基于液压减震器的自行车避震车轮的分析与设计
摩托车液压式减震器的流体动力学与泵的选择设计
摩托车液压式减震器的流体动力学与泵的选择设计摩托车液压式减震器是一种通过流体力学原理减少摩托车在运动过程中所产生的震动和冲击力的装置。
其设计包括了流体动力学和泵的选择，这两个方面是确保减震器正常工作和提供稳定的悬挂效果所不可或缺的。
流体动力学是研究流体在运动过程中的力学性质以及与固体的相互作用的学科。
对于摩托车液压式减震器的设计，流体动力学起到了至关重要的作用。
减震器中的流体油液通过压力和阻尼的调节，能够吸收和分散摩托车行驶过程中的震动和冲击力。
流体动力学的理论和计算方法可以指导我们合理选择减震器的参数，确保其在行驶中具有良好的减震效果。
在摩托车液压式减震器的流体动力学方面，首先需要考虑的是减震器的工作原理。
减震器中的液压油受到压力的作用，通过活塞和阀门等部件的控制，将压力转换为阻尼力。
这种阻尼力可以减少摩托车在路面不平或者行驶过程中产生的震动，提供更加平稳的悬挂效果。
而减震器的参数如活塞直径、缸体长度、阻尼阀孔的尺寸等则是影响流体动力学特性的重要因素。
在选择减震器的参数时，一般会采用流体动力学模拟和实验方法。
通过建立减震器的数学模型，可以对不同参数下的流体动力学性能进行仿真计算。
这样可以在更短的时间内获取到不同参数下减震器的工作效果，并根据计算结果调整参数，以实现最佳的减震效果。
此外，实验室中的液压试验台也可以用于验证和优化设计，通过对实际减震器进行试验和调整，确保其具有良好的流体动力学性能。
除了流体动力学的设计之外，摩托车液压式减震器还需要选择合适的泵，以提供所需的压力和流量。
泵的选择应该考虑摩托车的工作条件和需要与减震器进行匹配。
在选择泵之前，需要确定减震器所需的工作压力范围和流量要求。
根据这些参数，可以选择适合的泵类型，如柱塞泵、齿轮泵或者叶片泵等。
泵的性能指标如最大工作压力、流量范围、功率消耗等也需要加以考虑。
此外，泵的可靠性和耐用性也是泵选择的重要方面。
摩托车在行驶中会遇到复杂的道路状况和振动环境，泵需要能够适应这些条件，并保证正常的工作。
自行车前避震器原理
自行车前避震器原理
自行车前避震器是一种安装在前轮叉或前叉上的装置，用于减震和缓冲前轮行驶过程中的震动和冲击力。
它的原理基于弹簧和减震机构。
具体而言，自行车前避震器的弹簧通过压缩和释放来吸收来自道路的震动。
弹簧可以是螺旋状或气压式的。
当前轮遇到颠簸不平的路面时，弹簧会被压缩，吸收部分冲击力，减少对车身和骑手的影响。
减震机构则是用来控制和缓冲弹簧的运动。
常见的减震机构有液压系统和气压系统。
液压系统通过在内部充注液体，并通过阀门和活塞来调节弹簧的下沉速度和力量。
气压系统则通过给弹簧充气来实现类似的效果。
自行车前避震器的作用是提高骑行的舒适性和稳定性。
它可以减少对手臂、手腕和肩部的振动和冲击，帮助骑手更轻松地控制自行车。
此外，前避震器还能提高自行车在崎岖不平的地形上的行驶性能，减少轮胎滑移，增加牵引力。
需要注意的是，前避震器并非所有自行车都配备的标准装备。
它通常在山地自行车和越野自行车中较为常见，因为这些类型的自行车通常会在崎岖不平的路面上行驶。
在其他类型的自行车上安装前避震器可能会影响车辆的操控性和性能。
因此，在选购自行车时，应根据个人需要和骑行环境来选择是否需要前避震器。
自行车中的物理减震原理
自行车中的物理减震原理自行车的减震原理是通过减震系统来缓解路面的震动对车身和骑行者的影响，提供更加舒适和稳定的骑行体验。
减震系统通常由减震器和弹簧组成，其工作原理可以分为弹性减震和液压减震两种类型。
弹性减震是较为常见的一种减震原理，主要是通过弹簧的弹性变形来吸收路面震动。
在自行车减震系统中，常见的弹簧类型有螺旋弹簧和气压弹簧。
当车轮经过起伏路面时，路面的不平坦会导致车轮上下移动，这时弹簧就会被压缩或拉伸，从而能够吸收路面震动。
通过调节弹簧的硬度或预载量，可以适应不同的路面条件和骑行需求。
比如，螺旋弹簧的减震原理是利用弹簧的变形实现震动的缓冲和吸收。
螺旋弹簧通常位于车架前叉或后挡泥板上，当车轮经过颠簸的路面时，弹簧会被压缩。
弹簧的变形会产生储存的弹性能量，使得车轮上升时减缓车架的晃动，从而提供更为平稳的骑行感受。
气压弹簧是近年来发展起来的一种减震原理，通过高压气体的压缩来提供稳定的减震效果。
气压弹簧通常位于汽车后悬架系统或自行车前叉的气压减震系统中。
当车轮经过路面不平时，气压弹簧会由于气体的压缩而产生变形，从而吸收路面震动。
