自行车车架设计
自行车车架设计原理
自行车车架设计原理自行车车架是支撑整车结构和连接各个部件的重要组成部分。
它承受着骑行者的体重和各种道路条件下的冲击力，因此车架的设计原理至关重要。
在这篇文章中，我将详细介绍自行车车架设计的原理，以及不同类型车架的特点和应用。
首先，自行车车架的设计要考虑到强度和刚度。
车架需要能够承受来自地面的冲击力和骑行者的体重，因此需要具备足够的强度来确保安全。
此外，车架的刚度也很重要，它决定了车架的稳定性和操控性。
一般来说，车架的刚度越高，车辆的操控性越好，但对骑行的舒适性也会有所牺牲。
其次，车架的材料选择也是关键。
常见的车架材料包括钢、铝合金、碳纤维和钛合金。
钢车架是最古老的车架材料，具有出色的强度和耐久性，但相对较重。
铝合金车架具有较轻的重量和较高的刚度，适合于公路自行车和山地自行车。
碳纤维车架是最轻的选择，具有出色的刚度和吸震性能，适合竞技性骑行。
钛合金车架结合了强度、轻量化和耐腐蚀性能，适合长途旅行自行车和高端山地自行车。
另外，车架的几何设计也会影响到骑行的稳定性和舒适性。
车架的几何形状包括上管、下管、座管和前叉的角度和长度等。
较陡的角度和较短的上管和座管会使车辆更加敏捷，适合于竞速和激烈的骑行。
而较平缓的角度和较长的上管和座管会提供更舒适的骑行姿势，适合长途旅行和休闲骑行。
此外，车架的连接方式也值得关注。
常见的车架连接方式有焊接、铆接和胶合。
焊接是最常见的连接方式，它能够提供较强的连接和结构刚度。
铆接则使用螺栓和螺母来连接车架部件，可以方便拆卸和维修。
胶合是一种较新的连接方式，使用特殊的胶水来连接车架部件，能够提供较好的吸震性能和连接强度。
最后，车架的设计还要考虑到空气动力学。
一些高端的竞速自行车采用空气动力学的设计，通过减少空气阻力来提高骑行速度。
这些车架通常具有空气动力学的断面和隐藏式的线路，以减少空气阻力。
总结起来，自行车车架设计的原理涉及强度和刚度、材料选择、几何设计、连接方式和空气动力学等方面。
自行车车架几何设计要点
自行车车架几何设计要点自行车车架几何设计是指为了达到更好的操控性、稳定性和舒适性，对自行车车架的形状和尺寸进行优化设计的过程。
合理的车架几何设计可以提高自行车的性能，使骑行更加轻松和舒适。
下面将介绍一些自行车车架几何设计的要点。
1. 上管长度（top tube length）上管长度是指从头管到座管的水平距离。
合适的上管长度可以影响车手的坐姿和车辆的操控性。
过短的上管长度会导致车手骑行时膝盖容易碰到车把，过长的上管长度则会使车手感到伸展不开。
因此，在设计自行车车架时，需要根据不同车手的身高、臂长等因素，合理选择上管长度。
2. 座管角度（seat tube angle）座管角度是指座管与地面之间的夹角。
合适的座管角度可以影响车手的坐姿和踩踏力量的传递效率。
一般来说，较小的座管角度可以提高踩踏力量的传递效率，但会降低骑行的舒适性；较大的座管角度则可以提高骑行的舒适性，但可能会降低踩踏力量的传递效率。
因此，在设计自行车车架时，需要根据车手的骑行需求和个人喜好，选择合适的座管角度。
3. 头管角度（head tube angle）头管角度是指头管与地面之间的夹角。
合适的头管角度可以影响车辆的操控性和稳定性。
较小的头管角度可以提高操控性，使车辆更加敏捷；较大的头管角度则可以提高稳定性，使车辆更加稳定。
在设计自行车车架时，需要根据车辆的用途和骑行需求，选择合适的头管角度。
4. 后下叉长度（chainstay length）后下叉长度是指脚踏轴中心到后轮轴中心的水平距离。
合适的后下叉长度可以影响车辆的操控性和稳定性。
较短的后下叉长度可以提高操控性，使车辆更加敏捷；较长的后下叉长度则可以提高稳定性，使车辆更加稳定。
