【2017年整理】机械创新设计—案例-自行车.ppt

机械械创新设计案例 案例10 自行车的演变和开发 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1．自行车的演变史 17世纪初期人们开始研究用人力驱动车轮的交通工具。机械师加赛纳首先提出一种手驱动的方式，驾驶者骑在车座上，用力拉一条绕在车上并能带动轮子转动的环状绳子，使车前进。 1816年至1818年在法国出现了两轮间用木梁联接的双轮车，骑车者骑坐在梁上，用两脚交替蹬地来推动车子前进。这种车称为“趣马”(Hobby Horse)，如图例10—la。当时它是贵族青年的玩物，不久就过时了。 一种真正的双轮自行车(Bicycle)是1830年由苏格兰铁匠麦克米伦发明的。他在两轮小车的后轮上安装曲柄，曲柄与脚踏板用两根连杆相连，如图例10—1b，只要反复蹬踏悬在前支架上的踏板，驾驶者不用蹬地就可驱动车子前进。 趣马 曲柄+连杆+脚踏板式 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 为了提高骑行的速度，法国人拉利门特在1865年进行了改进，将回转曲柄置于前轮上，骑行者直接蹬踏曲柄驱车前进。此时前轮装在车架前端可转动的叉座上，能较灵活地把握方向；后轮上有杠杆制动，骑行者对车的控制能力加强了，如图例10—1c。这种自行车脚踏板转动一周，车子前进的距离与前轮周长相等。 为了加快速度，人们不断增大前轮直径(但为了减轻重量，同时将后轮缩小)，有的前轮大至56in(1.42m)、64in(1.63m)，甚至80in(2.03m)，如图例10—1d。如此结构使骑行者上下车很不方便且不安全，影响了这种“高位自行车”的使用。 回转曲柄式 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1879年英格兰人劳森又重新考虑采用后轮驱动，设计了链传动的自行车，采用较大的传动比，从而排除了采用大轮子的必要性，使骑行者安全地骑坐在合适高度的座位上，它称为安全自行车，如图例10—1e。在这时期随着科学技术的发展，自行车结构还做了不少改进。如采用受力合理的菱形钢管支架，这样既提高了强度，又能减轻重量；用滚动轴承提高效率；1888年邓洛普引入充气轮胎，使自行车行走更加平稳。由此，自行车逐渐定型，成为普遍使用的交通工具。 由于不断提出新的需求，经过种种改革，使自行车的功能和结构逐步完善起来，而从开始研究到定型差不多经过了80年。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2．新型自行车的开发 随着科学技术发展，人们生活水平不断提高，发现原有自行车有不少缺点，同时也根据需要提出一些希望点，在此基础上开发了多种新型自行车。 1)助力车 为省力开发出多种助力车，为避免对环境的污染，电动车较受欢迎，小巧的电机和减速装置放于后轮毂中，直接驱动车轮，电源则采用干电池。 2)考虑宜人性的新型车 英国发明家伯罗斯发明躺式三轮车，车上座位根据人体工程学设计，躺式蹬车省力，时速可达50km。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 摇杆式自行车将回转蹬踏变为两脚往复蹬踏，这样能充分使人蹬车时在90°-120°范围内做有用功，而去除做无用功的动作。两摆杆通过链条