与螺旋弹簧相比，气压弹簧能够根据用户需求和路面条件进行调节，提供更灵活的减震效果。
液压减震是另一种常用的减震原理，其原理是通过液体的阻尼来吸收和缓解路面震动。
液压减震通常由阻尼器和液体组成，当车轮经过不平坦的路面时，液体会通过阻尼器的阻力来减缓车架的振动。
阻尼器通常包含有压缩阻尼和回弹阻尼两个阶段，通过调节阻尼系数和液压流量来实现不同的减震效果。
有些高端自行车减震系统还采用了复合减震原理，同时结合弹性减震和液压减震。
这样可以充分发挥两者的优势，提供更高效的减震效果。
总之，自行车的减震原理通过减震系统来吸收和缓解路面震动，提供更稳定和舒适的骑行体验。
弹性减震和液压减震是常见的减震方式，其原理是通过弹簧和液体的变形或阻尼来实现减震效果。
不同类型的减震系统可以根据用户需求和路面条件进行调节和选择，以提供最佳的减震效果。
油压减震器实验心得
油压减震器实验心得今天我带着同学们在西安的西客站实验了一下减震器，主要目的是为了让大家更加直观的了解。
通过实验，我更清晰的了解到减震器是怎么回事了。
它是什么？又有什么作用？其主要原理就是使汽车经过减速开关后能承受一定的压力与行程变化而发生振动，从而起到减轻汽车震动的作用，对轿车有很多好处。
从理论上说，减震器是汽车上非常重要的部件，它不仅可以降低冲击对汽车本身产生的损害，而且还可以通过增加行程起到对车辆行驶方向起缓冲及减震作用。
现在市场上一些减震器都属于油压式产品（实际上就是两个橡胶减震器）并且有很多型号。
1、普通油压式减震器的安装方式就是先安装一块橡胶垫，然后再由上面那块固定。
一般汽车厂家会给汽车上都配上一套两个减震器。
这种安装方式会占用一定的空间。
另外，两个减震器的安装方式不一样（我们一般的车只安装一个）。
安装方式是直接安装在悬挂装置的上面，而不是悬挂部分。
安装方式直接决定了油压式减音器的质量好坏和使用寿命。
普通油压式减震器价格在几十元左右，而油压式普通减震器价格在300元左右。
从质量上讲，油压式普通产品质量都很好，并不会出现漏油、破裂等情况。
从价格上讲，减音阀是根据减音效果来决定价格的。
不过有些减音阀使用了进口材料并加了镀铬垫片制成。
2、如果减震器里面带有回位弹簧，那么可以在汽车行驶时，根据车主的使用情况做一个调节旋钮。
使用后，如发现回位弹簧有阻尼回位现象或者弹簧回缩、回弹缓慢时就可以使用。
注意：当弹簧回位后，回位弹簧不能在其正常回位弹簧位置时即回弹停止。
这时不要勉强按下回位按钮，应使回弹到正确位置后再按；回弹后应缓慢松开返回弹簧回位按钮时才可按开关。
如果发现弹簧回弹不正常甚至回弹缓慢时就要检查回位弹簧是否有损坏的现象。
如果发现弹簧回弹力不够大或回位弹簧有阻尼衰减现象时（通常为0.5 mm)就应该检查回位弹簧是否受损或回位弹簧有回响问题。
如果弹簧回响很大或回位弹簧变形严重时则应该更换弹簧或者更换回位弹簧泵设备。
液压传动自行车车体结构总体设计
中文题目摘要本设计以“打造不需要保养的环保运动级自行车”为理念，设计了一款液压传动自行车。
液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。
相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，结构紧凑，体积小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。
本设计分三部分组成，分别是液压传动自行车驱动机构设计、液压传动自行车动力机构设计、液压传动自行车车体结构总体设计。
本篇论文主要阐述的是液压传动自行车车体结构总体设计部分，涉及到液压回路的简化安放，以及轻量化设计。
关键词：免保养自行车；液压传动；结构设计；轻量化英文题目AbstractThis design is to build bikes don't need maintenance level of the environmental movement for concept, designed a hydraulic drive bike hydraulic drive is a fluid as working medium for energy transmission and control of a form relative to the electric drive and mechanical drive, hydraulic transmission, with large