基于人機(jī)工程學(xué)的新型人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用研究.pdf

1、人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是日常生活中應(yīng)用較為普遍的一種機(jī)械機(jī)構(gòu)，自行車就是其中應(yīng)用最為典型的實(shí)例。自行車在我國是一種需求量很大的交通工具，同時(shí)又是健身和休閑的良好工具，在我國較為落后的邊遠(yuǎn)地區(qū)及廣大的農(nóng)村，自行車這種人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還是一種常見的交通運(yùn)輸工具。 該文針對(duì)傳統(tǒng)自行車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，指出了傳統(tǒng)自行車的人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中存在的缺陷和不足，即當(dāng)人體施加作用力使曲柄回轉(zhuǎn)到垂直于地面的上下位置時(shí)，機(jī)構(gòu)中就出現(xiàn)了死點(diǎn)。機(jī)構(gòu)中的死點(diǎn)

2、造成了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)，因此，為克服死點(diǎn)使運(yùn)動(dòng)繼續(xù)，騎行者須施加額外的作用力，這就消耗了一些不必要的體力。 為了解決傳統(tǒng)人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的上述缺陷，該文結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)理論，設(shè)計(jì)出了一種新型的人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，把該新型的機(jī)構(gòu)應(yīng)用到自行車的傳動(dòng)系統(tǒng)上，不僅可以克服傳統(tǒng)自行車傳動(dòng)時(shí)的缺陷、消除死點(diǎn)，而且還能節(jié)省人的體力，有效利用人體的施力，提高自行車的傳動(dòng)性能。作為一種新型的人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它與以往的其它人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有所不同，它不是靠改變

3、曲柄的長(zhǎng)度或增加變速器來達(dá)到省力節(jié)能的目的。機(jī)構(gòu)中關(guān)鍵部分是一個(gè)橢圓齒輪輪系，傳動(dòng)原理是根據(jù)非圓齒輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比的傳動(dòng)特性來實(shí)現(xiàn)不等速運(yùn)動(dòng)，從而改變左、右兩曲柄的轉(zhuǎn)速，避免兩邊死點(diǎn)的同時(shí)出現(xiàn)。橢圓齒輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比的運(yùn)動(dòng)，因此在新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，兩邊曲柄的轉(zhuǎn)角關(guān)系是非線性變化的。傳動(dòng)比的變化，使得曲柄在回轉(zhuǎn)中有增速過程也有減速過程，從而可以合理分配人的體力，即在應(yīng)該施力時(shí)開始增速，在曲柄回程時(shí)減速。 實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的關(guān)

4、鍵是橢圓齒輪的設(shè)計(jì)和制造及正確的初始安裝位置，該文利用CAD技術(shù)和數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了橢圓齒輪的設(shè)計(jì)和制造的一體化。避免了一般的復(fù)雜的編程過程，減少了大量復(fù)雜的計(jì)算工作，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過程，而且適用于一般的非圓齒輪的設(shè)計(jì)。 該新型人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中具有很好的傳動(dòng)效果，實(shí)踐證明，它能夠改變傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)曲柄的不等速運(yùn)動(dòng)，有效避免了死點(diǎn)現(xiàn)象的發(fā)生。該新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以應(yīng)用到其它人力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合，如人力三輪車、腳蹬游船等，具