11、母，4把芯絲桿,5把立管，6 把套，7 把接頭車把的把橫管與把立管是通過把接頭，用螺釘、螺母緊固形成一體的。把橫管在把立管上的安裝角度可以任意調整，且把橫管的品種結構形式繁多，可以根 據車型或用戶需要進行配置。3.5.2車把中心螺釘車把中心螺釘結構如圖3-15所示:圖3-16錐形中心螺第四章車輪部分4.1輪輞輪輞是將騎車人的蹬踏運動轉變為自行車行走的關鍵零件。輪輞的規格和樣式繁多，但是最根本的原則是輪輞要和輪胎配套使用。因此，輪輞與輪胎的配合 接口尺寸必須是統一的，并要符合國家標準。選擇鋁合金鉤邊輪輞，鋁合金強度高于鋼材，鋁合金比重為2.7g cmi，鋁合金用于自行車可大大的降低自行車的重量。

12、鉤邊輪輞截面如圖4-1所示:254.2前后軸在自行車的傳統系統中，前、后軸是前、后車輪的支撐和旋轉中心，其結構、 質量、運轉動狀況對自行車的騎行感受有重要的影響。4.2.1前軸前軸結構及尺寸如圖4-2所示：100圖4-2刖軸1螺母，2墊圈，3軸擋，4花盤，5軸管，6軸棍,7軸碗，8球架，9防塵蓋，10螺母前軸結構：軸身由左右花盤和軸管 3件過盈配合而成；軸承由裝配在左右 花盤中的軸碗、球架、軸擋，通過軸棍與軸身組合，形成一套完整的前軸。同時, 通過軸棍兩端的螺母和墊圈，將前軸安裝緊固在前叉上。4.2.2后軸后軸選擇永磁直流輪轂電動機后軸。其結構如圖4-3所磁貳電樞換向器永磁直流輪毅電動機后軸，

13、是電動自行車專用后軸，它是將直流電動機與自 行車后軸有機地結合在一起，形成輪毅電動機，直接安裝在電動自行車上即可以 腳踏騎行，接通電源后，就可以實現電動騎行的目的。第五章驅動部分電動自行車除電力驅動外，必須要有腳踏驅動系統。腳踏驅動系統是一套典型的鏈傳動機械裝置。騎車人以雙腳踩踏腳蹬使曲柄和鏈輪作回轉運動，由鏈輪經鏈條傳遞到后軸的飛輪從而帶動車輪旋轉，驅動電動自行車前行。驅動系統包括：腳蹬、曲柄與鏈輪、鏈條、飛輪。5.1腳蹬腳蹬是電動自行車驅動系統的首要環節，騎行者用雙腳踩踏腳蹬，驅動自行 車前進。腳蹬選擇整體腳蹬，其結構如圖5-1所示：123斗56910圖5-1整體腳蹬1腳蹬框架，2左、右腳

14、蹬軸，3腳蹬碗，4防塵蓋，5螺母，6腳蹬墊圈，7 腳蹬擋，8 $ 4鋼球，9反射器，10防塵圈整體腳蹬以腳蹬框架代替了組合型腳蹬由內板、外板、腳蹬皮和橡皮軸， 組成腳踩面。腳蹬的旋轉部分與組合型腳蹬相仿，但兩端的腳蹬碗以過盈配合壓 入到腳蹬框架內，減少了支撐腳蹬碗的腳蹬管。整體腳蹬結構簡單，腳蹬框架一次注塑成型，可以有多種形式，因而適于 多品種生產。腳蹬與曲柄裝配的螺紋為 M14X 1.25。左腳蹬為左螺紋，用L表示;右腳蹬為右螺紋，用R表示。學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行的研究工作所 取得的成果。盡我所知，除文中已經特別注明引用的內容和致謝的地方外

15、，本論文 不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要 貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲 明的法律結果由本人承擔。學位論文作者（本人簽名）：學位論文出版授權書本人及導師完全同意中國博士學位論文全文數據庫出版章程、中國優秀碩 士學位論文全文數據庫出版章程（以下簡稱“章程”），愿意將本人的學位論文提 交“中國學術期刊（光盤版）電子雜志社”在中國博士學位論文全文數據庫、中 國優秀碩士學位論文全文數據庫中全文發表和以電子、網絡形式公開出版，并同 意編入CNKI中國知識資源總庫，在中國博碩士學位論文評價數據庫中使用和 在互聯網上傳播，同