output force, compact structure, small volume, convenient speed regulation and the advantages of easy to control, thus is widely used in engineering machinery, construction machinery and machine tools and other equipment of this design is divided into three parts, respectively is hydraulic transmission hydraulic drive bike bike driving mechanism design overall motivation mechanism design hydraulic drive the bicycle structure designThis paper mainly describes the overall design of the body structure of the hydraulic transmission bicycle, which involves the simplified placement of the hydraulic circuit and the lightweight design.Key words: maintenance free bicycle; Hydraulic transmission; Structural design;lightweight目录1 前言 (1)1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求 (1)1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 (2)1.3本设计应解决的主要问题 (2)2 传动自行车的选择 (3)2.1传动类型 (3)2.1电磁传动 (3)2.2液压传动 (3)2.3气压传动 (4)2.2传动方案选择 (4)3 液压传动自行车动力机构设计 (5)4 液压传动自行车驱动机构设计 (6)4.1液压执行元件的选择 (6)4.2液压传动自行车驱动结构 (7)5 液压传动自行车车体结构总体设计 (11)5.1液压泵安装方案 (11)5.1.1方案选择 (11)5.1.2固定结构 (12)5.2 液压系统原理 (15)5.3 动力传递及补油设计 (16)5.3.1动力传递 (16)5.3.2补油柜 (18)5.4轻量化设计 (20)6结论 (22)谢辞 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
一种新型减震自行车车轮[实用新型专利]
![一种新型减震自行车车轮[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1647045626d3240c844769eae009581b6bd9bd37.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020078747.X(22)申请日 2020.01.15(73)专利权人 唐赳地址 430000 湖北省武汉市武汉华夏理工学院智能制造学院成型1172班(72)发明人 唐赳 (74)专利代理机构 合肥律众知识产权代理有限公司 34147代理人 秦伟华(51)Int.Cl.B62L 1/02(2006.01)B62K 25/04(2006.01)(54)实用新型名称一种新型减震自行车车轮(57)摘要本实用新型属于自行车技术领域，具体涉及一种新型减震自行车车轮，包括叉杆，所述叉杆下端设有铰套，所述铰套安装有铰轴，所述铰轴铰接有减震装置，所述减震装置与铰套铰接处安装有限位块，所述减震装置铰接有连杆，所述连杆包括第一铰套，所述第一铰套与减震装置铰接，所述第一铰套与减震装置铰接处安装有第一限位块，所述连杆安装有制动钳，所述连杆铰接有花鼓，所述花鼓安装有与制动钳匹配的制动盘，所述花鼓安装有若干辐丝，所述辐丝共同安装有轮毂，所述轮毂安装有轮胎。
