挑戰(zhàn)杯立項申請書

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1、附件1編號：重慶三峽學(xué)院學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽立項申報書項目名稱：水陸兩用自行車學(xué)科分類：科技發(fā)明制作申請人姓名：徐李申請人學(xué)院：機械工程學(xué)院申請人專業(yè)：機械電子工程申請人年級：2012級申請人學(xué)歷：本科申請人電話：18623205490申請人E-mail：917350795@qq.com畢業(yè)日期：2016年6月填表日期：2014年3月24日重慶三峽學(xué)院學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室制重慶三峽學(xué)院學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競賽立項申報書項目名稱水陸兩用自行車立項人姓名性別學(xué)歷所在學(xué)院聯(lián)系電話備注徐李男本

2、科機械工程學(xué)院18623205490合作者陳其男本科機械工程學(xué)院15922576225王嘉寧男本科機械工程學(xué)院13251104587陳松柏男本科機械工程學(xué)院13251114469付檄男本科機械工程學(xué)院18623612391指導(dǎo)老師姓名性別職稱所在單位聯(lián)系電話備注宋淵明男高級實驗師機械工程學(xué)院18696808652項目基本內(nèi)容、現(xiàn)實意義、基本思路、可行性分析一、項目基本內(nèi)容及思路1.傳動方式我們的水陸兩用自行車，在水上的動力提供是用鏈條傳動，首先把腳踏板的運動傳到后輪固有鏈輪上。我們用的是變速自行車，所以自行車固有的鏈輪盤有

3、多個鏈輪階梯，且鏈輪與鏈輪間距是固定的。我們再在后輪鏈輪上加引出一根鏈條帶動階梯軸上的鏈輪，階梯軸上的鏈輪與階梯軸通過焊接固定在一起的，可以一起正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。那么腳踏板的運動就傳到了葉輪上。葉輪既可以正傳也可以反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了在水上自行車的前進、后退功能。在鏈條傳動中都是采用大輪帶小輪，所以是增速傳動，腳踏板轉(zhuǎn)動一圈，葉輪轉(zhuǎn)動3.8圈，這樣可以得到更大的動力。葉輪安裝在階梯軸上作為動力裝置，整體可繞自行車固有的后輪軸在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動并且選定角度后可以進行固定，這樣就可通過調(diào)整整體的葉輪裝置的角度來調(diào)整葉輪的吃水深度，從而

4、達到發(fā)揮葉輪最大效率的目的。2.設(shè)計方案2.1動力結(jié)構(gòu)本設(shè)計動力結(jié)構(gòu)采用葉輪傳動，組合之后形成的葉輪如圖1所示，作為動力裝置。圖12.1.1軸的設(shè)計階梯軸是提供動力的主要裝置，同時也是本次設(shè)計的重要部分，所以對軸的要求較高，選取材料方面，我們通過比較選取45鋼。(1)設(shè)計軸的長度根據(jù)自行車后架的寬度中間部分為150mm，所以固定階梯軸的兩軸架的寬度為150mm，軸架通過兩個滾動軸承與階梯軸連接，滾動軸承型號為6002，此型號的軸承寬度為9mm，階梯軸安裝軸承的兩端外側(cè)需要安裝軸套、葉盤、螺母，螺紋線、葉盤寬度、軸套之和的長

5、度為100mm，所以計算得到設(shè)計的階梯軸的總長度為：L=150+9*2+100*2=368mm。(2）設(shè)計軸的軸徑大小通過查閱資料和結(jié)合實際經(jīng)驗，得知人踩動腳踏板時使葉片打水產(chǎn)生的水的阻力使階梯軸需要傳遞的轉(zhuǎn)矩為T=4N·m，根據(jù)查詢《機械設(shè)計手冊》得知軸的許用應(yīng)力為[τ]=40MPa，軸的長度為L=368mm，軸在全長上的扭角不得超過1°，同時通過查閱相關(guān)設(shè)計手冊，也可以得到軸的切變模量G=80000MPa。①按照強度要求，應(yīng)使d=7.07mm②按照扭轉(zhuǎn)剛度要求，應(yīng)使：因為軸的長度為368mm，在軸的全長上，。所以故該軸

6、的直徑取決于剛度要求，圓整后再結(jié)合實際為了安全考慮，為了加工方便選卻12mm，所以最小直徑是是12mm，用于安裝葉片。安裝軸承的直徑為15mm，最大的直徑為17mm，所以設(shè)計尺寸如下圖2所示。圖2葉輪的固定采用45鋼材料扁平形狀的鋼材固定，為了拆卸方便，分成兩片連接，設(shè)計撥叉如圖3所示、軸架如圖4所示。圖3圖4圖5為了將葉輪安置在階梯軸的兩端，呈對稱結(jié)構(gòu)，將設(shè)計套筒如圖5所示，一端頂在軸承處，一端頂在葉輪內(nèi)側(cè)，確保個各部分裝配的穩(wěn)定性，裝配圖如圖6所示圖62.2鏈傳動鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞

7、到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力小；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。鏈傳動是嚙合傳動，平均傳動比是準確的。鏈傳動是利用鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞動力和運動的機械傳動，比較適用于本設(shè)計的葉輪與鏈輪傳動裝置中。2.2.1傳動比前鏈輪齒數(shù)：40中鏈輪齒數(shù)：主動輪：18；傳動輪：24后鏈輪齒數(shù)：14前鏈輪與中鏈輪（自行車后輪固有鏈輪）傳動比：i1中

8、鏈輪與后鏈輪傳動比：i2自行車傳動比：i3計算：i1=40/18=2.22i≈24/14=1.71自行車傳動比：i3=i1*i2=3.8即：自行車腳踏板轉(zhuǎn)動一圈，動力裝置的葉片可以轉(zhuǎn)動3.8圈，轉(zhuǎn)動比較大。2.2.2傳動效率結(jié)合傳動方式，鏈輪的材料，加工精度，潤滑情況等，通過大量實驗測試出其傳動效率大約