基于人機工程學的新型人力傳動機構(gòu)的設(shè)計、制造及應(yīng)用研究.pdf

1、人力傳動機構(gòu)是日常生活中應(yīng)用較為普遍的一種機械機構(gòu)，自行車就是其中應(yīng)用最為典型的實例。自行車在我國是一種需求量很大的交通工具，同時又是健身和休閑的良好工具，在我國較為落后的邊遠地區(qū)及廣大的農(nóng)村，自行車這種人力傳動機構(gòu)還是一種常見的交通運輸工具。 該文針對傳統(tǒng)自行車的傳動機構(gòu)及其傳動特點進行分析，指出了傳統(tǒng)自行車的人力傳動機構(gòu)中存在的缺陷和不足，即當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，機構(gòu)中就出現(xiàn)了死點。機構(gòu)中的死點

2、造成了機構(gòu)運動的不連續(xù)，因此，為克服死點使運動繼續(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)人力傳動機構(gòu)的上述缺陷，該文結(jié)合人機工程學的相關(guān)理論，設(shè)計出了一種新型的人力傳動機構(gòu)，把該新型的機構(gòu)應(yīng)用到自行車的傳動系統(tǒng)上，不僅可以克服傳統(tǒng)自行車傳動時的缺陷、消除死點，而且還能節(jié)省人的體力，有效利用人體的施力，提高自行車的傳動性能。作為一種新型的人力傳動機構(gòu)，它與以往的其它人力傳動機構(gòu)有所不同，它不是靠改變

3、曲柄的長度或增加變速器來達到省力節(jié)能的目的。機構(gòu)中關(guān)鍵部分是一個橢圓齒輪輪系，傳動原理是根據(jù)非圓齒輪機構(gòu)可以實現(xiàn)變傳動比的傳動特性來實現(xiàn)不等速運動，從而改變左、右兩曲柄的轉(zhuǎn)速，避免兩邊死點的同時出現(xiàn)。橢圓齒輪機構(gòu)可以實現(xiàn)變傳動比的運動，因此在新型傳動機構(gòu)中，兩邊曲柄的轉(zhuǎn)角關(guān)系是非線性變化的。傳動比的變化，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)該施力時開始增速，在曲柄回程時減速。 實現(xiàn)機構(gòu)傳動的關(guān)

4、鍵是橢圓齒輪的設(shè)計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)，實現(xiàn)了橢圓齒輪的設(shè)計和制造的一體化。避免了一般的復(fù)雜的編程過程，減少了大量復(fù)雜的計算工作，簡化了設(shè)計過程，而且適用于一般的非圓齒輪的設(shè)計。 該新型人力傳動機構(gòu)在實際應(yīng)用中具有很好的傳動效果，實踐證明，它能夠改變傳統(tǒng)機構(gòu)的傳動規(guī)律，實現(xiàn)曲柄的不等速運動，有效避免了死點現(xiàn)象的發(fā)生。該新型傳動機構(gòu)還可以應(yīng)用到其它人力傳動機構(gòu)的場合，如人力三輪車、腳蹬游船等，具