沙漠自行車的設(shè)計(jì)與研究wb

沙漠自行車的設(shè)計(jì)與研究學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)年級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化xx 姓 名： X X 班級(jí)學(xué)號(hào)： 機(jī)設(shè)xx-x-xx 指導(dǎo)教師： XXX 二一四 年 五 月 十六 日沙漠自行車的設(shè)計(jì)與研究 機(jī)設(shè)xxx-xx-xx一、 研究背景隨著生活水平的日益提高，人們對(duì)幸福指數(shù)的要求也是越來(lái)越高，尤其對(duì)于健康以及娛的關(guān)注逐漸增加。由此帶來(lái)的新興的娛樂(lè)領(lǐng)域沙漠娛樂(lè)，得到了廣泛的關(guān)注，并逐漸形成一個(gè)新興娛樂(lè)市場(chǎng)。而沙漠自行車運(yùn)動(dòng)，作為一種可以鍛煉人們身體，又可以獲得娛樂(lè)的項(xiàng)目，備受關(guān)注。由于現(xiàn)在市場(chǎng)沒(méi)有一款真正用于沙漠娛樂(lè)行業(yè)的沙漠自行，本研究為滿足市場(chǎng)對(duì)沙漠自行車的需求，設(shè)計(jì)一款新興的趣味的沙漠自行車。二、 現(xiàn)有產(chǎn)品分析首先對(duì)現(xiàn)在現(xiàn)有自行車進(jìn)行分析，主要包括：獨(dú)輪車，普通自行車，前輪大后輪小的自行車，無(wú)鏈自行車，以及手搖自行車等等。對(duì)他們進(jìn)行抽象總結(jié)，形成如圖1所示的自行車功能原理系統(tǒng)圖。從圖中不難發(fā)現(xiàn)，自行車主要由驅(qū)動(dòng)單元、控制單元、支架單元、輔助單元等組成。從功能上進(jìn)行分析包括變速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、以及一些輔助功能組成。圖1 自行車功能原理系統(tǒng)圖不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有自行車，雖然具有成熟的技術(shù)，功能齊全、結(jié)構(gòu)多樣，但是很難直接適用于沙漠娛樂(lè)的使用。具體原因主要有： 輪子太細(xì)：現(xiàn)有自行車的輪子太細(xì)，在松軟的沙漠里很容易陷入沙土中，阻力巨大，前行困難。 缺乏娛樂(lè)性：現(xiàn)有自行車雖然具有很好的實(shí)用性，但是用于娛樂(lè)卻很難激發(fā)使用者的娛樂(lè)精神，難以達(dá)到很好的娛樂(lè)效果。 輔助功能單一：現(xiàn)有自行車在正常的環(huán)境下使用，因?yàn)楹?jiǎn)約，具有很好的優(yōu)勢(shì)，但是在沙漠這樣惡劣的環(huán)境中，因?yàn)槿鄙僮銐虻妮o助設(shè)備會(huì)很容易造成使用者焦躁的情趣。基于此，需要對(duì)現(xiàn)有自行車進(jìn)行顛覆性的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)在沙漠中輕松前進(jìn)，同時(shí)達(dá)到娛樂(lè)目的，當(dāng)然可以起到保護(hù)使用者的目的。三、 沙漠自行車的方案分析1. 方案設(shè)計(jì)要求功能上： 方便的實(shí)現(xiàn)變速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)。 輔助功能齊全可達(dá)到保護(hù)使用者的目的。 單人或雙人或多人可同時(shí)使用。 由人工提供動(dòng)力。結(jié)構(gòu)上： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但具有趣味性。 加工簡(jiǎn)單，售后服務(wù)易于實(shí)現(xiàn)。 維修、維護(hù)方便簡(jiǎn)單。 操作方便。成本上： 價(jià)格便宜，易于市場(chǎng)的推廣。2. 功能分析首先采用黑箱法，對(duì)沙漠自行車進(jìn)行分析。具體如圖2 沙漠自行車黑箱分析圖。圖2 沙漠自行行車黑箱分析圖3. 總功能分解1） 總功能分解的依據(jù)一般都是由5個(gè)部分組成：動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制和支承系統(tǒng)。為了表示這種技術(shù)過(guò)程和周圍環(huán)境的關(guān)系，用技術(shù)過(guò)程流程圖來(lái)表示，如圖3所示。圖3技術(shù)過(guò)程流程圖2） 總功能分解將總功能分解為兩個(gè)主要的第一層分功能；輸入能量可轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)和控制，能夠初步建立第一層分功能的功能結(jié)構(gòu)圖，見(jiàn)圖4所示。