在设计自行车车架时，需要根据车辆的用途和骑行需求，选择合适的后下叉长度。
5. 前叉偏移量（fork offset）前叉偏移量是指前叉管与头管之间的水平距离。
合适的前叉偏移量可以影响车辆的操控性和稳定性。
自行车 车架 标准
自行车车架标准自行车车架标准。
自行车作为一种常见的交通工具，其车架作为支撑整车的重要部件，其标准显得尤为重要。
自行车车架标准主要包括材料、结构、尺寸等方面，下面将从这几个方面来详细介绍。
首先，自行车车架的材料是影响其质量和性能的重要因素。
目前常见的自行车车架材料主要有铝合金、碳纤维和钢材。
铝合金车架轻巧耐用，适合一般骑行和运动骑行；碳纤维车架轻量化和刚性化效果好，适合竞技性能要求高的自行车；而钢材车架韧性好，价格相对便宜，适合一般家用自行车。
因此，根据自行车的用途和预算，选择适合的材料是至关重要的。
其次，自行车车架的结构也是至关重要的。
合理的结构设计可以保证车架的强度和稳定性。
常见的车架结构包括三角形结构、悬臂结构等。
三角形结构是目前应用最广泛的结构，它能够有效地分散车身受力，提高整车的稳定性和安全性；而悬臂结构则常用于碳纤维车架上，能够减轻整车重量，提高车辆的灵活性。
因此，在选择自行车车架时，需要根据自己的需求和骑行习惯来选择合适的结构。
再次，自行车车架的尺寸也是需要考虑的因素。
不同身高的骑行者需要不同尺寸的车架才能够获得舒适的骑行体验。
一般来说，车架的尺寸包括车架的高度和长度。
车架的高度需要根据骑行者的身高来选择，一般来说，车架的高度应该使骑行者能够轻松站在地面上，同时保持一定的膝盖弯曲角度；而车架的长度则需要根据骑行者的臂长和躯干长度来选择，以保证骑行者能够舒适地骑行。
因此，在购买自行车时，需要根据自己的身高和体型选择合适尺寸的车架。
总的来说，自行车车架作为自行车的重要组成部分，其标准对于整车的性能和舒适性有着重要的影响。
选择合适材料、合理结构和合适尺寸的车架能够提高骑行的舒适性和安全性，因此在购买自行车时，需要认真考虑车架的标准，以确保选择到适合自己的自行车。
自行车车架角度如何详细设计
自行车车架角度如何详细设计目前仍有多数的家长或学校，视弯把手车为小流氓，小太保在骑在单车，更可笑是认为骑这种单车，以后会弯腰驼背，所以还是坚决地反对小孩子买弯把手的单车。
一般人都有共同的观念，以为骑车只是两腿的运动而已，事实这是不正确的，弯把手是根据人体力学而设计的。
使用高把手遇爬坡时，会感到爬坡的吃力，因为这种骑法只仰赖下肢的力量，来驱动踏板，这种力量是单薄的，而为了使脚踏回转的力量增强，必会握紧把手，因此从手臂、胸肌、阔背肌、腹肌，配合背腰、臀部到腿部的力量都用到，而在人体力学的相对论理里，产生了弯把手，这样手臂出的力量和腿的力量产生相对，可增加力量的原动力。
骑车是靠人的力量来推动机械，处由车运动中最困难的，也最生要的是如何使"人与车"形成一体，发挥自如，因而乘车的姿势，出力的方法，角度的应用是直接影响其自由车运动优劣的一环，为使自由车运动中，肌肉收缩的力量与牵引角度能达到最佳配合，来产生最大的力量，进而达到最高速度，因此我们必须对自由车运动，加以研究，就能找出动作中最有效、出力的位置与角度。
车架的尺寸不合适，其乘坐姿势必然不佳，一们15岁至20岁的骑士体型在成长过程中都会有显著的改变，因此，车架的尺寸则应如衣服一样，随着身体的成长而改变尺寸，并且不同况竞赛项目其车架的角度设计也必然不同。
1、中长距离的车子，其座垫与主轴的距离较大，使身体接近三分之二的重量在后轮，主轴的水平线与两轮子花鼓水平线之距离较大，轴心离地面的距离也较低，重心较稳，在踩踏的回转数，较短距离的车架为低，其角度是较能持久，使体力、耐力更易发挥。
