本科毕业论文---旋转折叠自行车设计与研究.doc

山东科技大学学士学位论文
目录
摘 要-----------------------------------------------------------------------------------Ⅰ
Abstract--------------------------------------------------------------------------------Ⅱ
1绪论
1.1便携式自行车的发展方向及特点----------------------------------------------
1.1.1自行车发展史及现状------------------------------------------------------
1.1.2便携自行车的特点---------------------------------------------------------
2多功能便携式箱体自行车的结构
2.1车体部分---------------------------------------------------------------------------
2.2传动部分---------------------------------------------------------------------------
2.3安全装置--------------------------------------------------------------------------
2.4附加部分---------------------------------------------------------------------------
2.5传动部分---------------------------------------------------------------------------
3多功能便携式环形自行车的设计
3.1多功能环形自行车的基本构思------------------------------------------------
3.2链传动设计计算------------------------------------------------------------------
3.2.1滚子链的结构和规格-----------------------------------------------------
3.2.2链轮的材料和结构--------------------------------------------------------
3.2.3平均链速和平均传动比--------------------------------------------------
3.2.4瞬时链速--------------------------------------------------------------------
3.2.5滚子链的主要失效形式--------------------------------------------------
3.2.6滚子链传动的额定功率曲线--------------------------------------------
3.2.7滚子链传动的设计步骤和传动参数的选择--------------------------
3.2.8链传动的润滑--------------------------------------------------------------
3.3自行车材料选用及分析---------------------------------------------------------
3.4结构设计计算方法---------------------------------------------------------------
3.4.1设计方法--------------------------------------------------------------------
3.4.2稳定性分析-----------------------------------------------------------------
3.4.3刚度、强度分析-----------------------------------------------------------
4多功能便携式箱体自行车受力性能分析
4.1运动性能分析--------------------------------------------------------------------
4.2自行车各个部分的受力分析--------------------------------------------------
4.3自行车折叠部分的受力分析--------------------------------------------------
4.4多功能自行车的箱体设计-----------------------------------------------------
5总结与展望
5.1经验总结--------------------------------------------------------------------------
5.2自行车行业展望和面临的问题-----------------------------------------------
参考文献-------------------------------------------------------------------------------
致 谢------------------------------------------------------------------------------------
英文文摘-------------------------------------------------------------------------------
中文文摘-------------------------------------------------------------------------------
附 录------------------------------------------------------------------------------------

７２

1 绪论
1.1便携式自行车的发展方向及特点
1.1.1 自行车发展史及现状
18 世纪末，法国人西夫拉克(Sivrac)发明了最早的自行车。这辆最早的自行车是木制的，其结构比较简单，既没有驱动装置，也没有转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行，改变方面时也只能下车搬动车子。即使这样，当西夫拉克骑着这辆自行车到公园兜风时，在场的人也都颇为惊异和赞叹。世界上第一批真正实用型的自行车出现于 19 世纪初。1817 年，德国人德莱斯在法国巴黎发明了带车把的木制两轮自行车。这种自行车虽然仍旧用脚蹬才能前行，但是可以一边前行一边改变方向，它一问世便引起了人们的极大兴趣。法国人大量进行仿制，一时间，巴黎街头涌现出成百上千的自行车。1830 年，法国政府还为邮差配备了自行车作为交通工具.随后，自行车的技术、性能不断得到改进。1839 年，英国人麦克米伦发明了蹬踏式脚蹬驱动自行车，骑车时两足不用蹬地，提高了行驶速度。1869 年诞生的雷诺型自行车，车架改由钢管制作，车辆也改为钢圈和辐条，采用实心轮胎，使自行车更加轻便。1887 年，英国人劳森完成了链条驱动自行车的设计。同年，英国人邓鲁普研制出了充气轮胎。从此，自行车技术也完成了向商业化的转化，批量生产并投入市场。