16、意按“章程”規定享受相關權益。論文密級:公開保密（_年月至年月）（保密的學位論文在解密后應遵守此協議作者簽名：年月日導師簽名：年月日本人鄭重聲明：所呈交的畢業設計（論文），是本人在指導老師的 指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。 盡我所知，除文中已經注明引用的內容外，本設計（論文）不含任何 其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果。 對本文的研究做出重 要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名:二00年九月二十日畢業設計（論文）使用授權聲明本人完全了解濱州學院關于收集、保存、使用畢業設計（論文） 的規定。本人愿意按照學校要求提交

17、學位論文的印刷本和電子版，同意學校保存學位論文的印刷本和電子版， 或采用影印、數字化或其它復制 手段保存設計（論文）；同意學校在不以營利為目的的前提下，建立 目錄檢索與閱覽服務系統，公布設計（論文）的部分或全部內容，允 許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規定）作者簽名: 二00年九月二十日致謝時間飛逝，大學的學習生活很快就要過去，在這四年的學習生活中，收獲了 很多，而這些成績的取得是和一直關心幫助我的人分不開的。首先非常感謝學校開設這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了 經驗，奠定了基礎。本次畢業設計大概持續了半年，現在終于到結尾了。本次畢 業設計是對我大學四年學習下來最好的

18、檢驗。 經過這次畢業設計，我的能力有了 很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹的工作作風等方 方面面都有很大的進步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。 沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設計。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設計過程中給了我大量的幫助和指導， 為我理清了設計思路和操作方法，并對 我所做的課題提出了有效的改進方案。郭謙功老師淵博的知識、嚴謹的作風和誨 人不倦的態度給我留下了深刻的印象。 從他身上，我學到了許多能受益終生的東 西。再次對周巍老師表示衷心的感謝。其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導員在學習期

19、間對我的嚴格 要求，感謝他們對我學習上和生活上的幫助， 使我了解了許多專業知識和為人的 道理，能夠在今后的生活道路上有繼續奮斗的力量。另外，我還要感謝大學四年和我一起走過的同學朋友對我的關心與支持，與他們一起學習、生活，讓我在大學期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回 憶。最后，我要感謝我的父母對我的關系和理解， 如果沒有他們在我的學習生涯 中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學業。四年的大學生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡 的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所 學的知識應用到實際工作中去。回首四年，取得了些許成績，生活中有

20、快樂也有艱辛。感謝老師四年來對我 孜孜不倦的教誨，對我成長的關心和愛護。學友情深，情同兄妹。四年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關愛，給我 留下了值得珍藏的最美好的記憶。在我的十幾年求學歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作， 無私的付出，為我創造良好的學習條件， 我才能順利完成完成學業，感激他們一 直以來對我的撫養與培育。最后，我要特別感謝我的導師趙達睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。是他 們在我畢業的最后關頭給了我們巨大的幫助與鼓勵，給了我很多解決問題的思 路，在此表示衷心的感激。老師們認真負責的工作態度，嚴謹的治學精神和深厚 的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，

21、都給與我很大的幫 助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少 的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明原創性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教 師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 盡我所知，除文中特別加 以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發表或公布過的研 究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體， 均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作

22、者簽名： 日 期：指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校要求提交畢業設計（論文）的印刷本和電 子版本；學校有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供 目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制 手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分 或全部內容。作者簽名： 日 期：學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外， 本論文 不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。 對本文的研 究做出重要貢獻

23、的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完 全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定， 同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版， 允許論文被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規定處理。導師簽名:日期： 年 月作者簽名：日期：年月日指導教師評閱書指導教師評價：一、撰寫（設計）過程1、學生在論文（設計）過程中的治學態度、工作精神優 良 中 及格 不及格2、學生掌握專業知識、技能的扎實程度優良中及格不及格3、學生綜合運用所學知識和專業技能分析和解決問題的能力優良中及格不及格4、研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性優良中及格不及格5、完成畢業論文（設計）期間的出勤情況優良中及格不及格二、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規范？優良