开题报告-自行车变速器设计

开题报告（含论文综述）课题名称：自行车变速器设计一、毕业设计（论文）选题的目的和意义。⑴课题名称；⑵有关研究方向的历史、现状和发展情况分析；⑶前人在本选题研究领域的工作成果简述。1、毕业设计（论文）题目：自行车的变速器设计2、本研究方向的历史、现状、发展情况分析，及前人的工作成果：选题的目的和意义目前自行车用于休闲工具越来越普遍，但在山区骑行需要不断变化速度，变速器的作用凸现出来。自行车究竟在哪个年代、由谁发明的很少人知道，在1791年法国人曾发表了两轮的木马车；德国男爵卡尔杜莱斯是一般公认的自行车发明人，他在1817年制造出有把手的脚踢木马自行车，他在车子前轮上装了一个方向把手，这是人们第一次看到不需用马拉的奇怪车子，也是人们最早的自行车印象。他的发明是构想是来自於溜冰鞋的原理，他想如果人们在两轮之上放个座垫，人坐在上面两脚下垂交互踩踏前进车子就能像溜冰一样前行了。他的木马自行车在1818年正式取得德国及法国的专利，成为自行车的开山鼻祖，这辆自行车是以木头制造，这台车就是靠人的两只脚在地上蹬，以现今来看就像是木造的玩具木马，比现在的铁马重好几倍，这台木马自行车的发明对人类有极大的贡献。最早的木马车没有把手不能控制方向、不能转弯、只能直线前行，木轮的转动及停止完全靠双脚踢地来控制；杜莱斯把木制的车架跟把手装在车上之后，转弯或移动方向就更方便了，不必停止两脚踢在地上的动作，更不必提起车子移动方向；这部车子就被拿来作为玩具马。1819年英国、德国也都先后成立了自行车运动历史上最早的自行车学校，教人如何骑玩具马-HobbyHorse；在当时没有汽车、火车的时代，以马车为交通工具的法国、英国、美国形成了争相骑玩具马的风气，人们跨上了玩具马用力蹬，速度越快，车子就越稳，这个骑玩具马的风气在欧美持续了约十年的历史。有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析近年来，世界工业发达的欧美国家及日本打造各类自行车的产品，无论是材料、还是外观设计一直到整车装备各个方面都有发展迅速。尤其在变速系统上，日趋朝向高端技术方向发展，之前国外的变速自行车档位有三速、五速、十速、十二速、十五速、十八速，但是在现在出现了很多车系达到二十一速、甚至二十四速、二十七速。拨链机构逐步变小，导向板也逐渐加长，更加具有流线感。此外，欧美国家及日本先后开发出了电子控制定位旋转把套变速控制系统［3］，而且自行车变速系统技术含量日趋提升。现在国外很多国家变速系统正朝着变速、制动、导向一体化及自动定位、自动变速、操作富有人性化这方向阔步发展。3.自行车的变速原理及说明在我们变速自行车中最常见的车系是山地自行车，而所有变速自行车的原理基本与山地车类似，下面以山地车的变速原理进行探究。我们的山地车变速的工作方式与我们的汽车的变速工作方式相似，汽车大多是改变齿轮来改变传动比，而自行车主要是以链条为传动装置工作的。在我们的山地车里面，通常把脚蹬两个踏板的轴叫做主动轴。而我们以往看到的非变速自行车就是靠改变我们主动轴的转速来实现各路段的骑行。我们把车架和后轮相连接的那根轴叫做从动轴。前面已经起到过:我们的主动轴与从动轴之间的联系是通过它们之间的的链条，当我们踩动踏板，使主动轴获得动力，通过链条传递给从动轴，而我们就在这个过程来改变他们的传动比，从而达到以更小的动力获得更加快的速度，具有省力、省车的效果。现今，山地车的变速级别越来越多，我们研究普遍生活用的十八速级变速设计。一般山地车在主动轴上装配3个依次增大的齿轮，在从动轴上安装6~10个依次从大到小顺序排列的齿轮，然后用分别在前后轴安装变速杆用一根变速线连接到车把手上或者任意一个手很方便控制的位置上，当我们需要变速时，我们只需转动对应的变速杆使链条拨到不同大小的齿轮上去，实现轻松变速。后拨导向轮是固定链条的位置，张力轮必须保证链条有一定的张力，让它卡在齿轮上，张力轮的位置是固定在摆臂上的，并由弹簧控制。