脚踏式休闲车设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - I - 脚踏式休闲车设计  摘     要  经过了追求物质生活的年代，人们开始追求真正健康的生活方式。选择“绿色出行”也成为人们在选择开私家车、坐公交车之外的一个选择。休闲车无噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。此次的研究目的是设计一种新型的脚踏式休闲车，可供四人骑行，使其行驶平稳省力。这种休闲车主要适应于人们在健身、运动、休闲、旅游等户外活动使用，并且更多的是让人们环保意识的增加和崇尚自然的心态使然。  休闲车设计涉及到大 量计算和技术问题，本设计将利用 007 等软件从模型出发到一整部休闲车成型的介绍。虽然在当今社会，有更多可选择的新型交通工具可供人选择，但在提倡低碳生活的今天，休闲车作为绿色交通工具更被人们所青睐。因此对休闲车进行优化设计和分析研究具有重要意义。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 -  of to " in to of a no no to  as be of is to a so is in it is to a of 007a to a in s of to in as a So 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 -  目     录  摘     要  . I .   引言  . 1 选题背景  . 1 休闲车的总类和组成  . 2 目前休闲车的研究现状  . 3 研究的基本思路和目的  . 5 现代休闲车的发展历程概述  . 6 现代休闲车的发展  . 6 休闲车 向多样化 、 人性化 、 高科技化路线发展  . 7 概念 休闲车 的发展  . 7 2  休闲车设计的要点  . 10 人体工程学分析及车身底盘尺寸的初定  . 10 人性化设计在休闲车中的应用  . 10 底盘尺寸的初步确定  . 15 驱动、导向系统的设计  . 16 驱动系统的设计  . 16 导向系统的设计  . 18 自行车链条的设计  . 19 自行车链条的特点及主要的失效形式  . 19 链条的各参数的确定  . 20 3 休闲车各部分的选材及质量评估  . 21 常用材料及特点  . 21 材料的选择  . 24 连接件分析校核  . 24 休闲车行驶阻力分析  . 25 4  最终设计尺寸及 3D 模型的完成  . 27 轴、链、轮及标准件的校核装配  . 27 参  考  文  献  . 29 致     谢  . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1  引言  选题背景  休闲车是一个很泛的概念，包含山地车、折叠车、三轮车以及四轮、多轮休闲车等等。休闲车大家族之一的休闲车更因为用途广泛而被熟知。休闲车又叫脚踏车或单车，一般以人骑上脚踩踏板驱动；休闲车则一般有 26 个轮子， 由手摇或座式、躺式脚踏等不限方式驱动。英文   指二而 指轮。在中国大陆、台湾、新加坡，通常称为“休闲车”或“脚踏车”，在香港、澳门则通常称为“单车”。学术上通常将小型陆上车俩统称为休闲车，在表达上具有灵活、限制少、使用方便的优点。因而此次选题涉及到休闲车、山地车等概念问题时统一用休闲车概述，这里不再赘述。  经过了追求物质生活的年代，人们开始追求真正的健康的生活方式。人们对于休闲车的需求也越来越高。选择“绿色出行”也成为人们在选择开私家车、坐公交车之外的一个选择。休闲车无 噪音、无污染、重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。从休闲车的诞生，已经将近两百年的历史了。