1.1.2便携式自行车的特点
体积小，体重轻，携带方便，存放方便，使用方便，折叠方便。可以说最大优点，一小一轻四方便。 体积小，体重轻 。携带方便，可以背着去购物、旅游、乘车等。 存放方便，挂于墙壁、放于墙角，塞入床下，放于柜中。 使用方便，它犹如滑板车一般，车身低，踏上去踩踏几脚就能前行，手捏刹车小把就能停车，十米路程可以代步，百米、千米一样可以代步。 折叠方便，折下方向杆就可以带走。
2 多功能便携式自行车的结构
多功能便携式自行车结构组成包括：
①车体部分：包括车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等，是自行车的主体。
②传动部分：包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过以上传动件带动车轮旋转，驱车前行。
③行动部分：即前后车轮、包括前后轴部件、辐条、轮辋（车圈）、轮胎等。
④安全装置：包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等。
⑤附件部分：包括导向仪，里程表，测速仪，防盗装置等。

2.1车体部分
车体部分有车架、前叉、车把、鞍座和箱体等组成，是自行车的主体。车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。车架部件的结构形式有很多，但总体可以分为两大类：即男式车架和女式车架。车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。本设计采用的是箱式车体，车架部分包括前轮架、中箱、后轮架、储物箱、坐凳，整体是一个箱子，是不同于传统自行车的创新点。
由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。一般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大、中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型。
1.1.2 自行车结构分析
一辆整车由两百多种、一千多个零件组成。这里把它们归纳为 20 个基本部件或部件组合和 18 个配件。 自行车的基本部件包括：车架部件、车把部件、前叉部件、轮轴部件、中轴部件、飞轮部件、链条部件、车轮部件、泥板部件、车闸部件、脚蹬部件、鞍座部件。在这些部件中，由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成导向系统；由脚蹬、中轴、链条、飞轮、后轴
2.2传动部分
传动部分包括脚蹬、曲柄、链轮、链条、中轴和飞轮等，由人力踩动脚蹬，通过以上传动件带动车轮旋转，驱车前行。脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行。脚踏可分为整体式脚踏和组合式脚踏。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面，必须安全可靠，具有一定的防滑性能，可以选用橡胶、塑料或金属材料制造。脚踏必须转动灵活。
自行车脚蹬
2.3安全装置

安全装置：包括制动器（车闸）、车灯、车铃、反射装置等。

2.4附加部分
根据不同功能的需求，同时可增加一些附件，如指南针，里程表，测速仪，防盗装置等。另外，装有变速机构的运动车、竞赛车、山地车等还装有变速控制器和前后拨链器等。
2.5传动装置

链条传动装置

3 多功能环形折叠自行车的设计
3.1多功能环形折叠自行车的基本构思
设计出一种多功能自行车，具有轻便，省力，减震，便于携带，导向，并能显示时速、记录所骑里程，防盗等优点，并对其机械性能和材料进行研究，然后对自行车加以改造创新，设计出更为合理的折叠技巧，大大减小其体积，与此同时设计出一种具有特殊构造的环形体，可以将自行车轻松携带，还具备了导向仪、路码表和时速表功能，方便人们的出行。通过对各种材料的研究，优化筛选，以减轻自行车的重量，提高其强度、硬度。

环形折叠自行车展开图

折叠后的效果图
3.2链传动的设计计算
对多功能环形自行车链传动的设计是本课题的一项重点，它关系着自行车能否顺利地行动和能否达到最省力，又关系到链条的拆装问题，为此我们对链传动的基本知识及其理论做了详细的总结，是为了更好地掌握有关链传动的知识。我们要对链传动做深入的了解和把握，必须把有关链传动的知识详细地总结，然后掌握。
链传动由主动链轮1、从动链轮2和跨绕在两链轮上的闭合链条3组成。工作时,通过链条上链节与链轮轮齿的相互啮合来传递运动和动力,如图所示

