课程设计说明书。
院（系） 机电工程系
专业机电一体化
班级机械6班
学生姓名。指导老师。
2023年12月14日。
课程设计任务书。
兹发给班学生课程设计任务书，内容如下：
1． 设计题目： 电动自行车设计
2． 应完成的项目：
1）电动自行车结构设计
2）电动自行车电机构造和原理
3）电动自行车的控制系统
4）电动自行车电机原理与性能
5）充电器构造和原理。
3． 参考资料以及说明：
1）崔万安编，电动自行车构造与原理。北京市：人民邮电出版社 , 2008
2）毕淑娥编著，电工与电子技术基础。—3版。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.6
3）邱振国、刘胜利编著，电动自行车控制原理与检修技巧。北京：机械工业出版社，2007.4
4）张建民编著，机电一体化系统设计。-3版。北京：高等教育出版社，2000.7
4． 本设计任务书于2023年11月29日发出，应于2023年11月16日前完成，然后进行答辩。
指导教师签发年月日。
课程设计评语：
课程设计总评成绩：
指导教师签字：
年月 目录。
摘要 4第一章．电动自行车的机械结构 5
1.1车架部分 5
1.2前叉部件 6
3车把部件 6
1.4前轮和后轮部件 6
第二章．电动自行车的工作原理 7
2.1齿轮传动 7
2.2皮带传动 8
2.3链轮、链条传动 8
2.4齿轮、轴传动 8
第三章．电动自行车的控制系统 9
3.1手动控制器方法 9
3.2系统方框图 10
第四章．电动自行车电机原理与性能 10
4.1电机的基本原理 10
4.2电动机的运行特性 12
4．3反电动势作用 13
4.4力臂与力矩的关系 13
4.5电机的选择和比较 14
第五章．充电器构造和原理 15
5.1充电器状况 15
5.2充电器构造和电路原理 16
参考文献： 17
电动自行车以其特有的电力驱动技术、高效环保节能的控制技术、人性化的操作方法，受到用户的欢迎，正日益成为中国广大普通消费者出行的重要交通工具之一。因为它经济、实惠、便捷、实用，同时也是国家解决交通拥堵、环境污染、石油短缺的极为有效的手段。
电动自行车是以蓄电池作为辅助能源，具有两个车轮，能实现人力骑行、电动或电助动功能的特种助力车。它虽然具有普通自行车外表特征，但主要的是，它是在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把、闸把等操纵部件和显示仪表系统的、机电一体化的个人交通工具。
本文运用机械原理、机械设计、电工与电子技术基础、机电一体化等学科知识，结合国内有关电动自行车设计前沿知识，初步设计了电动自行车整车构造、电机的构造和原理、控制器构造和原理、充电器构造和原理等几个部分。
关键词：电动自行车、电机、控制系统、充电器。
电动自行车集合了电子、电动机、自动控制、电化学、机械、车辆等许多学科领域技术。具有明显的技术交叉渗透特点。一辆电动自行车的结构主要由两大部分组成：
一是自行车的车体部分；一是电动自行车的电器控制部分。下面分别介绍它们的结构特点。
车架部分是电动自行车的骨架，是电动自行车的主体，与自行车相比，除了承受骑行者、货物和车子自重以及在行驶时由于颠产生的各种冲击力外，还多了电池、电动机的重量、车速增加等因素，车架结构强度要求比自行车加强，车架的钢管适当增加了直径和管壁厚度。
车架一般以两个三角形互为依存。三角形在结构形式上是最稳定的，三角形各连接点虽然是受力中心，但都只限于拉力和压力，一般不会出现弯曲力矩。如图1-1（a）
最大弯曲、应力集中点。
a）封闭三角形b）开口型。
图1-1车架架构受力。
只要三角形的两个杆或者三个杆连接点处牢固可靠，即足能保证安全和轻便。相反，若其中一个不是三角形，如图1-1（b）所示，那么开口结构的杆件必然会出现一个最大弯曲点，这个最大弯曲点的力矩足以使该点产生最大应力，在力的反复作用下，材料产生疲劳，为将来杠杆件在这一点处断裂埋下隐患，断裂包括杆件本身材料的破坏和连接点开焊。其结果是车体分离，前后轮分家，使驾车者受到重创。
主要是由前叉和前叉组合件组成，前叉部件的上端和车把、车架配合，前叉部件的下端和前轴、前轮部件配合，组成自行车的导向部分。前叉在车架上可以相对车架的前管灵活转动。转动车把带动前叉，使前轮改变方向，另外前叉对于行车时保持自行车的平衡也起着极为重要的作用。
图1-2 前架部件。
车把部件与前叉部件中的立管连接在一起，安装在车架的前管上，它是掌握电动自行车平衡行驶及改变行驶方向的导向装置。
图1-3车把部件。
由前轴部件的花盘置于前轮中间通过辐条的纺织靠条母上紧，使其两部分组合一体，再在上装车胎构成的整体称为前轮，同样，由后轴部件的花盘置于后轮轮中间，通过辐条的编织靠条母上紧，使其两部分合成一体，再在上装上车胎构成的整体称为电动车后轮，由于电动车重量增加，为了整车稳定性，车轮外径小于等于610mm。
图1-4车型基本结构。
电动自行车是具有电力驱动、脚踏驱动、电力和脚踏并用等功效的绿色环保交通工具。电动自行车的原理和结构都不复杂，可以认为是在自行车的基础上加一套电机驱动机构组成(见图 1-1)。蓄电池经过一个控制器给一个电机送电，电机放在后车轮中，电机的旋转带动自行车的行进。
电动自行车的控制器连接一个调速手柄，在脚踏中轴上装有助力传感器，转动调速手柄可以让控制器检测到不同的电压值，控制器根据电压值大小，模拟调节输送给电机电压的高低，从而控制了电机的转速。
图2-1 电动自行车控制方框图。
通过脚蹬将动力传动到齿轮，通过各级齿轮将动力传至主动轮。
a:主动齿轮，b:传动齿轮，c:从动轮，d:主动轮。
图2-2 齿轮传动。
通过脚蹬将动力传至皮带轮，主动皮带轮通过皮带将动力传至从动皮带轮，从动皮带轮将动力传至主动轮。
a:主动皮带轮，b:从动皮带轮，c:主动轮，d:皮带
图2-3 皮带传动。
一般自行车所采用传动方式，即，通过脚蹬将动力传至主动链轮，主动链轮通过链条将动力传至从动链轮，从动链轮将动力传至主动轮。原理图与图二相似a:主动链轮，b:
从动链轮，c:主动轮，d:链条。
脚蹬将动力传至主动齿轮，主动齿轮通过齿轮轴将动力传至从动齿轮，带动主动轮转动。
图2-3齿轮、轴传动。
选定系统由中轴、中轴伞形齿轮、传动轴伞形前齿轮、传动轴、前齿轮外罩、传动轴护管、传动轴伞形后齿轮、后齿轮外罩、后轴、后轴伞形齿轮等部件构成；其中传动轴连接在所述中轴和所述后轴之间；连接在中轴一端的中轴伞形齿轮与连接在传动轴一端的传动轴伞形前齿轮相啮合；连接在传动轴另一端的传动轴伞形后齿轮与连接在后轴一端的后轴伞形齿轮相啮合，所述传动轴伞形前齿轮和后齿轮外部分别安装有齿轮外罩。
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