从最初的木制到铁制，蹬地前进到蹬踏前进，单一车种到多车种从 1791 年到 1888 年，休闲车的发明和改进，经历了近 100 年中这些发明者的不懈奋斗，基本奠定了现代休闲车的雏形。时至今日，休闲车已成为全世界人们使用最多，最简单，最实用的代步工具。  此次的选题源于缓解紧张的生活节奏。进入 21 世纪以来，人们的生活节奏变得越来越快，工作的压力，家庭的负 担，生活的艰辛，令原本就脆弱的生命不堪重负。于是在休闲之余，如何释放心情，缓解紧凑的生活步伐，已悄然成为现代人的需求。而在今天这个提倡低碳环保的时代，休闲车则成为了休闲时光的良好选择。  休闲车是人们日常生活中关系最密切的交通工具之一。  休闲车在 20 世纪初至少 20 世纪中期，是人们的主要出行交通工具，随着社会现代化进程的发展，摩托车，小轿车等各式新型交通工具逐步进入了人们的生活，逐渐代替了休闲车。  20 年前，北京市休闲车出行比例曾为 60%以上。然而，经过城市交通机动化浪潮多年荡涤， 2009 年年初，有关部门统计， 北京市民的休闲车出行比例只有 比2008 年初下降了 过去 20 年间，北京市休闲车出行在交通出行方式中所占的比例呈逐年递减趋势。然而随着汽车数量的不断增加，马路上常常被挤得水泄不通。引擎声、喇叭声让人得不到片刻安宁。更为可怕的是，汽车排放出的有害气体正逐渐的地毁坏着买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 人类生存的环境。相比较而言，休闲车无污染、无噪声、占地少、价格低廉，有利于身体健康。而哥本哈根世界气候大会的召开，更是提出了低碳生活，这促使休闲车以公共的形式回归成了必然的趋势因此，休闲车设计，一方面要满足消费者的需求，使休闲车具有 功能性，人性化，另一方面要符合当前社会科技发展的要求，具有时代性。  脚踏式休闲车是一种基本的出行交通工具。虽然在当今社会，有更多可选择的新型交通工具可供人选择，但在提倡低碳生活的今天，脚踏式休闲车作为绿色交通工具更被人们所青睐，并成为人们生活中不可分割的一部分。因此，对于休闲车的设计则更应该以人为本，使得休闲车更具功能性，实用性和娱乐性，同时满足各个不同消费群体的个性要求。因此对脚踏式休闲车进行人性化设计和分析研究是具有重要意义的。  休闲车的总类和组成  休闲车的种类很多，按照轮胎直径大小分，休闲车 可以分为五类 轮径 71 厘米（ 28 英寸）的休闲车，轮径 69 厘米（ 27 英寸）的休闲车，轮径 66 厘米（ 26 英寸 的休闲车），轮径 61 厘米（ 24 英寸）的休闲车和小轮径（ 61 厘米以下的），如轮径 51厘米的， 41 厘米的， 30 厘米的， 25 厘米的等）休闲车。  若按照休闲车使用环境，按照乘骑的轻便程度和载重量的多少分化，休闲车总类可分为以下几种：  （ 1）公路休闲车（  用来在平滑公路路面上使用的车种，轮径一般比较大，在公路上行驶的效率比较高。  （ 2）场地休闲车（  用于室 内比赛车（用于椭圆形的轨道），一般来说，这种车没有刹车系统 (煞车 )，没有变速器，且没有可逆转的飞轮。  （ 3）山地休闲车（  设计为骑乘于山区的车种，通常具有变速器可以根据齿轮变化档位，一般情况下都具有变速器，有些安装于前叉部位，有些安装于坐垫部分，并且轮胎的纹理都经过了防滑设计。  （ 4）落山休闲车（  英文简称为 山地休闲车的一个分支，一般来说其配置与山地休闲车相同，但是避震设施更完善，其主要用途用于从山地向下冲刺的极限运动。  （ 5）卧式休闲车（  一种休闲用的休闲车，与传统休闲车结构不一样，主要用于度假场所。  （ 6）沙滩休闲车（  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 其轮胎的纹理比较大，且一般情况下没有手刹（配置倒刹），常常用于海边或者其他旅游场所，由于常适用于海边，因此其主要讲究的是烤漆和防锈喷漆。  （ 7）公路休闲车（  起源于公路车，其主要特点是坐垫位置高，轮胎横截面薄，骑行受到的阻力最小，在高速公路上骑行熟读相当的快。  （ 8）双人 /多人旅行协力车（  由两人以上协同出力，由第一位控制 方向，后者只用骑行。  （ 9）折叠车（  可折叠式的休闲车，折叠后占用面积小，常用作短途代步工具。  休闲车的组成  大部分的休闲车都由以下零件所构成  休闲车体部分：包括前叉（前叉避震）、车架，前叉碗组，车把，鞍座等，为休闲车的主体。  休闲车的传动部分：包括了链条，曲柄，飞轮，大齿盘，转动中轴，由人驱动脚踏，通过以上零件，驱动休闲车的前行。  转动部分：包括轮胎，车圈，内胎，辐条，花鼓灯。  警示装置：包括车闸刹车、摩电灯、车玲、反光片等。  附件：如菜篮，后货架，打气筒，备用内胎等，同时 许多高档变速车还配有变速器和控制器等。  目前休闲车的研究现状  休闲车是欧洲工业发展的产物，从 1790 年法国人西布拉克制造的第一台休闲车起。休闲车由原先单纯出行工具，发展成了现在的休闲，娱乐，短途换乘工具。随着世界倡导绿色环保以及健康的意思增加，休闲车重新回到了人们的视线。  在欧美许多国家，政府通过修路、制定法规和优化道路管理保障骑车者的安全，以此激励并促使休闲车成为重要交通工具。同时，休闲车也成为欧美市民喜爱的运动方式。美国去年的休闲车销售量达到 2000 万辆。休闲车即是代步工具，又是健身工具，骑休闲车上班成为一种健康的生活时尚。不仅如此，美国参议院还通过法案，用税收优惠鼓励雇主给骑车上班的雇员每月 40 美元到 100 美元的补贴。在瑞士，骑休闲车旅行蔚然成风，既可锻炼身体，又可以拥抱美丽的大自然，尽情欣赏秀丽的风光，以及参观沿途的名胜古迹，这与在高速公路上驱车呼啸而过相比，完全是另外一番情趣。由此可见国外对休闲车的重视。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 在休闲车研究上，国外建立了一整套详细的设计和生产体系，今一百年来的设计风格对休闲车有着深刻的影响，而国外设计者对此研究得比较透彻，在休闲车设计创新方面，以用户的舒适，方便，安全，等人性化 设计为考虑起点进行设计。例如， 1930 年，第一台用于军用使用的折叠休闲车诞生，开拓了折叠车的历史。  其次，国外对休闲车的材料研究处于领先地位。在 20 世界初期，欧洲休闲车基本完成了完善休闲车各部件的设计生产，在 20 世纪 40 年代，铝合金的休闲车在欧洲研制成功，并于 50 年代开始出现于各大市场。 1948 年，日本设计了第一款竞技休闲车，并且在 1956 年设计更现代的女性休闲车。 20 世纪 70 年代，英国人 明了小型的铝合金折叠休闲车，改变了人们对折叠休闲车的使用理念。随后，国外对休闲车材料有了回归性的研究， 2008 年，欧洲有竹子制作成的休闲车，还有宝马公司设计的众多概念休闲车。  我国休闲车行业很发达，年产量超过 3000 辆以上，全国的休闲车超过 ，因此素有休闲车王国之称。当近代中国遭遇西方文明的侵袭，上海成为最先接触西方文明的城市。 19 世纪 50 年代上海在洋务运动的带领下，在沪的中国人亲身体验到了西方的先进科技。电报，煤气灯、电灯、火轮车、缝纫机等新鲜的科技文化带给了国人便捷与新奇。  与此同时，休闲车也在此时进入了上海滩。据上海新报 1868 年 11 月 24 日记载：“兹见上海地方有休闲车几辆，乃一人坐于车上， 一轮在前，一轮在后，人用两脚尖点地，引轮而走。又一种，人如踏动天平，亦系前后轮，转动如飞，人可省里走路。独一人见之，相见者多矣。”  当时使用休闲车的人非常少，即使有，也是黄发碧眼的洋人。从休闲车的发展历程看，此时此刻，休闲车在欧洲也属于新型交通工具，但 5 是仅几年后就已经在上海可以见到，可见休闲车的魅力所在。在上海的洋人非常热衷于使用休闲车，平时用于交通，闲暇时便于娱乐。