2、短距离的车架，其座垫与轴心的距离较小，"U.C.I"的规定，座垫的前端之垂直线与轴心的距离不得大于12公分。
因此车架设计的配合专项的需要之外，又不得和规则相抵触，其座垫与轴心的距离较小，是出力上利于敏捷性与高回转数能力的需要，其身体的重量约于前轮48%，于后轮52%，其轴心离地面的距离28CM-30CM为佳(UCI的规定，轴心不得低于24CM，高不可超过30CM)。
自行车的分类及车架基本设计要求
2、不同类型车架特点及设计要求
• a、山地车：
• 顾名思义，就是在山路等路况比较复杂的道上骑行的自行车，因路况比 较复杂，就要求山地车有比较好的强度，同时需要有比较好的平衡性和灵活 的操作性，因此山地车的中管角度一般在71-73度之间，头管角度在71-72度 之间，为了保证比较灵活的转向性能OFF SET 设定一般在35-40之间，而TT 长则因人、因车把及相关配件搭配而异，一般来讲须保证骑车人在正常骑行 时双臂微微弯曲，上身与地面成45度角为宜。如果TT太长的话会造成人的上 身向前弯曲太多，抬头看路造成颈部和背部肌肉酸痛,上身太直，不便于脚踏 用力，还会使身体直接吸收大部分震动而产生的冲击力，造成身体不必要的 损伤。由于上身过直还会造成人的重心过高过于靠后，不便于对车子的操控， 且在上坡时还会有造成前轮抓地力不够而侧滑甚至翻车的危险。
• 1、车架设计中的重要几何尺寸(附图1)
a、中管高度：中管高度主要依据骑车人的身高不同而作出不同的设计。 b、中管角度：中管角度主要影响骑行者重心的前后落点及脚踩在脚踏施力的角度。 c、BB高度:BB高度主要是影响骑车者重心的高度及整车的灵活性。 d、头管角度/OFFSET/TRAIL： 头管角度即头管与地面的夹角， OFFSET前轮中心垂直到头管中心线的距离， TRAIL头管中心延长线到地面的交到前轮之间的距.之所以要将这三者放在一起是因为他们是相互 关联的三个尺寸，共同决定着前轮的操控性及整车的转向性能. e、RC、FC: RC是指后轮中心到五通中心的距离。 FC是指前轮中心到五通中心的距离。 RC及FC决定着整车的灵活性和骑行者在不同骑行姿势时的重心落点 f、TT值: TT值是指中管顶端到头管顶的距离，TT值的长短决定着骑车人的骑行姿势。
b、公路车
自行车车架焊接工艺设计说明书
自行车车架焊接工艺设计说明书成控0708班070201214高浩天1 拟用的焊接方式某车辆厂长久以来主要采用液化石油气焊从事自行车前叉、车架等的生产，积累了一定的经验，但产品成本较高且焊接质量有时不够稳定。
近年来，随着生产的发展先后开发了BMX一20轻便自行车、人力三轮车和电动车车架等新产品，为了降低产品成本，提高生产效率，企业考虑改用其他焊接方法。
首先考虑采用手工电弧焊，但因其飞溅多、电流易击穿管壁，焊接质量不能保证而被放弃。
然后选用了CO2 气体保护焊，并首先在BMX一20轻便车车架上应用。
2 BMX一20自行车车架构件及其焊接要求2.1 车架构件及焊缝BMX一20自行车车架如图1所示。
它由10种13件管、板类零件构成，其配套零件见表1。
需拼装施焊的计有33条焊缝(直缝、环缝和曲线焊缝)，多数是“无接头”(焊缝无堆起现象)的焊接结构。
2.2 对施焊的主要要求(1)焊缝要有足够的强度，用250YPM 偏心度250的凸轮，经4次冲击后，各焊接部位不得有裂纹、断裂和脱焊现象。
(2)焊缝要均匀美观，无明显缺陷。
(3)焊后车架变形要小，能保证各零件与主管的几何位置和相关尺寸公差；在施焊后免予校正或减少校正工作量。
3 BMX一20自行车车架CO2气体保护焊的应用方案3.1 拟用的焊接设备及辅助装置主要设备由焊机(包括焊接电源、控制系统等)、送丝机构、焊枪、供气装置等几部分组成。
