一種碳纖維自行車車架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種碳纖維自行車車架。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，自行車不僅作為一種交通工具，而且作為健身、騎行娛樂的用具在人們的生活中扮演著日益重要的角色。傳統(tǒng)的自行車車架一般為鋼管、鋁合金管材質(zhì)，而近年來，隨著生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，由碳纖維復(fù)合材料制成的自行車車架以其重量輕、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而逐漸走入了人們的生活。碳纖維兼具碳材料強(qiáng)抗拉力和纖維柔軟可加工兩大特征，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料。對于自行車車架來說，避震性能是衡量車架結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的鋼管、鋁合金管材質(zhì)的自行車車架限于自身材質(zhì)形變的能力，通常需要另設(shè)避震器來提升整個車身的避震效果，提升騎行過程中的舒適性。而碳纖維自行車車架其材料本身具備好的結(jié)構(gòu)特性，因此通過優(yōu)化車架的整體結(jié)構(gòu)來達(dá)到提升避震效果的目的是可行的。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種避震效果優(yōu)異的碳纖維自行車車架。
[0004]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種碳纖維自行車車架包括橫梁、座管和立叉；在橫梁的后端成型有向后部斜上方延伸的、成Y形分叉的轉(zhuǎn)接部，立叉兩根管體的頂端分別與轉(zhuǎn)接部的兩個分叉管體的后端接合固接，座管的上端嵌入轉(zhuǎn)接部的兩個分叉管體之間并接合固接；轉(zhuǎn)接部兩個分叉管體的中心線所在平面與座管的中心線之間的夾角a為115°至120°，轉(zhuǎn)接部兩個分叉管體的中心線所在平面與橫梁的中心線之間的夾角b為144°至148°，立叉兩個管體的中心線所在平面與座管的中心線之間的夾角c為58°至62°。
[0005]本實用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的碳纖維自行車車架，與現(xiàn)有的碳纖維車架相比，本技術(shù)方案主要優(yōu)化的車架位置在橫梁后端、立叉前端與座管之間結(jié)合部位的具體結(jié)構(gòu)。通過在橫梁的后端與立叉的上端之間設(shè)置轉(zhuǎn)接部，從側(cè)面看，立叉的前端、轉(zhuǎn)接部以及橫梁的后端三者成Z字形結(jié)構(gòu)，從上方看，座管的上端嵌設(shè)在轉(zhuǎn)接部的兩個分叉管體之間并接合固接。通過優(yōu)化上述結(jié)構(gòu)并對角度進(jìn)行優(yōu)化選擇，實現(xiàn)了提升車架整體避震能力的技術(shù)效果，綜合表現(xiàn)為在騎行過程中，遇到顛簸等情況時，座管具有與現(xiàn)有車架相比更大的前后移動幅度，提升了騎行者的舒適性。
[0006]優(yōu)選地:轉(zhuǎn)接部兩個分叉管體的中心線所在平面與座管的中心線之間的夾角a為116°至118°，轉(zhuǎn)接部兩個分叉管體的中心線所在平面與橫梁的中心線之間的夾角b為145°至147°，立叉兩個管體的中心線所在平面與座管的中心線之間的夾角c為59°至61。。
[0007]優(yōu)選地:轉(zhuǎn)接部的前端與橫梁的后端之間成弧形過度，轉(zhuǎn)接部的后端與立叉的上端之間成弧形過度。
[0008]優(yōu)選地:還包括前叉管、斜梁、中軸套和平叉，中軸套位于座管的底端，橫梁和斜梁兩者的前端與前叉管接合固接，斜梁的后端與中軸套接合固接，平叉的前端與中軸套接合固接，平叉和立叉兩者的后端匯聚接合并一體成型有后叉片。