权利要求书1页 说明书2页 附图3页CN 211943636 U 2020.11.17C N 211943636U1.一种新型减震自行车车轮，其特征在于：包括叉杆(1)，所述叉杆(1)下端设有铰套(11)，所述铰套(11)安装有铰轴(12)，所述铰轴(12)铰接有减震装置(2)，所述减震装置(2)与铰套(11)铰接处安装有限位块(3)，所述减震装置(2)铰接有连杆(4)，所述连杆(4)包括第一铰套(41)，所述第一铰套(41)与减震装置(2)铰接，所述第一铰套(41)与减震装置(2)铰接处安装有第一限位块(42)，所述连杆(4)安装有制动钳(5)，所述连杆(4)铰接有花鼓(6)，所述花鼓(6)安装有与制动钳(5)匹配的制动盘(7)，所述花鼓(6)安装有若干辐丝(8)，所述辐丝(8)共同安装有轮毂(9)，所述轮毂(9)安装有轮胎(10)。
自行车液压刹车原理
自行车液压刹车原理
自行车液压刹车是一种使用液压原理来实现刹车功能的高效刹车系统。
它采用液压系统将刹车手柄的压力转换成制动力，并通过液压管路将制动力传递到刹车卡钳上，从而实现刹车的目的。
该液压刹车系统主要由以下几个核心组成部分组成：刹车手柄、刹车管路、液压刹车油、刹车卡钳和刹车盘。
当我们拉动刹车手柄时，刹车手柄的压力通过刹车管路传递给刹车油。
由于液体很难被压缩，刹车油会传递这个压力到刹车卡钳。
刹车卡钳是一个装在车轮旁边的装置，它包括一个或多个活塞和制动片。
当刹车油的压力传递到刹车卡钳中时，活塞会被推动向外移动。
活塞的移动会使制动片夹紧在刹车盘上，从而产生摩擦，减慢或停止车轮的旋转。
当刹车手柄松开时，液压刹车系统会释放刹车油的压力，使制动片脱离刹车盘，车轮可以自由转动。
与传统的机械刹车系统相比，自行车液压刹车系统能够提供更大的刹车力，并且刹车手感平稳，操作更加精确。
此外，由于液压刹车系统使用液体传递压力，所以可以在相对较远的距离上传递刹车力，从而降低了刹车的延迟。
总体而言，自行车液压刹车系统通过利用液压原理将刹车手柄
的压力转化为制动力，实现了更高效、更安全的刹车功能。
这种刹车系统已经广泛应用于诸多自行车类型，满足了不同骑行需要的刹车要求。
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1 前言
以色列公司生产出了Fluent 自行车避震车轮SoftWheel，该车轮通过气压减震原理来实现减震目的，车轮的支撑元素是三个气压减震器。
本文通过对基于液压减震器的自行车避震车轮进行机械校核，设计出避震车轮的详细结构与参数，为采用液压减震器的自行车轮的设计提供理论支持。
2 车轮静载荷分析
基于液压减震器的自行车避震车轮的分析与设计
周 燕,秦 广,龚江涛,邹 洛,屈 通
（成都理工大学,成都 610059）
摘 要：设计一款基于液压减震器的集成式避震自行车轮，以提高自行车骑行过程中的舒适度。
在整个设计过程中，利用机械校核，设计出了避震自行车轮详细结构，并得出了其具体参数。
为采用液压减震器的自行车轮的设计提供了理论支持，具有一定的参考意义。
关键词：集成式避震自行车轮；机械校核；理论支持DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2019.20.017
（3）
当OA 与Y 方向平行时，处于极限位置，此时：α=90°-θ。
表达式1，2，3
可写为：
（4）
（5） （6）
由4，5，6
可得：=400N；
=200N；
=200N
因此，极值差与θ无关。
3 车轮动载荷分析
在车轮受到冲击振动时，设受到冲击力为FQ，则车轮受到的总力为：
F=FQ+400N
切应力为： τ=F/A （7） 若使其满足强度要求，有τ≤[τ]即： （（F_Q+400）cosθ）/A ≤[τ] （8） 计算整理可得：
A ≥（1.2√k+400）cosθ/（[τ]）
K 为动载荷冲击系数。
图1 车轮受力简图
图2 直角坐标系下的受力分析图
图3 特殊限位下车轮结构分析图
4 花鼓二维图
与竖直方向Y 轴夹角为α，A’处切线方向与AA’夹角为θ，则∠AOA’=α；所以，由几何分析AA’与Y 轴的夹角为(90°-α-θ)；又因为∠A’OB’=120°，所以∠B’OY=120°-α。
由上综合可得BB’与Y 轴的夹角为：180°-(120°-α)-(90°-θ)即：(α+θ-30°)，∠C’OY=180°-θ-120°=60°-θ。
CC’与Y 方向的夹角为：(180°-90°-θ)+(180°-120°-α)，即：(150°-θ-α)。
将AA’，BB’，CC’方向的力分解到O 点，由平衡公式，其中垂直于OA’，OB’，OC’方向的力相互抵消，可得：
（1）
其中
OA’=OB’=OC’=R。
