102年华梵大学机电工程学系专题研究成果报告.PDF
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102 年華梵大學機電工程學系專題研究成果報告
自行車傳動及煞車機構之設計與有限元素分析
指導教授:蔡傳暉 教授 參與學生:B9902017許景揚
一、 中文摘要 五、 傳動組件介紹 與設計圖
本專題旨在進行自行車傳動及煞車機構 1. 大小齒盤:連接曲柄 與鍊條 。由曲柄帶動
的設計與分析,利用 solidworks繪製設計
中心軸 BB轉動齒盤,再由鍊條傳遞至飛
圖,再導入 ANSYS軟體分析。 以原廠設計方
輪 。
案做為模擬之依據,以 CNS規範的荷載條件
分析其應力分布 ,據此提出改良設計的具體 2.曲炳 :用來傳遞踩踏力帶動軸心 之力臂 。
方案,並與原廠原設計方案做 分析比較。
3.踏板 :騎士施力於踏板上,使曲柄轉動 。
二、 前言
4. Bottom Bracket :簡稱 BB踩踏曲柄轉; 動
除了人體重量,踩踏與煞車拉桿為人體 時,中心軸的 一個轉動機制 ,且由BB帶動齒
最直接施力於物件上,對於受力情形與變形 盤與鍊條 。
情況最為影響,因此在設計踩踏系統與拉桿
時,除了訴求輕量化之外,也需注意變形情 5.飛輪 :為後輪齒盤 ,裝置於後輪軸心上 ,
況,以確保騎士安全。 由鍊條傳遞踩踏力至飛輪,拉動後輪 。
三、 研究目的 6.鍊條 : 安裝在齒盤和飛輪上,傳導踩踏力
本文將原廠煞車拉桿與踩踏系統組尺 使後輪移動之途徑 。
寸,經由改良設計 ,改變其厚度 、長度,探
討改變原尺寸前後的應力差別 。並且模擬其
應力分布的差異,了解原廠設計的用意,提
出最佳的設計方案。
四、 研究方法
先以 SolidWorks軟體繪畫出自行車 拉
桿與傳動組模型(曲柄與齒盤),再將模型從
SolidWorks 直接匯進ANSYS ,並設定固定端
及給定荷載 大小與作用力方向,分析出應力
圖 與變形量。找出最大應力及最大變形量位
置,針對該部位做修改,最後進行差異分析,
比較兩者之優劣。 SolidWorks模型如下:
SolidWorks模型如下:
內側小齒盤、外側大齒盤
原始拉桿 、改良 拉桿
七、 應力分析
ANSYS軟體是一個多用途之分析軟體。
可用來分析固力、流力、熱流、熱傳遞、等…
各種分析。可得到等效應力、變形量等等模
傳動系統組合件、原始曲柄 擬分析圖。 ANSYS軟體本身可用來建立有限
元素模型,以及相關結果的解析計算及圖形。
改良曲柄 A 、改良曲柄B
六、 側拉式煞車器原理 與設計圖 傳動系統 、拉桿網格化
側拉式煞車器主要用於以螺栓為樞
軸,以操作桿將鋼索拉緊,力量傳至固定在
樞軸上的煞車臂 。
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