圖4總功能分解4. 尋找原理解法和原理解組合根據(jù)圖4所列出的功能分解圖，我們對(duì)各個(gè)子功能進(jìn)行求解，應(yīng)用形態(tài)學(xué)矩陣的方法對(duì)功能元的解進(jìn)行組合,并得出功能元求解目錄表，如表1所示。表1 原理解組合表原理解功能局部解1234功 能 解行走A輪式獨(dú)輪履帶單邊足式雙足混合雙足單輪雙輪雙邊四足雙足雙輪三輪金屬銷式六足軌道車輪多輪金屬橡膠八足動(dòng)力B手動(dòng)轉(zhuǎn)舵式腳動(dòng)旋轉(zhuǎn)型組合手搖起伏型轉(zhuǎn)向C腳動(dòng)手動(dòng)組合制動(dòng)D帶式閘瓦片式圓錐型變速E齒輪鏈輪帶輪繩驅(qū)支架F傳統(tǒng)型球形矩形人數(shù)G單人（娛樂(lè)）雙人（BKB&）三人（家庭）多人（橫排縱隊(duì)）輔助（降溫）H自然風(fēng)小型風(fēng)扇霧水輔助（遮陽(yáng)）I遮陽(yáng)傘遮陽(yáng)支架通過(guò)對(duì)功能元的求解，我們得到的組合方案數(shù)為：組合方案數(shù)：個(gè)系統(tǒng)解。為了能找到合理的方案，現(xiàn)在對(duì)沙漠自行車的所有原理組合解進(jìn)行選擇。在選擇時(shí)各方案應(yīng)該滿足一些選擇標(biāo)準(zhǔn)，即：1）、與設(shè)計(jì)任務(wù)相符；2）、滿足娛樂(lè)要求；3）、在原理上可實(shí)現(xiàn)；4）、在成本上可行；5）、滿足安全要求。按照這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)方案加以判定，并列出選擇表，如表2所示。表2 整體評(píng)價(jià)表組合方案及編號(hào)與設(shè)計(jì)任務(wù)相符滿足娛樂(lè)要求在原理上可實(shí)現(xiàn)在成本上可行滿足安全要求其他符號(hào)說(shuō)明決策在選擇標(biāo)準(zhǔn)欄中在決策欄中+滿足方案可取-不滿足排除？信息量不足增加信息后再定!檢查要求明細(xì)表檢查要求明細(xì)表abcdef舉例說(shuō)明A1+-2+3+-4+-B1+-2+3+-+-C1+-2+3+-+-D1+-2+-3+-4+E1+-+-2+3+4+-F1+2+？-+-3+G1+2+-+-3+-+-4+-H1-2.5+3-I1+-2+通過(guò)對(duì)原理方案組合解的篩選，得出符合標(biāo)準(zhǔn)的方案原理組合解有11種，大大縮小了選擇范圍。經(jīng)過(guò)對(duì)原理組合解的篩選，得到11中符合標(biāo)準(zhǔn)的方案原理組合解，現(xiàn)從11中原理組合解中進(jìn)行功能元組合，其系統(tǒng)解如下圖所示。 方案方案方案方案圖5 沙漠自行車的系統(tǒng)解對(duì)沙漠自行車所有系統(tǒng)解進(jìn)行評(píng)價(jià)，并列出評(píng)價(jià)表，以得出最佳方案。這里采用簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)法。用“+”表示非常好，“+”表示很好，“+”表示好，“-”表示不好，“-”表示非常不好。其評(píng)價(jià)結(jié)果，列于表3中。表3 整列裝置評(píng)價(jià)表方案評(píng)價(jià)準(zhǔn)則適應(yīng)性高娛樂(lè)性強(qiáng)成本低廉便于加工結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單總 計(jì)+5“+”+-+7“+”+-+1“+”+-+1“+”結(jié)果表明，方案為較為理想的方案。四、 沙漠自行車具體方案本沙漠自行車，采用雙邊履帶式行走，增大了與沙子的接觸面積，可以大大防止自行車陷入沙泥中，有利于前行。利用腳提供前進(jìn)的動(dòng)力，充分發(fā)揮人的力量。在轉(zhuǎn)向和制動(dòng)方面采用手動(dòng)的方式，靈活方便。圓錐式的制動(dòng)方式與履帶相結(jié)合使用，具有絕對(duì)的沙漠優(yōu)勢(shì)。在變速上采用鏈輪傳動(dòng)的方式，既可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的遠(yuǎn)距離傳輸，同時(shí)可以大大提高維護(hù)的便利性。此沙漠自行車可以單人使用也可以實(shí)現(xiàn)拼接，用于多人共同娛樂(lè)使用。而且在本沙漠自行車的輔助部分，設(shè)有降溫以及防曬的小工具即：風(fēng)扇、遮陽(yáng)蓬。因此具有很強(qiáng)的實(shí)用性