链传动
链传动为具有中间挠性件的啮合传动,与带传动相比较，其主要特点是：
（1）能获得准确的平均传动比，但瞬时传动比不恒定。在工况相同时，链传动结构更为紧凑，传动效率较高。
（2）链传动所需张紧力小，故链条对轴的压力较小。
（3）可在高温、油污、潮湿等环境恶劣情况下工作。
（4）中心距较大而结构简单，对制造与安装精度要求较低。
（5）传动平稳性差，有噪音，磨损后易发生跳齿和脱链，急速反向转动的性能差。
链传动主要用于平均传动比要求准确，且两轴相距较远，工作条件恶劣，不宜采用带传动和齿轮传动的场合。通常传递功率P≤100kW，传动比i≤8，链速v≤20m/s，效率约为0.92～0.97。目前，链传动的最大传递功率已达5000kw，最大的传动比达到15，最高链速可达40m/s，最大中心距达8m。链传动主要用在中心距较大、要求平均传动比准确以及工作环境恶劣的场合，目前在农业、矿山、建筑、石油、化工和起重运输等机械中得到广泛的应用。根据结构的不同，常用的传动链又可分为滚子链和齿形链。滚子链的结构简单，磨损较轻，故应用广泛。齿形链传动平稳、噪声较小，但结构复杂、重量较大且价格较高，主要用于高速（v≥30m/s）传动和运动精度较高的传动中。
3.2.1 滚子链的结构和规格
滚子链由内链板1、外链板2、套筒3、销轴4和滚子5组成。如下图所示,外链板与销轴、内链板与套筒之间采用过盈配合,而销轴与套筒之间为间隙配合,可以作相对转动,以适应链条进入和退出链轮时的屈伸；滚子与套筒之间采用间隙配合,以使链与链轮在进入与退出啮合时,滚子与轮齿形成滚动摩擦, 减小链和轮齿的磨损。

1.内链板2.外链板3.销轴4.套筒5.滚子

内、外链板均为8字形,且交错连接并构成铰链,这样既可保证链板各横截面等强度,又可以减轻链的质量, 节约材料。相邻两滚子轴线间的距离称链为节距,用p表示,p值愈大，链的各部分尺寸愈大，承载能力愈高,且在齿数一定时,链轮尺寸随之增大。
滚子链有单排或多排结构,排数愈多,承载能力愈高,但制造、安装误差也愈大,各排链受载不均匀现象愈严重。一般链的排数不超过4排。当链节数为奇数时,需用一个过渡链节,由于过渡链节的弯链板工作时受到附加弯曲应力,因此应尽量避免使用奇数链节。
滚子链是标准件，其规格由链号表示，主要参数示例于下，我们选择08B
链号
节距P
排距Pt
滚子外径d1
内链节内宽b1
销轴直径d2
内链板高度h2
极限拉伸载荷Q
单排质量P
08B
12.7mm
13.92mm
8.51mm
7.75mm
4.45mm
11.81mm
8.9KN
0.7Kg/m
链条上相邻销轴的中心距称为节距，以p表示，它是链传动最重要的参数。滚子链已标准化，分为A、B两个系列，常用的A系列滚子链的主要参数和尺寸见表3.3.1（表中的链号数乘以1.5875即为节距p值）。后缀A、B为系列代号。从表中可知链号数越大，链的尺寸就越大，其承载能力也就越高。

链号
节距P
排距Pt
滚子外径d1
内链节内宽b1
销轴直径d2
内链板高度h2
极限拉伸载荷（单排）Q
每米质量（单排）P
08A
12.7
14.38
7.95
7.85
3.96
12.07
13800
0.6
10A
15.875
18.11
10.16
9.4
5.08
15.09
21800
1
12A
19.05
22.78
11.91
12.57
5.94
18.08
31100
1.5
16A
25.4
29.29
15.88
15.75
7.92
24.13
55600
2.6
20A
31.75
35.76
19.05
18.9
9.53
30.18
86700
3.8
24A
38.10
45.44
22.23
25.22
11.10
36.2
124600
5.6
28A
44.45
48.87
25.40
25.22
12.7
42.24
169000
7.5
32A
50.8
58.55
28.58
31.55
14.27
48.26
222400
10.10
40A
63.5
71.55
39.68
37.85
19.84
60.33
347000
16.1
76.2
76.2
87.83
47.63
47.35
23.8
72.39
500400
22.6
表3.3.1
注：(1)多排链极限拉伸载荷按表列Q值乘以排数计算；
(2)使用过渡链节时，其极限拉伸载荷按表列数值80％计算。
滚子链的标记为链号-排数×链节数标准代号
链号
排数
整链节数
标准编号
例如：08A-1-88 GB/T1243-1997表示：A系列、节距12.7mm、单排、88节的滚子链。
3.2.2链轮的材料和结构
1、链轮的齿形
链轮的齿形应能保证链节能自由地进入或退出啮合，在啮合时应保证良好的接触，同时它的形状应尽可能简单，便于加工。
根据GB/T 1243-2006的规定，链轮端面齿形如图（a）所示。齿槽各部分尺寸的计算公式列于表中。这种齿形的轮齿工作时，啮合处的应力较小，因而具有较高的承载能力。链轮齿廓可用标准的刀具加工。因此，按标准齿形设计要求的链轮，其端面齿形无需在工作图上画出，只要标注“GB/T 1243-2006规定制造”即可。（加图\