[0009]優(yōu)選地:橫梁的前部與斜梁的前部均成流線型。
[0010]優(yōu)選地:座管的頂部中心與中軸套的中心作連線La，兩個后叉片上的軸孔中心與中軸套的中心作連線Lb，立叉兩個管體的中心線所在平面為Ma，兩條連線Lb所在平面為M b，則!^與^之間的夾角d為68°至70°，Ma與Mb之間的夾角e為53°至55°。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1、前叉管；2、橫梁；3、轉(zhuǎn)接部；4、座管；5、斜梁；6、中軸套；7、平叉；8、立叉。
【具體實施方式】
[0014]為能進(jìn)一步了解本實用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實施例詳細(xì)說明如下:
[0015]請參見圖1和圖2，本實用新型包括前叉管1、橫梁2、座管4、斜梁5、中軸套6、平叉7和立叉8。
[0016]其中，中軸套6位于座管4的底端，橫梁2和斜梁5兩者的前端與前叉管I接合固接，斜梁5的后端與中軸套6接合固接，平叉7的前端與中軸套6接合固接，平叉7和立叉8兩者的后端匯聚接合并一體成型有后叉片。
[0017]本實施例中，為了降低車架在騎行時的風(fēng)阻阻力，設(shè)置橫梁2的前部與斜梁5的前部均成流線型。
[0018]在橫梁2的后端成型有向后部斜上方延伸的、成Y形分叉的轉(zhuǎn)接部3，立叉8兩根管體的頂端分別與轉(zhuǎn)接部3的兩個分叉管體的后端接合固接，座管4的上端嵌入轉(zhuǎn)接部3的兩個分叉管體之間并接合固接。轉(zhuǎn)接部3兩個分叉管體的中心線所在平面與座管4的中心線之間的夾角a為115°至120°，轉(zhuǎn)接部3兩個分叉管體的中心線所在平面與橫梁2的中心線之間的夾角b為144°至148°，立叉8兩個管體的中心線所在平面與座管4的中心線之間的夾角c為58°至62°。設(shè)置轉(zhuǎn)接部3的前端與橫梁2的后端之間成弧形過度，轉(zhuǎn)接部3的后端與立叉8的上端之間成弧形過度。
[0019]進(jìn)一步地，設(shè)置轉(zhuǎn)接部3兩個分叉管體的中心線所在平面與座管4的中心線之間的夾角a為116°至118°，轉(zhuǎn)接部3兩個分叉管體的中心線所在平面與橫梁2的中心線之間的夾角b為145°至147°，立叉8兩個管體的中心線所在平面與座管4的中心線之間的夾角c為59°至61°。
[0020]本實施例中，座管4的頂部中心與中軸套6的中心作連線La，兩個后叉片上的軸孔中心與中軸套6的中心作連線Lb，立叉8兩個管體的中心線所在平面為Ma，兩條連線Lb所在的平面為Mb，則1^與M b之間的夾角d設(shè)置為68°至70°，M a與M b之間的夾角e設(shè)置為53。至 55。ο
[0021]上述角度數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)模擬以及試樣測定修正得到，具體地，計算機(jī)模擬仿真過程如下:
[0022]1、車架的繪制；
[0023]以附圖1和圖2中的形狀對碳纖維車架進(jìn)行模型建立；選取的具體參數(shù)如下，
[0024]前叉管I軸向長度為127mm ;前叉管I與座管4兩者軸線之間的距離為561mm ;座管外徑為31_、內(nèi)徑為27_ ;后叉片的軸孔中心與座管4的頂部中心之間的長度為502_ ；前叉管I的底部中心與中軸套6的中心之間的長度為672mm;座管4的上端與中軸套6的中心線之間的長度為450mm ;兩個后叉片之間的距離為142mm ;后叉片的軸孔中心線與中軸套6的中心線之間的距離為431mm ;中軸套6的軸向長度為92mm、外徑為45mm。
[0025]另為一個現(xiàn)有常規(guī)設(shè)計的碳纖維車架進(jìn)行模型建立；主要參數(shù)保持一致，在連接部3的位置，對比模型采用無轉(zhuǎn)接部3的結(jié)構(gòu)，即橫梁2的后端直接過度連接到立叉8的上端。
[0026]2、對上述兩個模型進(jìn)行受力分析和形變大小的仿真；
[0027]對兩個模型而言，仿真時將后叉片以及前叉管I固定，對座管4的上端施加豎直向下的作用力F，得出整個車架的受力情況以及座管4向后部移動的幅度大小。