(1)焊机NBC一200型，其技术数据符合产品要求。
其中电源用硅整流式直流电源，它和旋转式电源相比具有性能好、无噪声、结构简单等优点。
电源的技术数据如表2所示。
表 2 电源技术参数控制系统主要是对供气、送丝和供电等实施控制。
控制程序如下：(2)送丝机构采用等速送丝系统，送丝方式为推丝式。
根据所选的焊丝直径(φ0．8 mm)，选用弹簧钢丝软管，内径为φ1．5 mm，长度取2．5 m左右。
(3)焊枪选用手枪式焊枪。
使用前在喷嘴的内外表面涂以硅油，以便于清除飞溅物。
自行车 车架设计方法
自行车车架设计方法自行车是一种非常常见的交通工具，其设计与制造需要考虑到各个部件的功能和协调性。
其中，车架作为自行车的骨架，承担着支撑和连接各个部件的重要作用。
本文将介绍自行车车架的设计方法。
第一，车架的材料选择。
车架的材料应具备一定的强度和刚度，以确保骑行过程中的稳定性和安全性。
常见的车架材料有钢、铝合金、碳纤维等。
钢材质坚固耐用，但相对较重；铝合金轻便且强度较高，但价格较高；碳纤维轻量且具备良好的吸震性能，但价格昂贵。
设计者需要根据自行车的用途和预算选择合适的材料。
第二，车架的几何形状设计。
车架的几何形状对于骑行的舒适性和操控性有着重要影响。
一般来说，自行车车架可以分为公路车架、山地车架和折叠车架等。
公路车架追求速度和灵活性，一般采用较长的上管和下管；山地车架注重强度和稳定性，一般采用较短的上管和下管；折叠车架具备可折叠性便于携带，设计上要考虑到折叠和展开的方便性。
此外，车架的几何形状还需要考虑到人体工程学，使得骑行者能够保持舒适的姿势。
第三，车架的连接方式设计。
车架的连接方式直接影响到车架的强度和稳定性。
常见的连接方式有焊接、铆接和螺栓连接等。
焊接是一种常用且稳定的连接方式，可以提供较高的强度。
铆接则可以减少焊接过程中的热变形，但强度稍低。
螺栓连接可以方便拆卸和更换部件，但需要加强螺栓的紧固力以确保连接的稳定性。
第四，车架的加工工艺设计。
车架的加工工艺对于车架的质量和外观有着直接影响。
常见的加工工艺包括冷冲压、挤压成型、数控加工等。
冷冲压是一种常用的车架加工工艺，可以快速且精确地制造车架的各个部件。
挤压成型则适用于制造复杂形状的车架部件。
数控加工可以提高车架的加工精度和效率，但对设备和操作要求较高。
自行车车架的设计方法需要考虑材料选择、几何形状设计、连接方式设计和加工工艺设计等方面。
通过合理的设计，可以制造出具备良好强度、稳定性和舒适性的自行车车架，为骑行者提供更好的骑行体验。
自行车车架优化设计
自行车车架优化设计摘要：随着人们环保意识的增强，自行车越来越受欢迎。
据相关数据显示，目前，市场上的自行车超过亿辆。
近年来，自行车的功能也从单一的代替步行向休闲、运动、健身转变。
作为一种小轮径自行车，具有骑行舒适、体积小、重量轻、携带方便、占用空间小等优点，越来越受到消费者的青睐。
目前已成为自行车消费市场的重要品类，市场份额不断增加。
基于此，本篇文章对折叠自行车车架优化设计进行研究，以供参考。
关键词：折叠自行车；车架；优化设计引言中国已成为当今世界自行车的主要生产国、出口国和消费国，随着城市化进程的加快和发展中国家人口增长的压力，能源和运输已成为全球性问题，从而产生了运输人性化的想法。
分析当前自行车的设计特点，结合对自行车设计难点的现实分析，同时为自行车的设计趋势和优化提供有效的基础。
1折叠自行车车架优化设计1.自行车车架优化的分析1.1.1机架中的梁折叠设计机架结构件是自行车部件和底盘特性的重要载体。
折叠的基本框架是在搁板支座梁附近设置折扣，使结构的前后沿弦轴水平旋转180度，使前后平行。
这种折叠设计相对便宜，结构简单，操作方便。
