机械设计自行车链传动分析

自行车的传动装置及变速原理,小组成员：陆春荣 蒋天伦 易斌,王正阳 周寒,一、自行车的整体结构及主要局部介绍,二、自行车的传动系统,三、自行车的变速原理,一、自行车的整体结构及主要局部的简 单介绍,1.1 链轮,1.链轮的基本参数及主要尺寸,链轮的基本参数为：链轮的齿数z、配用链条的节距p、滚子外径d1及排距pt。链轮的主要尺寸及计算公式如表,1,-,1,所示。,2、链传动的失效形式,由于链条的强度比链轮的强度低，故一般链传动的失效主要是链条失效，其失效形式主要有以下几种：,(1)链条铰链磨损。链条铰链的销轴与套筒之间承受较大的压力且又有相对滑动，故在承压面上将产生磨损。磨损使链条节距增加，极易产生跳齿和脱链。,2)链板疲劳破坏。链传动紧边和松边拉力不等，因此链条工作时，拉力在不断地发生变化，经一定的应力循环后，链板发生疲劳断裂。,(3)屡次冲击破断。链传动在启动、制动、反转或重复冲击载荷作用下，链条、销轴、套筒发生疲劳断裂。,(4)链条铰链的胶合。链速过高时销轴和套筒的工作外表由于摩擦产生瞬时高温，使两摩擦外表相互粘结，并在相对运动中将较软的金属撕下，这种现象称为胶合。链传动的极限速度受到胶合的限制。,(5)链条的静力拉断。在低速（v 0.6m/s）重载或突然过载时,载荷超过链条的静强度，链条将被拉断。,二、自行车的传动系统,1、传动的类型：,链传动,链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。,如图9-1所示链传动由主动链轮1、从动链轮2和绕在链轮上并与链轮啮合的链条3组成。,2、链传动的特点：,（,1)和带传动相比。链传动能保持平均传动比不变；传动效率高；张紧力小，因此作用在轴上的压力较小；能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作。,(2)和齿轮传动相比。链传动可用于中心距较大的场合且制造精度较低。,(3)只能传递平行轴之间的同向运动，不能保持恒定的瞬时传动比，运动平稳性差，工作时有噪声。,后 轮,Rr21,R1,R2,R3,后链轮,L,前链轮,从图中可以看到，当前轮以1的速度转动时，后链轮的转动速度应该是:,同时，由于后轮和后链轮是同一个轴上的同步转动的，所以又有如下关系：,3、传动关系,那么就可以得到，当人以每分钟n转的速度骑行的时候，应该有自行车的前进速度即为后轮的前进速度：,三、自行车变速的实现和原理,自行车传动主要是由前面的大齿盘和后面的很多小齿盘组成，前面的大齿盘叫做牙盘，后面的小齿盘叫做飞轮。变速自行车拥有不同的速比就是由前后两个齿盘进行配合得到的,牙盘,飞轮,自行车传动变速机构,自行车速比介绍,牙盘一般是由三片组成，后面的飞轮齿数是在,6,齿,7,齿,8,齿,9,齿,10,齿,11,齿，组成了不同的速比，分别是,18,速，,21,速，,24,速，,27,速，,30,速，,33,速。这么多速比的设计是为了每一个骑行者能够找到适宜的踩踏频率，更好的进行骑行运动。,牙盘和飞轮的安装,速比的选择,当链盘的“大盘”与飞轮的“小飞”组合时，（即牙盘用大齿数，飞轮用小齿数进行传动时）“大盘”转动一圈，“小飞”则会转动很多圈，这样“小飞”就会带动后车轮前进很远一段距离，因而此时车速最快。然而，此时由于脚踏的轮半径与“大盘”的轴半径相差不大，所以人加在脚踏上的动力在“大盘”上产生的力并不太大。即：此时车速虽然快了，但骑车人会付出较大的动力。当链盘的“小盘”与飞轮的“大飞”组合时，“小盘”转动一圈，“大飞”转动的圈数不太多，这样“大飞”就带动的后车轮前进的距离不大，因而此时车速最慢。然而，此时由于脚踏的轮半径与“小盘”的轴半径悬殊很大，所以人加在脚踏上的动力在“小盘”上会产生很大的驱动力。即：此时车速虽然慢了，但骑车人付出的动力却最小。,变速系统的组成,自行车变速的实现必须由一套成套的传动变速零件组成，分别是由自行车的指拨、前拨、牙盘、链条、飞轮、后拨。其中起传递动力的是牙盘、链条、飞轮。使用了链传动进行传递动力。而指拨、前拨、后拨是变速系统的主要构成局部。,指拨,后拨,前拨,变速操作原理-前拨,指拨分成左右指拨，左指拨是操作前拨的变速，右指拨是操作后拨的变速，指拨和变速器之间由变速线连接，指拨就是一个操作器。指拨上一般有视窗标注变速的挡速，是为了骑行者能够方便知道现在的前后齿的搭配关系。,当左指拨进行拨动时，变速线拉动前拨向左向右空间上移动一定的距离，前拨带动链条分别将链条挂在牙盘的三个齿上，实现了牙盘三个不同齿盘的转换,指拨装入变速线,变速操作原理-后拨,当右指拨进行拨动时，同样，变速线拉动后拨，后拨将链条挂到飞轮上不同的齿数上，进行飞轮不同齿数的切换。,变速是一个运动的过程，必须在平稳的骑行中进行变速才能到达最好的变速效果，因为前拨、后拨的功能只是让链条进行左右移动，确定链条正确的空间位置，而链条和齿盘之间的啮合是靠平稳骑行中，牙盘和飞轮旋转和链条进行啮合过程。,后拨,由于自行车的动力传输是由链传动，所以传动系统使用一段时间后会有磨损，需要润滑链条，飞轮和牙盘。而且前拨后拨的转动关节局部也需要进行润滑。还容易存在的问题是掉链问题，现在技术越来越成熟的前拨后拨也起了防止掉链的左右，而后拨的张紧弹簧是张紧了链条，有效的防止链条脱落。,谢谢观看,谢谢观看,/,欢送下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,