变速原理：在主动轴适合位置安装一个前拨装置，我们通过转变变速杆，是前拨的位置发生微小的变化，将链条拨到不同大小的齿轮上去，这时我们再转动调节从动轴上的变速杆，就可以达到在这个范围内我们想要的速度。这个过程中，我们的从动轮和主动轮都采用了变得设计，而形成不同的不一样的传动比，达到设计目的。其实我们都明白：当你主动轴的牵引力频率越高，从动轴的转速就越快，所以单单靠改变传动比是不一定好使的。所以有经验的骑行者会根据不同的路况选择不同的传动比，当上坡时，主动轮选用最小齿轮，从动轴选用最大的齿轮，这个时候获得最小的速度，但却很省力；同样的道理，下坡时，主动轴上选用最大的齿轮，从动轴上选用最小的齿轮，这时可以获得最大的速比，却很费力，因而在下坡用最为合适。一般情况，我们都是固定前轮，在从动轴上齿轮越小，越能够加速。二、设计或研究主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键，有何创新之处。（此部分为重点阐述内容）1、设计或研究主要内容：本次课题为设计自行车变速装置结构，自行车的变速装置分为H、L边去调节螺丝、前拨后拨、飞轮、链轮、链条、张力轮、导向轮等。按照这几要求，本设计的重点是前后拨链器、链轮、飞轮，然后用CAD软件进行二维图的绘制。其主要设计内容如下：研究主要内容本论文主要对由飞轮、链轮、链条、后拨、组成变速装置进行设计。具体内容包括以下五部分:(1)变速装置的总体设计。(2)链轮设计与计算验证。(3)链条设计与计算验证。(4)拨链工作装置设计与计算验证。(5)用CAD软件绘制零部件及装配图。实验方案：1.收集有关资料、写开题报告；2.翻译外文资料；3.再次熟悉PRO/E软件；4.设计计算各机构的尺寸并绘出各机构的CAD图纸；5.对绘制出的模型进行装配；6.对装配后的运动机构进行动态仿真；7.对计算的尺寸及各机构的应力分析等进行说明（即写说明书）8.撰写毕业设计论文。三、研究方案：[⑴技术方案（有关方法、技术路线、技术措施）；⑵实施方案所需的条件（技术条件、试验条件等）]技术方案：总体设计理念自行车变速器总共有5各部分组成，按照设计准则，首先选取链条型号，然后计算后拨链器的参数，再对这个飞轮和链轮参数进行设计，到前拨链器的设计。各类零件设计的方案对变速器的设计主要是对其参数的设计，这里参考机械设计实用手册的内容，对各个部件设计。这个过程的重点还是对后拨链器和前拨链器设计，设计其张紧轮和拉伸弹簧，但这些弹簧与书上的弹簧有些区别，所以只能参考设计手册修改。技术条件由于设计的变速器外形简单但部件繁琐，组装难度大，因而对其精度要求可略高，考虑到整体的受力不大，杆件用Q235这种材料，然后再进行校核。四、设计过程及说明1、按照设计要求一步一步的设计，由链条→后拨→飞轮→链轮→前拨，2、设计主要依靠《中国自行车标准》选取参数，如链轮的齿数和按照要求选择变速级数，3、设计中会用到大量公式和选取计算参数和验证参数，均采用我们所学的《机械设计》和查阅图书馆的《机械设计手册》，4、设计中可能会遇到一些不确定参数，按照惯例，以行业标准为准。五、毕业设计（论文）工作进度计划。（必须包含一定工作量的计算机知识综合应用环节）第一阶段：搜集资料和开题报告

（1.16-3.8）：调研、资料收集对课题设计对象进行调查分析、收集原始资料，查找相关文献，学习不了解的知识。再进行可行性分析和需求分析，确定系统所需的功能和任务目标。第二阶段：分析、设计、实施、报告编写阶段（上半年）

第1周：方案确定按照设计任务书的要求和数据参数，进行系统分析，确定总体方案。第2～12周：设计计算、结构设计、零件图、装配图在总体设计方案确定后，开始对链条、链轮、拨链器几何参数的计算。在初定几何参数后，在用理论计算对设计计算校核。在定下全部尺寸后，并开始总装图的绘制。第13周：撰写设计论文第三阶段：论文审核修改阶段指导教师进行论文电子文档审阅，指导学生修改；学生将论文及其它所需要的材料打印装袋交给指导教师；评阅教师评阅毕业设计（论文、提交资料）；第四阶段：毕业答辩阶段准备答辩六、指导教师审核意见