符合用户的基本期望。
是引进普通自行车的工业企业的首选解决方案。
1.1.2车架焊接组件的检测如果上述检查工作完成之后，确定车架存在不正的问题，需要及时进行返修处理，并且重点检查焊接组件的质量是否满足要求。
其一，检测确定中间轴的结构是否存在弯曲的问题，将车辆行驶到平台上，然后应用等V型垫铁打表检测，保证允许偏差控制在0.054mm以内；其二，在车架、前后轮、中轴等结构安装施工环节，需要做好中轴心与后轮水平面与垂直面的间隔距离时完全一致的，偏差不能超过1.5mm；其三，前叉立轴线应该达到垂直度的标准，保证尺寸偏差不超过1.5mm；其四，车架分解的过程中，将车架直接放置到检验平台，联合夹具设备进行全面的检测。
在该检测环节，应该通过立管的轴心进行定位作业，通过中接头支撑点的部位作为位置的确定点，保证测量的精度符合要求。
自行车设计理论知识点总结
自行车设计理论知识点总结自行车是一种广泛应用于交通工具和运动休闲领域的机械装置。
在自行车设计中，需要综合考虑力学、材料学、工程学等多个学科的知识。
本文将总结自行车设计的一些重要理论知识点。
一、车架设计车架是自行车的骨架，承载着整个车辆的重量和外界的各种力。
在车架设计中，应考虑以下几个关键因素：1. 材料选择：常见的自行车车架材料有铝合金、碳纤维等。
不同的材料具有不同的优势和限制，设计师要根据需求进行合理选择。
2. 结构设计：车架的结构设计要考虑刚性和稳定性，以保证车辆在行驶中的稳定性和安全性。
3. 悬挂系统：部分自行车配备前叉和后避震器，悬挂系统设计要考虑减震效果和舒适性。
二、传动系统设计传动系统是自行车实现前进的核心部件，其中包括链条、曲柄等。
在传动系统设计中，需要注意以下几个要点：1. 齿轮比选取：齿轮比是指前齿盘和后齿盘的齿数比值，影响自行车的爬坡能力和速度范围。
设计师应根据使用环境和目标用户需求来合理选取齿轮比。
2. 变速系统：部分自行车配备变速系统，设计师需要考虑变速系统的可靠性和换挡平顺性。
3. 链条设计：链条的设计要考虑传动效率和使用寿命，需要适当润滑和保养。
三、制动系统设计制动系统是自行车安全的关键部件，设计合理的制动系统能够确保行车的安全性。
在制动系统设计中，需要注意以下几个要点：1. 制动器类型：常见的制动器类型有V型制动器、碟刹等，设计师应根据自行车的用途和需求选择合适的制动器类型。
2. 刹车力：制动器的刹车力要能够满足自行车的制动需求，同时要保证操作的便捷性和稳定性。
3. 制动系统调整：制动系统需要定期检查和调整，确保其正常运行和安全性。
四、车轮设计车轮是自行车行驶的支撑部件，其设计要考虑刚性、舒适性和耐久性等因素。
在车轮设计中，需要注意以下几个要点：1. 材料选择：常见的车轮材料有铝合金、碳纤维等，设计师需要根据需求平衡轻量性和强度。
2. 结构设计：车轮的结构设计要保证刚性和稳定性，避免轴偏摆和不稳定的问题。
自行车车架涂装工艺设计资料
涂装工艺课程设计说明书题目：自行车车架涂装工艺设计学院：环境与化学工程学院专业：应用化学班级学号： 1108030324学生姓名：孙冰峰导师姓名：赵春英完成日期： 2013年6月19日成绩评定表课程设计任务书目录摘要----------------------------------------------------------------------1引言----------------------------------------------------------------------1 设计思路----------------------------------------------------------------1设计方案----------------------------------------------------------------2 论述正文----------------------------------------------------------------2 第一章：工艺流程图------------------------------------------2第二章：工艺设计过程---------------------------------------31.