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机械创新设计论文
论文题目：单车折叠式防雨架设计
院〔系〕：机械工程学院
专 业：机械设计制造及其自动化
班 级：机械XXX班
学生：XXXX
指导教师在防雨布上选择了相当环保型的布料。支架采用了不锈钢或铝合金的耐用性金属材料。并且可以把雨架自行拆卸，可以在二人单车三人单车的长度自行安装和DIY。
第二章 单车折叠式防雨架的设计
根据单车的外形尺寸为1700*500*1300(mm)，来确定单车防雨架的大致外形，初步设计如下：
初步确定雨架的上层展开后分为4个局部，每个局部的尺寸为500mm*600mm,所以展开后的尺寸为2000mm*600mm。这个面积足够可以在下雨天气遮盖住两个人。防雨架的高度初定为雨架顶部在单车手把处的高度尺寸为1000mm。这个高度可以使用于98%人群中。
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图1 单车折叠式防雨架初步设计图
图2 单车雨架支架设计三视图
根据单车雨架支架的设计三视图，用Pro/E软件对其进展建模，效果图如下：
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转轴的尺寸：长为600mm，直径为8mm〔5支〕
边框1和边框5的设计图：
边框2、3、4、6、7、8的设计图：
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边框与支架装配后的Pro/E模型：
单车防雨架的边框设计中，除了型号4和8外都设有限制转动〔0~180度〕，这个设计是为了防雨架在完全翻开的时候到达一种相互限制转动的作用，让防雨架保持一条直线的状态。
支撑底座是防雨架与单车把手之间配合连接的。所以分为上底座和下底座。
1、上底座设计三视图：
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用Pro/E软件建模：
2、下底座设计三视图
用Pro/E软件建模：
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长度设计为840mm，直径为14mm〔两根〕。
受力分析：
绘制主构造的剪力图和弯矩图，分析的最终构造剪力图和弯矩图如下图
主构造的剪力图和弯矩图
梁弯曲时的许用挠度为[y]，只要选用的材料最大的挠度不要超过其许用挠度，即可，得主构造梁的最大的挠度
=
(式中 ——截面的惯性矩，， ——抗弯截面模量，)
又因为所采用的材料是空心铝合金管材，所以分别存在管材截面惯性矩 ，和抗弯截面模型 ，即根据弯曲时的刚度条件
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=，只要选用的材料最大的挠度小于材料弯曲时的许用挠度为[y]即可，通过实验和分析，本课题设计的轮椅所采用的硬铝合金完全满足条件，刚度足够，故主体构造材料采用铝合金是满足要求的。
螺栓的选择：选用d=8mml=24mm六角螺栓〔A级GB/T 5782—2000〕，数量8个；
螺母的选择：选用d=8mm的六角螺母〔A级GB/T6170—2000〕，数量28个；
选用d=12mm的六角螺母〔A级GB/T6170—2000〕，数量2个。
弹性绳使用在防雨架末端是为了把雨架展开后拉平。
第三章单车折叠式防雨架的总装配图
运用Pro/E软件配装防雨架：
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各零件材料及标准〔详见A3原理图〕
第四章 单车折叠式防雨架的折叠设计
考虑到雨架在非雨天并不需要，所以将单车防雨架的边框设计成，可在转轴的
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作用下由平直的折叠成0~15度，便于携带、安装以及使用。
防雨架折叠过程：
折叠后的防雨架模型：
第五章 防雨架材料的选择与防雨布的材料选择
防雨架应该考虑到强度好，耐腐蚀性强和抗氧化性强，重量要轻。所以在防雨架的支架、边框、转轴、杆的局部选用铝合金材料。
铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：
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