2、链轮的几何参数和尺寸
链轮的主要尺寸及计算公式见表3-1。链轮齿槽尺寸见表3-2,轴向齿廓尺寸见表3-3。
表3-1链轮的几何参数和尺寸
名称
代号
计算公式
备注
分度圆直径
d

齿顶圆直径

若为三圆弧—直线齿形，则
可在，范围内任意选取。但选用时，应考虑采用展成法加工有发生顶切的可能性
分度圆弦齿高

若为三圆弧—直线齿形，则
=0.27p
是为简化放大齿形圆的绘制而引入的辅助尺寸。相当于，相当于
齿根圆直径

齿侧凸缘直径

表3-2齿槽尺寸

名称
代号
计算公式
计算公式
最大齿槽形状
最小齿槽形状
齿面圆弧半径/mm

齿沟圆弧半径/mm

齿沟角
α

表3-3轴向齿廓尺寸

名称
代号
计算公式
齿宽
单排
双排、三排
四排以上

0.93
0.91
0.88
0.95
0.93
0.93
倒角宽

～0.15)p
倒角半径

≥p
齿侧凸缘（或排间槽）圆角半径

≈0.04p
齿轮总齿宽

=(n-1)
链轮的主要尺寸计算公式为
分度圆直径

齿顶圆直径

齿根圆直径

3链轮的结构

直径较小的链轮可制成整体式[图a]；直径中等的链轮制成腹板式或孔板式[图b]；直径较大的链轮制成组合式结构[图c]；常将可更换的齿圈用螺栓连接在轮毂上。

链轮结构
3、链轮的材料
链轮的材料应能保证齿轮的轮齿具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮的轮齿啮合次数比大连轮的轮齿啮合次数多，所受的冲击也比较严重，故小链轮材料一般优于大连轮。
一般为中碳钢淬火处理；高速重载用低碳钢渗碳淬火处理；低速时也可用铸铁等温淬火处理；小链轮对材料的要求比大链轮高（当大链轮用铸铁时，小链轮用钢）。具体见表3-4
表3-4链轮材料及齿面硬度
材料
齿面硬度
应用范围
15、20
渗碳淬火50-60 HRC
Z≤25的高速、重载，有冲击载荷的链轮
35
正火160-200 HRS
Z＞25的低速、轻载、平稳传动的链轮
45、50、ZG45
淬火40-50 HRC
低中速，轻、中载，无激烈冲击、振动和易磨损工作的链轮
15Cr、20Cr
渗碳淬火50-60 HRC
Z＜25的大功率传动条件下的链轮，高速、重载的重要链轮
35SiMn、35CrMo、40Cr
淬火40-45 HRC
高速、重载，有冲击、连续工作的链轮
Q235、Q275
140 HBS
中速、传递中等功率的链轮，较大链轮
灰铸铁（不低于HT200）
260-280 HBS
载荷平稳、速度较低，齿数较多的从动链轮
灰布胶木
——
传递功率小于6KW，速度较高，要求传动平稳，噪声较小的链轮
链条元件材料为经过热处理的碳素钢或合金钢，具体牌号及热处理后的硬度值见有关标准。链轮的齿形应易于加工，不易脱链，能保证链条平稳、顺利地进入和退出啮合，并使链条受力均匀。下图所示为国家标准(GB1244-85附录D)规定的滚子链链轮端面齿形，由aa、ab和cd三段圆弧和一段直线bc构成，简称“三圆弧一直线”齿形。这种齿形可用标准刀具以范成法加工，其断面齿形无需在工作图上画出，只需注明“齿形按3R GB1244-85制造”即可。这种齿形具有接触应力小，磨损轻，冲击小，齿顶较高不易跳齿和脱链。

