机械创新设计-实验报告

机械创新设计方法实验报告班 级 机制四班 姓 名 邓兵兵 学 号 113004010402指导教师 张巍 2014年 6月 16 日6实验题目： 研究一种可躺骑自行车 姓 名 邓兵兵 成 绩 实验日期 2014.6.16 批阅教师 同组成员 潘越，陈星，邓兵兵 批阅日期 *一、 实验目的随着社会的发展人们对自行车这一代步工具有了新的要求，自行车的方便灵活、高速省力、免维修是消费者的基本要求，然而新型结构自行车的舒适性与新颖的外观正好可以满足消费者更高的要求。新型自行车结构的研发设计是自行车生产商提高市场竞争力的关键，但生产厂商主要在制造及管理过程中追求利润，不注重产品的创新,在产品的研发设计上与国际水平有着较大的差距。自行车产品设计的发展趋势应该是多品种、小批量、个性化的生产。在新产品的开发与研制中，创新的作用举足轻重且极富挑战性。越来越多的国内外人士已将目光投向产品创新与技术创新这一领域。本文以自行车结构为设计对象，首先归纳了相关的创新思维和创新设计的理论及方法，分析了现代自行车的主要形式，为自行车创新设计奠定了理论基础。并介绍了新型自行车结构的设计过程，从人机工程学的角度，考虑自行车车架造型的创新设计。并在人机工程学和机械设计的基础上,采用了基于坐标尺寸的参数化设计,较好地解决了自行车车架设计中结构和形状上的问题。二、 所选课题的功能原理与工作原理分析；常规自行车骑行时无反作作支撑点，最多利用身体重量摇摆骑行。躺车仰卧骑行，有肩背部做支撑点，便于脚部发力；躺车重心低，迎风面小，故风阻系数低，节省体力。自行车的最高速度纪录均为躺车创造并保持。 躺车临时停车，两脚自然落地躺车仍可站立。躺车重心低，即使摔倒其势能也低，不会像骑常规自行车那样，一个跟斗栽下去(倒栽葱式），往往伤势比较严重，而骑最多只是车倒侧滑，四肢擦伤。三、 本课题设计的创新点；坐骑式自行车的优点坐骑式自行车因其区别于直立式自行车的骑行姿势，使其相比之下有更多的优越之处：1.较直立式自行车的速度坐骑式自行车的骑行速度可以接近同价格的运动型公路车，能比较轻松的保持2530公里/小时的速度，在北京人少的道路上可以保持3742公里/小时，曾经瞬间最高速度已经达到55公里/小时。2.较直立式自行车舒适性提高了很多，真正的提高了骑行的舒适感。坐骑车在骑行时，如同坐在座椅上，不仅完全坐着，并且可以放松的靠在其靠背上面。这样的骑行姿势使得裆部、手腕不会受到恼人的压迫而引起的不适与疼痛，对于骑公路车、山地车的人来说还同时解决了脖子疼痛的问题。尤其在长途骑行时更能突显其舒适的骑行感觉。3.较直立式自行车更安全可靠，视野更好。直立式自行车要么顾了前方的，要么顾了眼前的，坐骑式自行车的骑行姿势使得在骑行时的视野更开阔，不自觉的会看到至少5米以外的东西，可以提前了解前方的路况，近处就不看了，在十字路口停车时，直立式自行车通常只放一个脚在地上，偏一边的3点接触；这款车可以更快的更轻松的将双脚放在地上，4点接触，这样更稳定更安全。 4，摔车时，较直立式自行车摔得轻。直立式自行车摔车时因人体各关节离地距离相比斜躺车高，所以会摔得重，而且会摔到好多个关节部位，你有手撑的机会，就可能骨折，还会摔到脸，一般要一周到数周时间恢复。坐骑式自行车即便紧急刹车或出现严重的撞击，也不会出现如普通自行车那样向前翻车！最多不过是脚受伤，而不是头部受伤！从而大副度提高了安全的效果。