前处理--------------------------------------------------------------------32.涂装-----------------------------------------------------------------------5第三章：设备选用---------------------------------------------7第四章：工艺中的废液处理---------------------------------81.三废的治理----------------------------------------------------------------82.废液处理方法-------------------------------------------------------------83.化工废水处理工艺-------------------------------------------------------9第五章：设计评述---------------------------------------------9 参考文献------------------------------------------------------------------9自行车车架涂装工艺设计【摘要】本文首先介绍了自行车车架涂装工艺的现状和发展动态。
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自行车车架设计．在竞争激烈的市场化要求下,自行车的设计出现了以下两个特点:速度快、造型美观适用.在当代制造工艺已比较成熟的情况下,自行车的造型设计变得相当重要.知识工程(Knowledge Based Engineering,KBE)具有多种知识表示和推理决策的能力,将其运用于快速处理自行车车架的工艺结构设计、造型设计过程及决策过程,可有效处理复杂的工艺知识和各种图形知识,达到快速设计的目的.在竞争激烈的市场化要求下，自行车的设计出现了以下两个特点：速度快、造型美观适用。
在当代制造工艺已比较成熟的情况下，自行车的造型设计变得相当重要。
知识工程（Knowledge Based Engineering，KBE）具有多种知识表示和推理决策的能力，将其运用于快速处理自行车车架的工艺结构设计、造型设计过程及决策过程，可有效处理复杂的工艺知识和各种图形知识，达到快速设计的目的。
一、KBE技术的内涵和关键技术KBE的基本思想是在工程设计中重复利用已有的知识和经验。
这些知识和经验以各种形式存在，如设计手册、工程公式、经验数据表格和专家设计经验等。
KBE系统是一个知识处理系统，知识表示、知识利用和知识获取是KBE系统的三个关键技术。
知识表示即怎样系统地陈述问题并使它们易于求解；知识利用中最主要的是搜索技术，怎样聪明地控制解的查找，使其不至于使用太多的时间和花费过多的计算机存储空间；知识的获取和编码则是KBE系统最重要的方面之一。
二、自行车设计概况1.国内外自行车设计概况有前人用AutoCAD二次开发技术在自行车车架设计上做过研究，但是成果并不明显。