多功能环形折叠便携式自行车的链传动链轮设计
（一） 链传动的运动特性
因为链传动是由刚性链节通过销轴链接而成，当链绕在链轮上时，其链节与相应的齿轮啮合后，这一段链条将曲折成多边形的一部分。（如图）该正多边形的边长等于链条的节距p，边数等于链轮齿数z，链轮每转过一圈，链条走过zp长，所以链的平均速度v（单位为m/s)为

式中：z1、z2分别为主、从动链轮的齿数；
n1、n2分别为主、从链轮的转速，r/min。
（加图）

名称
符号
计算公式
备注(mm)
分度圆直径
d

，
齿顶圆直径

齿根圆直径

，
最大轴凸缘直径

3.2.3平均链速和平均传动比
滚子链结构特点是刚性链节通过销轴铰接而成，因此链传动相当于两多边形轮子间的带传动。链条节距p和链节数z分别为多边形的边长和边数。设、和、分别为主、从动链轮转速和链轮齿数，其中=80r/min则链的平均速度

故平均传动比为

3.2.4瞬时链速

链传动的速度分析
如上图所示，设主动轮的分度圆半径为R1，并以等角速度ω1转动，现通过某一链节AB的运动来分析链速v。假设在传动中紧边始终处于水平位置。当该链节进入啮合时（如图a所示），销轴A开始随链轮作等速圆周运动，链速v是销轴A圆周速度vA的水平分量。在图b所示位置时，链速为
v=vA cosβ=R1ω1cosβ
式中β为铰链A在链轮上的相位角。从销轴A进入啮合到销轴B也进入啮合为止，β角将在-φ1/2和+φ1/2之间变化。当β=±φ1/2时，链速最小，vmin=R1ω1cosφ1/2(如图a，d)；当β=0时，链速最大，vmax=R1ω1(如图c)。由此可见，在链节AB的啮入过程中，主动链轮虽然以等角速度ω1转动，而链条的瞬时速度却按上述规律呈周期性的变化。 每转过一个链节，链速的这种变化就重复一次。主动链轮的齿数越少，β角的变化范围就越大(φ1=360°/z1)，链速的不均匀性也就越显著。与此同时，链节销轴A速度的垂直分量（v′=vAsinβ=R1ω1 sinβ）也在周期性地变化使链条沿铅垂方向产生有规律的振动。瞬时链速的变化规律如下图所示。

链速的不均匀性
由于链速的变化以及从动链轮相位角γ(图e)的不断变化，从动链轮的角速度ω2也是变化的，由此可得到链传动的瞬时传动比

只有当链轮齿数z1=z2、且传动中心距为链节距的整数倍时，才能使β和γ的变化时时相同，瞬时传动比才能恒定不变(i′=1)。因此设计链传动时应合理选择参数，以期减轻振动和动载荷。
3.2.5滚子链传动的主要失效形式
链传动的主要失效形式有以下几种：
（1）链板疲劳破坏:在链传动中,由于松边和紧边的拉力不同,使得链条所受的拉力是变应力,当应力达到一定数值,且经过一定的循环次数后,链板、滚子、套筒等组件会发生疲劳破坏。这种疲劳破坏是闭式链传动的主要失效形式。
（2）铰链磨损：
链节在绕上链轮时，销轴与套筒之间产生相对滑动，在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的磨损。磨损导致链轮节距增加，链与链轮的啮合点外移，最终将产生跳齿或脱链而使传动失效。铰链磨损是开式链传动的主要失效形式
（3）滚子和套筒的冲击疲劳破坏
由于链传动的特点，链条工作滚子、套筒和销轴受到较大的冲击载荷，经过一定次数的冲击，最后产生冲击断裂。它的应力总循环次数一般在以内，它的载荷一般较疲劳破坏允许的载荷要大，但比一次冲击破断载荷为小。
（4）链条铰链的胶合