[0028]上述受力分析情況和座管4前后移動的幅度能夠表征整個車架的避震效果，在保證轉(zhuǎn)接部3附近的受力情況滿足車架設(shè)計要求的基礎(chǔ)之上，座管4前后移動的幅度越大，則避震效果更好。
[0029]3、仿真結(jié)果；
[0030]對比模型的座管4前后移動幅度為3.23mm ;
[0031]本實用新型技術(shù)方案的轉(zhuǎn)接部3部分的應(yīng)力情況滿足車架的設(shè)計承力要求，座管4前后移動幅度為6.67mm，為對比模型的兩倍多，避震效果更好。
【主權(quán)項】
1.一種碳纖維自行車車架，包括橫梁(2)、座管(4)和立叉(8);其特征在于:在橫梁(2)的后端成型有向后部斜上方延伸的、成Y形分叉的轉(zhuǎn)接部(3)，立叉(8)兩根管體的頂端分別與轉(zhuǎn)接部(3)的兩個分叉管體的后端接合固接，座管(4)的上端嵌入轉(zhuǎn)接部(3)的兩個分叉管體之間并接合固接；轉(zhuǎn)接部(3)兩個分叉管體的中心線所在平面與座管(4)的中心線之間的夾角a為115°至120°，轉(zhuǎn)接部(3)兩個分叉管體的中心線所在平面與橫梁(2)的中心線之間的夾角b為144°至148°，立叉⑶兩個管體的中心線所在平面與座管(4)的中心線之間的夾角c為58°至62°。2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維自行車車架，其特征在于:轉(zhuǎn)接部(3)兩個分叉管體的中心線所在平面與座管(4)的中心線之間的夾角a為116°至118°，轉(zhuǎn)接部(3)兩個分叉管體的中心線所在平面與橫梁(2)的中心線之間的夾角b為145°至147°，立叉(8)兩個管體的中心線所在平面與座管(4)的中心線之間的夾角c為59°至61°。3.如權(quán)利要求1所述的碳纖維自行車車架，其特征在于:轉(zhuǎn)接部(3)的前端與橫梁(2)的后端之間成弧形過度，轉(zhuǎn)接部(3)的后端與立叉(8)的上端之間成弧形過度。4.如權(quán)利要求1所述的碳纖維自行車車架，其特征在于:還包括前叉管(I)、斜梁(5)、中軸套(6)和平叉(7)，中軸套(6)位于座管⑷的底端，橫梁(2)和斜梁(5)兩者的前端與前叉管(I)接合固接，斜梁(5)的后端與中軸套(6)接合固接，平叉(7)的前端與中軸套(6)接合固接，平叉(7)和立叉(8)兩者的后端匯聚接合并一體成型有后叉片。5.如權(quán)利要求4所述的碳纖維自行車車架，其特征在于:橫梁(2)的前部與斜梁(5)的前部均成流線型。6.如權(quán)利要求4所述的碳纖維自行車車架，其特征在于:座管(4)的頂部中心與中軸套(6)的中心作連線La，兩個后叉片上的軸孔中心與中軸套(6)的中心作連線Lb，立叉(8)兩個管體的中心線所在平面為Ma，兩條連線Lb所在平面為M b，則L# M b之間的夾角d為68°至70°，Ma與Mb之間的夾角e為53°至55°。
【專利摘要】本實用新型涉及一種碳纖維自行車車架。包括橫梁(2)、座管(4)和立叉(8)；其特征在于：在橫梁(2)的后端成型有向后部斜上方延伸的、成Y形分叉的轉(zhuǎn)接部(3)，立叉(8)兩根管體的頂端分別與轉(zhuǎn)接部(3)的兩個分叉管體的后端接合固接，座管(4)的上端嵌入轉(zhuǎn)接部(3)的兩個分叉管體之間并接合固接；轉(zhuǎn)接部(3)兩個分叉管體的中心線所在平面與座管(4)的中心線之間的夾角a為115°至120°，轉(zhuǎn)接部(3)兩個分叉管體的中心線所在平面與橫梁(2)的中心線之間的夾角b為144°至148°，立叉(8)兩個管體的中心線所在平面與座管(4)的中心線之間的夾角c為58°至62°。本技術(shù)方案的自行車車架具備優(yōu)異的避震效果。
【IPC分類】B62K19/00
【公開號】CN204713316
【申請?zhí)枴緾N201520343258
【發(fā)明人】楊玉峰
【申請人】天津市金輪信德車業(yè)有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月25日