对车轮模型受力进行具体参数设定和计算，其中，设车轮总受力为100kg，由于自行车重心靠后轮，因此，初设后轮处60kg。
该设计车轮外圈尺寸为自行车行业的标准件，其内径为660mm。
静载荷下的受力分析： 其中AA’，BB’，CC’代表支承辐条，以O 点为中心均匀分布：以AA’为例，进行数学分析：其中，OA’
在Y 方向上，可建立公式：
（2）
其中，G 为人和车的总重力。
在X
方向上，可建立公式：
由勾股定理： L^2=R^2-r^2 （9） 得出避震器总长L=242.693mm，取L=240mm。
4 车轮轮毂设计
在上述的分析中，θ的变化对避震器的受力状况无影响，而避震器的单向受力（不受其他方向力而产生摩擦）时，其寿命最长，因此，取θ=0°。
参照机械设计手册，选6001-2RSH 轴承，其外径为28mm，若以通常的28+4=32mm 设计轴皮，其稳定性较差。
综合考虑，取轮皮向外扩张至Ф120mm，在Ф120mm 的基础上设计与
避震器连接的结构。
r=60mm，R=250mm
传统自行车的花鼓如图所示，通过6×M5的辐条孔与辐条相连，起到支承轮圈和传递力的作用。
传统花鼓内部的结构已经出现标准化，
因此，在设计中，花鼓的内部设计采用传统花鼓的结构形式。
图
5 连接件二维图
如图5所示，连接件主要是将避震器衬套与花鼓相连，从而传递力和力矩。
连接件设计为圆形的凹槽，与衬套连接部分内陷3mm，方便衬套的安装。
图6所示轮毂是由传统自行车花鼓与连接件装配获得，其作用与传统花鼓的作用相同，是将连接器套在花鼓上，并用紧定螺钉固定来实现的该结构。
5 结语
集成式避震自行车轮用三个同圆心呈均匀分布的液压避震器代替传统辐条的作用，因此，内陷的圆盘起着与辐条孔相似的作用，将避震器的衬套通过连接轴于盘内小孔进行装配固定，从而支撑车轮外圈。
该结构简单，可靠性强，花鼓的内部结构沿用行业的标准，减少了其加工成本。
参考文献：
[1]卢秉恒.机械制造技术基础[M].北京:机械工业出版社,2011.
图
6 轮毂总成三维建模及二维图
基金项目：国家级大学生创新创业训练计划——集成式减震自行车轮的设计（201810616006）
作者简介：周燕（1998-）,女,四川人,本科,研究方向：
工业工程。
3 结论
（1）基于铝-镁焊丝的激光-CMT 复合熔钎焊实现了铝/不锈钢的优质连接，激光功率的增加有利于铝的铺展，但是当激光功率达到2100W 时，铝的正面铺展距离减小；送丝速度的增加有利于铝在钢正、背面的铺展。
图2 金属间化合物的SEM 图谱 （2）激光功率为2000W、焊接速度为1.2m/min、送丝速度为4.5m/min 为最优焊接工艺参数组合，接头的抗拉强度达到了188.89MPa，为铝母材的77.1%；接头的薄弱区域为焊缝/不锈钢界面。
（3）最优焊接参数下，接头界面的金属间化合物层平均厚度为5-8μm，呈针状由不锈钢向铝侧生长，主要成分为Fe 4Al 13、Fe 2Al 5、FeAl 3和α-Al。
参考文献：
[1]郝轩,黄永德,陈伟,陈玉华.基于CMT 技术的铝合金电弧增材制造研究现状[J].精密成形工程,2018,10(05):88-94.
[2]Selvi S,Vishvaksenan A,Rajasekar E. Cold metal transfer (CMT) technology-An overview[J].Defence technology,2018, 14(01):28-44.
基金项目：2018年大连交通大学大学生创新创业训练计划项目作者简介：曾梓桐（1997-）,男,湖北襄阳人,本科在读,主要从事焊接工艺方面研究工作。
指导教师：杨志斌
（上接第22页）
这是因为铁在铝中的扩散系数远大于铝在铁中的扩散系数。
（上接第27页）
能优于其它两种加工方法。
参考文献：
[1]张党飞.基于 CAXA 的数控雕刻 CAD/CAM 技术研究[D].西安：西安建筑科技大学,2012.
[2]申丽国,张昆,黄征.国外数控技术的研究动向和发展趋势[J].
制造业自动化,1996(02):19-23.
[3]周虹.数控加工工艺与编程[M].北京:人民邮电出版社,2004.[4]/link?url=31h2YrkTotdl65DUsIvIBWIB53oVu7lwF1K7xpThtUgnBB3sskFidn4zJ1wbAwZ2vC2qiABMVWmZBdzDTPhWrK.作者简介：朱炳任（1994-）,男,吉林伊通人,硕士研究生,研究方向：固体力学。