在链轮转速过高时，润滑条件恶化，套筒与销轴间发生金属直接接触而产生很大摩擦力，其产生的热量导致套筒与销轴的胶合。

（5）静力拉断
在低速重载的传动中或者链突然承受很大的过载时，链条静力拉断，承载能力受到链元件的静拉力强度的限制。

3.2.6滚子链传动的额定功率曲线
（1）极限传动功率曲线在一定使用寿命和润滑良好条件下，链传动的各种失效形式的极限传动功率曲线如图1所示。曲线1是在正常润滑条件下，铰链磨损限定的极限功率；曲线2是链板疲劳强度限定的极限功率；曲线3是套筒、滚子冲击疲劳强度限定的极限功率；曲线4是铰链胶合限定的极限功率。图中阴影部分为实际使用的区域。若润滑不良、工况环境恶劣时，磨损将很严重，其极限功率大幅度下降。

举例z1＝19、链节数Lp＝100、单排链水平布置、载荷平稳、工作环境正常、按推荐的润滑方式润滑、使用寿命15000h；链条因磨损而引起的相对伸长量Δp/p不超过3%。当实际使用条件与试验条件不符时，需作适当修正，由此得链传动的计算功率应满足下列要求

式中P0--许用传递功率（kW），由图2查取；
P--名义传递功率（kW）；
KA--工作情况系数，见表1。
KZ--小链轮齿数系数，见表2，当工作点落在图1某曲线顶点左侧时（属于链板疲劳），查表中，当工作点落在某曲线顶点右侧时（属于滚子、套筒冲击疲劳）查表中；
KL--链长系数，根据链节数，查表3；
Kp--多排链系数，查表4。
载荷种类
电动机或汽轮机
内燃机
载荷平稳
中等冲击
较大冲击
1.0
1.3
1.5
1.2
1.4
1.7
表1

9
11
13
15
17
19
21
23
25
27

0.446
0.554
0.664
0.775
0.887
1
1.11
1.23
1.34
1.46

0.326
0.441
0.566
0.701
0.846
1
1.16
1.33
1.51
1.69
表2
在图中的位置
位于功率曲线顶点左侧时（链板疲劳）
位于功率曲线顶点右侧时（滚子套筒冲击疲劳）

表3 修正系数KL
排数
1
2
3
4
5

1
1.7
2.5
3.3
4.1
表4 多排链系数Kp
3.2.7滚子链传动的设计步骤和传动参数选择
（1）传动比i链的传动比一般≤8，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允许到10。如传动比过大，则链包在小链轮上的包角过小，啮合的齿数太少，这将加速轮齿的磨损，容易出现跳齿，破坏正常啮合。通常包角最好不小于120，推荐传动比i=2~3.5，我们选择i=3.5
（2）链轮齿数z1和z2首先应合理选择小链轮齿数z1。小链轮齿数不宜过少，过少时，传动不会平稳、动载荷及链条磨损加剧，摩擦消耗功率增大，铰链的比压加大及链的工作拉力增大。但是z1不能太大，因为z1大，z2更大，不仅增大传动尺寸，而且铰链磨损后容易引起脱链、跳齿，将缩短链的使用寿命。我们选择Z1=26,Z2≈42。若链条的铰链发生磨损，将使链条节距变长、链轮节圆d'向齿顶移动。节距增长量Δp与节圆外移量Δd的关系