后来随着上海人口的逐渐增多，休闲车也慢慢的进入平常人家，到 1900年左右，休闲车在上海已有几百辆之多。  此时，休闲车不再是一种奢侈品，而是一 种文明，进步时髦的象征。  新中国成立后，我过休闲车生产得到迅速恢复和发展，创建了“永久”“飞鸽”等民族品牌，在上海，广州，天津，青岛等地的休闲车厂逐渐兴建起来，并形成一定的生产能力。  目前大部分省，市，自治区都能生产休闲车，其生产能力可达每分钟生产 76 辆（ 1994年数据）。若将休闲车排成一行，每辆车以 2 米距离计算，我国一年生产的休闲车可以绕地球两圈，大大满足了国内、国际市场人们用于旅游，娱乐，健身，运输方面的需要。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 近年来，由于休闲车经济，使用性强，无污染，还能增强体质，所以外国又出现了重新启动休闲车的趋势 ，因而我国不少名牌休闲车还远销到欧美，亚非，拉美等国家。但是，国内休闲车的研究发展属于跟风状态，一般只停留在产品的色彩搭配和对其他国外品牌风格研究，或者直接抄袭国外的车型进行二次开发。有的老式车型在国外流行了近 10 年左右才逐渐在中国市场流行，而许多厂商直接生搬硬套的以国外设计的尺寸适用于国内使用人群上，这就造成了很多外观和使用上的难题。  当然，国内的休闲车研究生产也取得了骄人成果。例如在鞍座设计上，鞍座变成了T 型，可使车架短小，而且螺丝直接连接鞍座，减少了调整工作量；车把研制成圆把，宽度为 40 厘米，比原来车 把窄了 10 厘米，使得骑乘者有如开汽车的愉悦感。其次， 90年代初我国也研制成功了无链条休闲车，他克服了链条传动中，牙盘磨损、链打滑、掉链的缺点。它采用了连杆传动，提高了传动的机械强度，并设有内变速挡装置，爬坡快速、省力。随后，新车型 踏板式休闲车也在我国研制成功。该车改变了传统的骑行方式，骑车人的脚步不再作圆周运动，而由骑车人上下踏动踏板，踏板与一根曲轴相连，曲轴带动轮子转动。靠这种方式，克使骑车人做的集重比运用到两个点上，全化为使车轮转动的力。这种改变能使骑车人省力不少。  研究的基本思路和目的  （ 1）到图书馆里查阅相关知识的书籍，上网搜集国内外脚踏式休闲车最前沿的知识，对论题进行深入、全面的了解，稳步为论文的进行打下良好基础。   （ 2）从人机工程学，设计风潮等角度出发，以设计理论对休闲车的构造和发展进行研究，为休闲车设计提供理论依据和指导。应用 维软件对休闲车主要零件进行设计，使其装配合理，并确定车身各部分的尺寸使之与选用的标准件进行配合。  （ 3）到机械厂相关部门调查研究现有休闲车的现状，做大量的资料整理，优化并选材。  （ 4）从人性化设计角度出发，对休闲车色彩，形态，使 用方式，材料以及休闲车外型变化所受到的设计风格进行分析，预测休闲车未来发展的趋势。  此次选题主要是设计脚踏式休闲车车身的造型，根据车身力学分析、人体工程学确定尺寸，主要涉及主要危险截面强度分析，轴、链、轮的校核，零件公差配合等。本次设计基于 维软件，通过参数化的设计，更加方便设计者后期进行修改。设计过程中严格遵循相应设计要求及设计准则。设计前就要进行休闲车材料的选材，按照选材标准与选材原则进行选材。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 现代休闲车的发展历程概述  现代休闲车的发展  人类从木质材 制造出第一辆休闲车发展到基本定型的近代休闲车，用了近 100 年的时间。后来人们又花了整整一百年的时间对休闲车进行不断的改造，充实，完善和创新。20 世纪之前的休闲车只是简单的对车身简单的改造，传动，完善基本功能等方面来达到使用的目的。例如，在休闲车上装上变速装置，使人们在骑行使可以根据路面条件的不同而选择不同的速度。 200 多年来，休闲车无论在结构造型，用材和用途方面都发生了巨大的变化。  从二战结束后， 50 年起休闲车开始重新设计。