其中一种实现方式是：用AutoCAD内部嵌入的一种程序设计语言AutoLisp来完成常用的科学计算和数据分析，同时又能调用几乎全部的绘图命令。
使用该程序能自动完成车架简图的绘制，然后自动提取关键参数进行分析判别并反馈出最后结果，以实现优化设计的目的。
还有人在自行车CAD技术上做过参数化设计方面的研究。
建立参数化设计系统的关键是建立一套描述参数和尺寸之间关系的约束方程，然后根据一组尺寸参数求解出新的设计参数。
采用这种方法进行设计，仅需输入必要的参数，计算机就可自动生产出所需部件的图样。
这种方案只适用于结构变化不大或按一定规律变化部件的设计与绘图。
结合自行车设计的特点，这种方法有一定的可取之处。
但对于造型设计复杂、变化多样的情况，则是不能满足实际设计要求的。
采用三维软件进行设计可达到缩短产品开发周期，降低设计成本的效果，还能使二维平面设计软件不容易表达的曲线和曲面在三维设计上变得容易实现，且效果直观，有利于设计人员和客户之间的直接沟通。
2 .自行车基本结构及工厂设计流程自行车由九大部分组成，如图1所示。
其中最主要的部分是车体。
车体由车架、前叉、车头组件、中轴组件、鞍管组件和贴花等组成。
．图1 自行车组件图车架设计是自行车设计中最关键和核心的部分，其设计主要分为前三角的设计、后叉片的设计和后三角的设计。
前三角的设计包括五通、立管、头管、上管和下管的设计。
后三角的设计包括平叉和立叉的设计。
后叉片主要用来连接后轴、平叉和立叉。
后叉片的设计应在前三角完成以后，后三角设计之前完成。
车架结构如图2所示。
图2 车架结构示意图充分了解工厂工作流程将有助于在设计系统时充分考虑各部门间的配合、设计人员操作习惯和经验的积累，所示为某自行车公司的工作流程。
3并有利于达到知识工程重复利用已有知识和经验的目的，图图3 工作流程图三、知识工程在车架设计时的应用车架CAD设计共分为选择查询、结构优化设计和快速建模造型设计三部分。
整体思路是先将车架各管的中心线画出，制作成各式模版，然后进行结构调整并对设计参数进行优化修改，最后再进行管件造型设计。
三部分分别采用了不同的KBE技术，取得了良好的应用效果，下面将进一步介绍各部分采用的不同KBE技术，并分析其使用原因。
1.选择查询选择查询采用了基于实例的知识表示，在工程设计领域，它有着广泛的应用。
实例蕴涵着丰富的专家知识，可以为当前的设计提供有价值的参考。
自行车车架的设计相对自由，样式多种多样，共分为11种款式。
各款式中部分管件的搭接形式又不相同，因此衍生出各式不同的车架外形。
从车架设计条件描述中抽取出共同的特征及特殊特征并建立筛选条件，根据这些条件能从实例库中搜索并选择出与设计要求最接近的实例，进行改进设计。
实例包括骨架实例（既中心线模版）和成品实例两部分，可根据不同的用户需求选用不同的实例。
2.结构优化设计结构优化设计包括参数化驱动、参数的程序优化求解和结构优化三部分。
(1)参数化驱动。
近似实例调出后，接下来将进行参数优化修改。
对结构相似的实例，只需修改其参数具体数值。
参数分为关键结构参数和普通结构参数，关键结构参数用统一规划的表达式记录并保存于数据库中，普通参数则采用自动分配的表达式。
参数修改通过修改表达式的值来实现参数化驱动。
系统设计则能够读出实例中的关键结构参数并提供了修改工具。
常用的关键结构参数主要来源于自行车行业设计标准、专家设计知识经验和生产经验，并用数据库进行管理。
数据库中主要记录了部分车架关键结构参数的经验数据及实例数据。
．普通结构参数的修改则提供了专用的修改拾取工具，能够拾取实体对象并读取相应的表达式，关键结构参数的修改亦可用其实现。
普通结构参数通常根据客户的实际订单需要来确定。
(2)参数的程序优化求解。