由此可知Δp一定时，齿数越多节圆外移量Δd就越大，也越容易发生跳齿和脱链现象。
滚子链的小链轮齿数按下表推荐范围选择。
传动比
1～2
3～4　
5～6
〉6

31～27
25～23
21～17
17
大链轮齿数z2按z2=i，z1确定，一般应使z2≤120。
在选取链轮齿数时，应同时考虑到均匀磨损的问题。由于链节数最好选用偶数，所以链轮齿数最好选质数或不能整除链节数的数。
（3）链速和链轮的极限转速 链速的提高受到动载荷的限制，所以一般最好不超过12m/s。
（4）链节距 链节距愈大，链和链轮齿各部尺寸也愈大，链的拉曳能力也愈大，但传动的速度不均匀性、动载荷、噪声等都将增加。因此设计时，在承载能力足够的前提下，应取较小节距的单排链，高速重载时，可选用小节距的多排链。
（5）链的长度和中心距 若链传动中心距过小，则小链轮上的包角也小，同时啮合的链轮齿数也减少；若中心距过大，则易使链条抖动。一般可取中心距a=(30~50)p，最大中心矩amax≤80p。
链的长度常用链节数Lp表示。按链传动求链长的公式可导出

式中a--链传动的中心矩。
由此算出的链的节数，必须圆整为整数，且最好为偶数。然后根据圆整后的链节数用下式计算实际中心矩：

为了便于安装链条和调节链的张紧程度，一般中心距设计成可以调节的。若中心距不能调节而又没有张紧装置时，应将计算的中心距减小2～5mm。这样可使链条有小的初垂度，以保持链传动的张紧
3.2.8链传动的润滑

润滑方式
润滑方法
供油量
人工润滑
定期在链条松边内、外链板间隙中注油
每班注油一次
滴油润滑
具有简单外壳，用油杯滴油
单排链每分钟供油5～20滴，速度高取最大值
油浴润滑
采用密封外壳，链条从油池中通过
链条浸油深度约6～12mm，视链速而定
飞溅润滑
采用密封外壳，在链轮侧边安装甩油盘飞溅润滑。甩油盘圆周速度v≥3m/s。当链条的宽度大于125mm时，链轮两侧各装一个甩油盘
链条不得浸油，甩油盘浸油深度12～15mm
喷油润滑
采用密封外壳，油泵供油，循环油可起冷却作用，喷油口设在链条齿啮入处
每个喷油口供油量可根据链节距及链速的大小查阅机械设计手册

润滑对链传动影响很大，良好的润滑将减少磨损，缓和冲击，延长链条的使用寿命。润滑方式的选择应当按照下图进行。润滑油推荐使用L-AN32，L-AN46和L-AN68号全损耗系统用油。低温条件下取L-AN32油。对于开式或低温重载传动可在润滑油中加入MoS2，WS2等添加剂。折叠自行车的润滑方式我们选择油润滑。

3.3自行车材料选用及分析
碳纤维 （CERP)　　
碳纤维车架的特征是「轻、不弯曲、冲击吸收性好」，但是，充分发挥碳纤维的优异性能，在技术上看起来不是那么容易，各碳纤维材料厂家之间的品质差异也较大。自行车厂家考虑到成本问题，不大可能使用高等级的碳纤维来制作车架。虽然存在上述的现实问题，但是碳纤维车架还是具有其他素材所没有的优点，可以制造8、9kg左右的轻量自行车，这种碳纤维轻量自行车，登坡时最能体现其优点，登坡顺利而爽快。而不会像一些轻的铝合金车架，登坡时感到有一种向后拉的力量。
　　碳纤维是把碳纤维用树脂凝固成形的东西。非常轻，但它是具有方向性的材料(拉伸强但容易断)，因此采用把薄料层层重叠的方法来解决缺点。

　　●碳纤维车架的优点　　(1).可以制作重量轻的车架
　　碳纤维车架是把碳纤维对着发生应力的方向层层叠而得到强度。碳纤维车架非常轻，这是它的密度和强的拉伸强度构成的。
　　ZGL碳纤维车架非常轻，是国内第一家专业生产碳纤维自行车整车及各种零配件的公司。中国第一辆大陆产碳纤维自行车厂家。碳架在1-1..2kg重
　　(2).冲击吸收性好
　　碳纤维用来制作残疾者运动时用的假腿，或者特殊的弹簧等被用在各领域。利用它的吸收冲击力优异的性能，制作不用避震器的自行车。如SCO