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引言
第二部分：整体方案设计，根据当前自行车的市场需求，分析无级变速的基本功能和性能设计目标，并从经济、社会、技术等三方面探讨自行车无级变速系统设计的可行性。根据已有的技术对调速系统的基本方案进行论证，并最终确定设计的基本方案。
第三部分：自行车调速系统的主要零件设计与计算，主要是对自行车调速系统中的各部分结构和关键零部件的受力、尺寸和校核过程，包括变速系统的材料、链条、连接组以及防脱链结构。
第四部分：仿真分析，在基于ADAMS软件下，对自行车调速结构进行仿真分析，构建关键结构的三维模型，施加约束和条件定义，对结构的运行进行分析。
第五部分：结论与展望，对本次研究成果进行总结。
第二章 整体方案设计
2.1设计需求及可行性分析
2.1.1自行车调速需求分析
2.1.2可行性分析
（1）经济可行性
此次设计中是基于传统自行车的调速系统设计，设计过程中以经济性为基本设计原则进行，采取性能可用即可，减少设计的原件成本和开发成本。与此本次设计中需要原材料、加工设备等共计2000余元。
（2）社会可行性
当前我国倡导绿色出行，并且大力发展自行车行业，尤其是近几年共享自行车的出现，极大的推动了我国绿色出行方式理念的推广。本次设计的调速结构能够应用在各种自行车上，提升自行车的骑行体验。因此本次设计具有较强的社会可行性。
（3）技术可行性
当前自行车调速技术已经相当成熟，本次设计中采用的无级变速技术已经在也谢高端自行车中有了一定的应用和研究，本次设计是基于已有学者的研究成果基础之上进行，结合弹簧式无级变速链轮结构，进行适应性的优化处理即可满足本次设计要求。因此本次设计在技术上具有一定的可行性。
2.2方案论证
自行车无级变速种类有很多，在此，本文选择了以下两种种类进行参考，并且和自己设计的方案作比较，最终确定方案为弹簧式无级变速链轮结构。钢球长锥式（RC型）无级变速器和钢球外锥式无级变速器便是以下方案参考的两种无级变速种类，本文想设计的是利用弹簧式的无级变速链轮结构，具体描述均如下。
2.2.1钢球长锥式无级变速器 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: *351916072* 

从图2.1可以看出，初期生产的环形无级变速器利用环形的弹性楔子，在无压状态下进行动态加压[13]。使用两轴的平长圆锥结构，代替2对分离环，通过移动钢环来实现速度变化，简化结构。而长圆锥由于锥度较小，故 RC传动属于升降式传动，其机械的特性图如图2.2所示，它的技术参数是：传动比i21=n2/n1=2~0.5，变速比 Rb=4，P1=0.1~2.2 kw，输入的转速n1=1500 r/min，该钢球长锥式变速器通用于机床、纺织机械等。
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图2.1钢球长锥式（RC型）无级变速
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图2.2RC型变速器的机械特性
2.2.2钢球外锥式无级变速器
如图2.3所示，其中最主要的是包括2个锥体和1组钢球（通常是6个）。主从动圆盘1、2分别安装在轴Ⅰ、Ⅱ上，3个球受到2个圆锥轮的工作时的圆锥面压力，可以进行自由的旋转。工作主动圆锥轮1驱使圆球3绕着轴4旋转，从动锥轮也由摩擦力驱动。II轴传动比的式子 i=(r1/R1)×(R2/r2)，由于R1=R2和因此I=r1/r2,。通过调节支撑轴4使其倾斜和并且倾斜一定的方向，这样便能变化钢球的传动时的半径，即可以改变传动比，达到无级变速。
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图2.3钢球外锥式无级变速器变速示意图
2.2.3弹簧式无级变速链轮结构
弹簧无级变速链轮的结构原理如图2.4所示，是一种弹簧式的无级变速链轮，它由轮盘、链齿、滑键、套杆、压缩弹簧、销、导杆、垫片、套环、弧形导槽、导杆安装孔、花键槽等组成，整个装置可划分为12个相同和可以进行独立的工作单元，花键槽的位置在轮盘中心，配合自行车花键轴，传递力矩；工作原理如图2.4,2.5，滑键可在弧形导槽内滑动，链齿固定在滑键上，链齿安装在轮盘a面，链齿齿形符合国家标准；轮盘上有12个安装孔，导杆与销、套环及安装孔与轮盘连接，导杆可以绕着销摆动，套环的作用调整导杆的安装高度；垫片穿在滑键上，其作用是调整套杆的高度，套杆为中空结构，与导杆之间可以相对滑动；压缩弹簧两端分别压在套杆和导杆的两端，当导杆与套杆相对滑动时，即压缩弹簧被压缩。
受力情况：阻力通过链轮传递到弹簧一端，压缩弹簧由于受到阻力，小于初始弹簧预紧力的时候，因预先压缩而产生弹力，可以将链齿滑键推入到导轨的最大分度圆处，即最远端，此时滑键沿12个弧形导轨最大分度圆方向推进，传动比最小，最省行程；在阻力大于初始弹簧预紧力的情况下，沿弧形导轨推进，压缩弹簧便受到压缩的力，慢慢的直到弹簧力和阻力有一个新的平衡，这时主动链轮分度圆直径会慢慢减小，传动比变大，达到最省力的效果。
弹簧有着随弹簧压力不断发生变化的特点，所以当阻力改变的时候，主动链轮的分度圆直径也会跟着变化，即传动比也会发生变化，实现无级变速。因为圆弧引导槽的分布不是沿着轮盘子径向的，而是有一个圆弧形状分布的，所以弹簧受到的力和阻力的方向都有不一样的角度，也就是说主动链轮分度圆直径的变化和弹簧的压缩量的关系是非线性的。结果表明，当弹簧受到的力和阻力方向有较小的夹角时，由于阻力大小的改变，主动链轮分度圆直径变化不大，可以在阻力较小的情况下，仍能保持较高的转速。

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