因为臀部离地低了很多,所以也不会摔得很重5.较直立式自行车的刹车效果更好。坐骑式的座椅较直立式自行车的高度降低了不少，加上舒适的骑行姿势而且还后移了重心，这样使得刹车效果也优于直立式自行车。因为大副提高了舒适度，所以特别适合长途骑行。四本课题设计的应用和发展前景；国内自行车产业形成了以民营企业为主体组成的规模巨大的集聚产业体系，整体面貌和技术水平得到显著提升，通过自主创新又派生出规模巨大的新兴电动自行车产业，中国迅速成长为世界最大的自行车与电动自行车产业基地。但是，从世界自行车产业发展总体格局上衡量，我们的产业发展依然处于只大不强的局面，主要表现在我们的民营企业还没有足够的资本和技术研究开发新型结构的自行车能力；在产业发展状态上，存在重产能、轻研发的问题，在今后的发展中，自行车企业只有自主创新，开发新型结构的自行车才能加快适应国内外市场，才有可能更好的发展。我国自行车产业今后将有以下几方面的发展趋势：我国自行车产销量保持在现有水平并略有增长，出口产品质量有所提升。全球自行车每年1.1亿辆的需求量没有改变1。全球没有一个与我国相同规模的生产自行车的国家或地区，所以，我国的生产量不可能很快下来。自行车产业将有大的结构性调整。从产业布局上看，国际上已经出现了两次大的自行车行业的产业转移：第一次从美国、日本向我国台湾转移；第二次从我国台湾向我国的沿海地区转移；现在是第三次转移，从我国的沿海地区向西部、中部地区转移，转移的目的主要是求得更低的固定成本和经营成本，其过程和影响值得长期关注四、 作者承担工作情况（仅限本人所作的工作）(包括所承担工作在课题中所起的作用；实际3D建模的零件名称，数量，将相应的图剪贴在实验报告中；完成工作所遇到的问题及解决方法)装配图躺式自行车 大带轮由于三个带轮 差不多在此只截图一个 在画图过程中本来是要用齿轮传动的 不过由于不知道怎么配合所以此想法作废只好用带轮传动座椅连接轮子支撑以及各种销键连接在此省略。六、实验小结本课题的新型自行车结构设计是基于原本自行车结构的基础上，侧重于人机工程学的座椅体位而加以改进的。这种高躺式的自行车，改变了原本的骑行姿势，将原本集中于臀部的力量分散到腰部，由于将人体重心后移，所以骑行时不用弓着后背，也不用挺直腰肩，脊椎倾斜向后，车把处于自然高度，如同坐在沙发上出行的感觉，大大提高了骑行时的舒适感。随着对自行车尺寸的深入了解，发现自行车车架尺寸上任何一个小变动都会改变自行车的操控性，上百年来的试验经验造就了一个很难改变的自行车尺寸结构。所以，本次的新型自行车结构设计仍旧存在着许多改进的地方。虽然自行车的结构设计已经完成，但还没有能对真车进行实际的刚度强度校核。其实去掉躺骑车上和自行车上的通用零件，就只剩下车架和座椅。车架的强度是最为重要的。金属材料做车架，只要刚度够，强度肯定绰绰有余。参考自行车标准。本次课题设计的躺车车架和单梁的自行车相似，完全可以借鉴，应用反向设计求出的车架刚度作为躺车的参考即可。 创新设计是一次非常难得的机会，可以让自己将学习的理论知识与实际相结合。通过此次设计的锻炼，使得自己的综合运用知识能力和应用技能都得到了提高，同时也提高了查阅文献资料、设计手册、设计规范以、行业标准及电脑制图等其它方面的专业能力水平。 我们在生活中要学会发现问题，并且努力尝试着去解决问题，也许就有了一个很奇特的发现，新产品的发现就是建立在生活上的，多发现多思考多解决，这样社会才会更加进步。