优化计算时，由于未知参数很多，部分设计参数采用逆运算的方法，即将未知量按设计经验假定为已知量，然后以微量增量的方式进行迭代试算，直至算出符合要求的参数为止。
例如，在计算五通下垂量及已知毛坯圆管直径计算变截面管的相关参数时就采用了这种方法。
以变形后截面是水滴型为例，如图4所示，在假设变形后截面周长和原截面周长保持不变的条件下，其求解方程如下所示：图4 圆形管变形为水滴管其中，D为毛坯管直径，R1为水滴管大半圆半径，R2为水滴管小半圆半径，β为大半圆半径与竖直中心线交角。
将此方程的解看作是正切曲线和一条直线的交点，循环给出β的一个初值，直至使等式两边满足一定的条件为止。
代入公式：即可求得水滴管的轴向高度B。
此方法并未直接以水滴管的轴向高度B为未知参数求解，而采用了过渡未知参数β进行方程求解。
第二种方法是采用试算法，即一些参数必须给出，但是又不能确定，用另外一些已知的参数试算出这些参数，但这个参数以后可能还是会修改的，并且要能和其相关的对象实现关联设计。
(3)结构优化。
车架设计中，后叉片是一个关键部件，如图5所示。
图5 后叉片及平、立叉装配图由于本身设计较为复杂，为了使后叉片的设计不影响后面工序的设计，将后叉片的造型设计与选用和定位设计分开进行，举例采用了自顶向下设计、自动装配和关联设计相结合的方法。
首先将设计好的后叉片放入指定目录下，并采用数据库进行分类数据管理。
然后将后叉片与主模版的对应装配关系抽取为一个矢量平面和两个矢量轴，这样在进行车架设计时只需按要求选用适合的后叉片即可装配到位，而位置的调整也可通过界面调整参数达到设计要求。
最后的关联设计主要采用了Smart point（智能点）和UDO（用户自定义）两项技术实现。
智能点用来连接后叉片和平、立叉的关键接触点，能够在后叉片位置改变或所选用后叉片改变时，实现关联对象的自动变化，并能够在一些参数不满足基本要求时自动给出提示。
3.快速建模造型设计造型设计主要指管件的造型设计。
其具体实现方式如下。
(1)在管件导引线（中心线）的不同位置按要求给出截面的轮廓形状（截面形状导引线）。
车架截面形状规则创建几KF字形等，可以先基于8有圆形、椭圆形、水滴型（又分正水滴、反水滴）、方形、菱形和User Defined Feature）用户定义特征建立装配件，即将何建模特征和知识表达式的特性，然后采用UDF（截面形状画好作为一个装配件，做截面时只需将相应的截面调出即可，截面的形状参数则通过读取相应的知识表达式达到快速修改的目的。
(2)通过扫描将管件外形做出。
扫描中心法矢的运动轨迹是管截面形状引导线，此引导线不做成整个的封闭曲线，而是将各位置上的引导线分割为同段数的曲线且使对应曲线的切线方向一致，否则扫描出的管件容易扭曲。
此时做出的是一薄壁管。
(3)加厚形成管件的厚度。
(4)连接管件间相交部分的剪切。
当用户拖动管件导引线时，管件能够关联变化。
采用此实现方法充分体现了对知识和规则的重用性。
对象间的关联设计用UDO的方法，将管件的一些列数据记录到UDO中，实现完成了管件的自动剪切、自动标注、尺寸检查、BOM表的自动生成和模具查询等关联设计。
图6所示是用开发的车架CAD模块设计出的减震自行车车架图。
图6 减震自行车车架图四、结束语运用知识工程，使自行车车架设计工作从原来需两天时间，缩短到目前的两个小时，大大缩短了车架设计的开发时间，方便了设计方案的交互设计、修改和验证，更有利于二次利用时缩短设计再修改的时间，使企业在激烈的市场竞争中赢得主动。
本例的成功同时也表明了知识工程在中小型企业内应用已成为可能，知识工程将使企业具有更大的竞争力。
此外，知识工程还允许用户保存那些在实际应用中有用的工程知识，当需要时能很快找出并重复利用。