其设计风格延续了“安全”的风格，在结构上从新进行设计，首先加上了封闭的链盖，加上摩电 灯，后货架等设计，完善了休闲车整体性。此外，对男女士休闲车的设计风格分别也逐渐明显，男性风格主要以硬朗的横条三角车架为主，深色系列为色彩；而女士休闲车沿用了典型“荷兰”风格设计 弯梁车架设计，便于女士上车，色彩除了黑色外，还另外采用了其他彩色系列。除此之外，休闲车还出现了各种分类例如，载重车，儿童车等等。从功能上对人们的需要进行完善设计。  随着科技的不断发展和新材料，与工艺的不断出现，休闲车也在发展变化着，大体上休闲车变化将从以下几个方便改进。结构造型上发生显著变化：出现了菱形车架， 体塑料车架 ，双管环形车架。菱形车架又出现了后叉和上管相接的加强式，上梁下移等多种形式，使车架结构更紧凑、更新颖，并且强度更高。  （ 1）  休闲车材质发生重大突破：改变了过去只用钢材的局面，车架用塑料，碳纤维，铝合金等。泥板，连盖用不锈钢，塑料制成。中轴部件链轮，链条也用塑料制品等。  （ 2）  花色由单一向多色发展：车架出现彩斑，彩色或两色过度等，色调明快，色彩变化无穷。同一色彩分为有光，无光两大类。商标，标牌也采用涤纶贴花使车身变得五光十色。品种更加丰富：有了不同总类的变速车，又出现了各种不同样式的山地车。  （ 3）  运动 车的骑行速度越快，骑行方式也由直坐式变成仰坐式，有些还模仿汽车的做法，设计出具备有流线型外壳。  （ 4）  休闲车由整体式发展为折叠式，便于携带。瑞典微型休闲车公司生产一种轻便折叠休闲车，车身厂 ，重 斤，用一只手可以提起来，车身有六个“关节”。10 秒钟内可以叠或打开，可带乘坐公共汽车。在战后 60 年代，科技迅速发展，各国设计师纷纷运用了新型材料于休闲车上。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 1970 年诞生于美国西岸的旧金山。当时，一群热衷于骑沙滩自行车在山坡上玩乐的年轻人，突发奇想：“要是能骑着休闲车从山上飞驰而下，一定非常有趣了 。”于是便开始越野休闲车的设计制，正式命名为山地车则是在两年后的事。从此，“速降竞技”作为体育比赛中的一个新项目崭露头脚，运动员骑山地车沿着规定的下坡线路高速滑降，速度快者为胜，吸引了众多的爱好者。  休闲车虽然始于欧洲，但美国人发明的山地车却一扫传统的休闲车概念，将一股新风吹遍全球。经过 100 年的演变和改进和发展，休闲车的设计无论从人机工程，色彩，造型等方面都有了很大的改进，休闲车设计开始朝简洁、轻盈、美观、多样化、个性化和人性化的方向发展。  休闲车 向多样化 、 人性化 、 高科技化路线发展  设计者从 第一辆休闲车设计出来起，考虑到第一个除骑行外的功能是装载随身物品，随后出现了载货架；为了骑行更快速安全，出现了变速齿轮，变速器，避震器；为了骑行更舒适，设计者改变了骑行方式。根据不同使用人群和消费者量身定做的休闲车功能设备，逐渐完善人们的生活，而未来休闲车的功能化发展则会更多样化。  人性化设计的口号是上世纪 90 年代提出的，而休闲车的设计亦是如此。从最初的休闲车的链条盖封闭设计，到 T 型的鞍座设计，以及带扣环的脚踏设计，无一不体现出人性化设计。根据不同的适用人群，骑行的姿势也各有不同，比赛用车以流线型为主，而民 用型休闲车以舒适为主。未来的休闲车会从人性化出发对休闲车设计更加的考究。  从单速休闲车到三速，五速，发展到现在的二十七速的变速休闲车；变速器也由原来的旋钮式发展为转把式，指拨式，定位指拨式；避震器也由原来的单一后下叉避震，发展为双肩前叉避震，鞍管避震等。休闲车的发展会朝着科技发展的方向前进，其设计系统会朝导向一体化自行定位，随环境变速，趣味性发展。  目前世界环境倡导无污染交通工具，因此休闲车成为绿色交通工具最佳产品，世界各国开始更重视休闲车的使用，因此对休闲车的设计要求则更高，它和其他产品一样，伴随着科技的 进步而发展的，其设计方向更倾向于人性化设计，多元化，形式多样化，高科技化，功能化，轻量化，复古化设计发展。并且，随着新兴材料的开发技术越发成熟，旧的材料加工工艺将会被完善，而新兴材料更会更大面积的运用于休闲车设计上，除此之外，各种高科技产品将会有指向性的运用于各种休闲车上。  概念 休闲车 的发展  人们在对日常休闲车设计的开发的同时，也对概念休闲车的发展很关注。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 中国台湾地区经济部技术处主办全球休闲车设计比 赛，是目前概念休闲车设计的一个重要比赛，大赛从 1995 年举办至今，已经经过了 15 界，有最初的亚洲范围为主的竞赛，成为今天真正意义上的国际大赛。  图 1“肯陶洛斯”四轮车  如图 1示，美国 司推出一种奇特交通工具，取名为“肯陶洛斯”（半人半马），现在只有它的原型，暂时还没有开始批量生产，但是“肯陶洛斯”仍然引起人们极大兴趣。    据 司网站报道，“肯陶洛斯”继承了经典 轮车的全部主要性能，除此之外，它还拥有一系列附加特性。首先应指出的是，“肯陶洛斯”是四轮 车，但是骑车者不仅可以变成半弯腰姿势骑车，而且可以站着骑车。在站着骑时“肯陶洛斯”将会通过陀螺仪和微型计算机用后轮独立保持平衡，而且复杂的动力学平衡系统使双轮成所需角度在公路外越野。 司证实，“肯陶洛斯”骑行者可以轻松地沿高低不平的路面行驶，逾越凹坑和洼地，能方便地改变车速，可加速到约 35 千米 /小时，而原来的 轮车行驶速度不越过 20 千米 /小时。  这里值得提出的是，在很多的概念休闲车设计中，都会取消休闲车车轮的辐条。如图 1示，这样设计的好处是减少风力对辐条的阻力，并且不会发生辐条 在车轮转动过程中夹到意外物品的可能。这样的设计则要求新型概念轮胎所以的材料本身的硬度更大，韧性好，不易变形，这也为未来材料的设计运用埋下了伏笔。同时，该概念休闲车设计的座椅位置符合人体工程学，乘坐的姿势可以让使用者感觉轻便舒服。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 1路上昆虫概念车   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 2  休闲车设计的要点  人体工程学分析及车身底盘尺寸的初定  人性化设计在休闲车中的应用  人机工程学座位一门新兴的科学，是在 20 世纪 50 年代前后才发展起来的。然而，今天它已成为一切工程技术人员必不可少的工具。 2000 年 8 月 ，国际人机工程学学会（ 本学科所辖的定义为：人机工程学是研究人与系统中相互之间因素的相互作用，以及应用相关理论，原理，数据和方法来设计以达到优化人类和系统效能的科学。人机工程学专家旨在设计和优化任务，工作，产品，环境和系统，使之满足人们的需要，能力和限度。  人机工程学将人类的需求和能力置于设计技术体系的核心位置，为产品，系统和环境的设计提供了与人类相关的科学数据。追求实现人类和技术完善和谐融合的目标。  随着技术的进一步发展，日趋完善化 的设计更强调人的效能、安全、舒适和身心健康，在设计高效机的同时，充分考虑人的因素，反映人的需要，把人与机密切结合起来。但是，现行自行车，尤其是休闲、代步用普通自行车在这方面发展得不尽如“人意”，存在的问题主要是自行车的一些零部件尺寸不适于人。所以在保证高效的同时，有必要从人机工程学的角度对其做一些“人性化”的改善。  （ 1）  车座的分析与改进  大多数人长时间骑自行车，都会感到臀部疼痛。之所以如此，一部分原因是前倾式的骑车姿势使骑车者会阴与车座前端产生磨擦，时间一久就会感到不舒服 ;一部分原因则是车座的尺寸与人体 尺寸不符所致。  根据人体组织的解剖特性可知，坐骨结节处是人体最能耐受压力的部位，身体的主要重量均由骨盆下的两块面积约为 25 坐骨结节承受，故车座后端宽度过小就会使坐骨结节处在鞍座外缘。这样，身体的压力使得坐骨结节被迫分离的趋势过大，由此导致臀部的疼痛感。所以车座后端应在现有的基础上适当加宽。    车座宽度。  车座后端的宽度应根据人体坐骨结节间距 (50 %的人群 )加适当余量而定。  女性骨盆的坐骨结节间距约为 23 男性骨盆坐骨结节间距约为 20 此，车座宽度的适宜范围 :男式普通单车为 24 26 女式普通单车为 26 29 合适。  鞍座前端细部宽度由会阴加较小余量确定，这个宽度不可过宽，否则会对会阴产生较大磨擦。  根据人体解剖学中的数据，可确定该宽度以 6 8 宜，具体尺寸如图 2示。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 2靠背示意图（单位：    车座长度。人体处于坐姿时，坐骨结节离臀部后缘约 10 12 此，车座后端的长度范围定为 10 12 座总长不同于一般工作椅的座深，鞍座的总长只需给骑车者以有限的支承稳定性即可，因为鞍座过长势必影响大腿前后摆动的灵活性。人体的会阴中心离坐骨结 节约半个大腿厚，鞍座总长由坐姿时臀部后缘到坐骨结节间距加上坐骨结节中心到会阴点间距加适当余量而定。 50 %的人体大腿厚约为 13 在座长度范围为 22 24 量约取 5. 5    座面倾角。鞍座后倾一定的角度，一方面可使背部抵靠靠背，获得支持，从而降低背肌静压 ;另一方面则可防止坐者从座缘滑出座面。鞍座后倾的角度不可太大，如果太大，身体势必前屈作业，致使脊椎拉直，破坏正常腰椎曲线，形成一种费力姿势，一般后倾角在 3以内为宜。另外，研究还表明，人在骑车时身体适当前倾，人体的迎风面积减小，更有利于发力和加速，如果靠背角为 90，前倾角在 15以内，则相当于前倾座面与靠背夹角在 105以内，属坐姿的最小舒适范围。  靠背对于脊椎部还能起适度的支持作用，肌肉紧张较小，背部压力在椎骨上分布也较均匀 。基于此，座面倾角设置成可调式，能在后倾与前倾坐姿的舒适调节范围内连续调整，并可在任意角度锁紧，骑车者可根据需要调整鞍座倾角。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12  座垫。  长时间骑车，臀部不舒服的另外一个原因就是座垫软硬不合适所致。鞍座加上座垫，人坐于其上，臀部压力值大为降低，接触支承面增大，使压力分散。但是座垫不可过软，过软不仅增加了身体的不稳定性，而且容易使人产生疲劳 ;过硬又会导致臀部痛楚或麻木。  座垫的软硬应以股骨头刚好与座垫相接近，几近接触而无压力为宜。测试数据表明 :此时臀部下陷约 18 外坐垫材料必须透气，且不易打滑，座垫应缝 制或钉在鞍座上，使其对起坐时的动载有良好的弹性响应。  （ 2）  靠背的分析与设计  长时间骑自行车的人感觉腰部最累，这是因为骑车时，人处于一种前屈运动的状态，坐姿属于非自然姿势。良好的坐姿，压力适当地分布于各椎间盘上，肌肉组织承受均匀的静负荷，脊椎形状最接近自然状态 ;而人处于非自然姿势时，椎间盘内压力分布不均衡，故腰部产生酸痛、疲劳等不适感。要减轻腰部的不适感，在保证人体操作灵活性的同时，应使人骑车时的坐姿接近自然坐姿。通常情况下，设置适当的靠背可使疲劳降低，大于90的靠背还可防止骨盆的旋转，增加坐姿的稳定性 ，基于上述原因与原理，可考虑在自行车的鞍座后面设置一个适当的靠背，靠背的具体尺寸如上图 2示。    靠背的高度。  靠背由肩靠和腰靠两部分构成，腰靠的凸出部分压入腰凹内，以保证腰部得到充分支持，其水平截面为曲率不大的圆弧形，以适合于腰圆。  由于成年人腰椎部的中心位置约在座位上方 23 26 ，腰椎支点略高于此尺度，腰靠的高度至少要等于腰椎支点的高度，以支持背部重量，所以腰靠的高度在座面上方 26 32  为了使背部下方骶骨和臀部有适当的后凸空间，座面上方与靠背下部之间留一开口部分，其高度至少 为 12. 5    靠背的宽度。  宽度由腰围决定，腰围以 50 %的女性的腰围为依据，靠背宽度为腰围的 1/ 3 ， 50 %的女性腰围为 77. 2 以靠背宽度可定为 26    靠背的角度。  设为 99，该倾角的作用与座面倾角的作用相同。    靠背的重量及材料。  靠背不易过重，太重，一方面增加了自行车的重量，另一方面则使自行车的重心后移，人骑车上坡时，容易引起翻车事故。  所以，靠背应选用强度较好，质量较轻的材料 (如 料 ) ，并具有适当的弹性，以增加舒适感。  （ 3）  车把的分析与改进    车把的高度。  自 行车的车把如果偏低，骑车者必须弯下腰，时间久了，就会感到腰酸背疼，胳膊疲劳。  车把的高度应保证骑车者在骑车时处于自然坐姿或接近自然坐姿，并使颈关节、胸关节、腰关节、髋关节、肩关节和肘关节处于舒适的调节范围内。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13  车把的宽度。  经实践测量，当车把的宽度接近于骑车者的最大肩宽时，人能够自然舒适地握住车把，并能保持长时间不易疲劳。  中等身材 (50 %的人群 )的人最大肩宽，男为 43.1 女为 39.7 此，车把的宽度可定为 43.1    把手。  现行自行车的把手很多都是橄榄形的，其实这并不符 合人机工程学原理，因为当手握把手时，手的屈肌和伸肌共同完成握把。  从手掌的解剖特征看，掌心部分的肌肉最少，指骨间肌和手指部分是神经末稍满布的部位 ;指球肌和大、小鱼际是肌肉丰富的部位，是手部的天然减振器。  橄榄形的把手将会使掌心受压受振，引起难以治愈的痉挛，也会引起疲劳和操纵失误。  把手的设计应使操作者掌心处略有空隙，以减少压力和摩擦力的作用。  图 2把手示意图（单位：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 2把手形状不合适，应取图 2手的直径太小，则扭矩随之减小 ;若太大，则会减小握力，降低灵活性与作业速 度，并使指端骨弯曲增加，长时间操作还会导致疲劳，比较合适的直径为 3 4 因此可把车把的直径定为大端 4 右，小端 3 右。  把手的长度主要取决于手掌宽度，掌宽一般为 9.7 此把手的长度可定为 12 右。    车闸。  车闸的设计精度较高，而人手的抓握直径在 13 右，所以，车闸直径可定为 13 右，长度约等于把手长度。  车闸与把手形成一个角度，此角度的设计因素是抓握空间，当抓握空间宽度在 8.0 抓力最大，据此，可计算出车闸与把手的交角为 40。  至于把手与 车闸的表面设计，应保证能准确抓握，不产生滑动，所以它们的表面不能太光滑，要有一定的粗糙度。    把手的弯度。  传统的自行车把手为水平，这不符合人机工程学原理，因为这样将会使手腕处于背屈状态，腕部酸痛，握力减小，长时间操作还会引起腕道综合症、腱鞘炎等症状。  测试表明，把手与水平位置成 10左右效果最好，可以降低疲劳，并且容易操作，还使腕关节处于放松状态。  （ 4）  普通自行车的整体分析与改进  人的上体后倾一定角度的坐姿是最接近于腰椎曲度的正常姿势，而目前几乎所有的自行车都使人的上身前倾，这就是为什么长时间骑车者的胳 膊和腰感到很疲劳的原因所在。  一方面骑车者的上身重量有相当一部分要由胳膊支撑，另一方面躯干前倾的姿势使本来前凸的腰椎拉直甚至向后凹，破坏了正常的腰椎曲线。同时，因胸部向前倾伏，这势必会增加会阴与车座前端的磨擦，长期如此，可导致泌尿生殖系统损伤、充血或发生局部炎症。  对女性来说，会阴与车座前端的磨擦，容易引起感染和疾病。  所以对于休闲、代步用普通自行车而言，座面倾角可调整成后倾，这样前倾式的骑车姿势可适当后倾一定角度。基于以上的分析，选择了 50 %的人群骑车时舒适调节范围内的尺寸，其数据见表 2 表 250%的人群在舒适调节范围内的尺寸  身体部位  舒适调节范围内角度 /  身体部位 &nb