一種碳纖維自行車車架的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種碳纖維自行車車架。
【背景技術】
[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。傳統的自行車車架一般為鋼管、鋁合金管材質，而近年來，隨著生產工藝的進步，由碳纖維復合材料制成的自行車車架以其重量輕、結構強度高等優點而逐漸走入了人們的生活。碳纖維兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工兩大特征，是一種力學性能優異的新材料。對于自行車車架來說，避震性能是衡量車架結構的重要指標之一。傳統的鋼管、鋁合金管材質的自行車車架限于自身材質形變的能力，通常需要另設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構特性，因此通過優化車架的整體結構來達到提升避震效果的目的是可行的。
【發明內容】
[0003]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種避震效果優異的碳纖維自行車車架。
[0004]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是: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形分叉的轉接部，立叉兩根管體的頂端分別與轉接部的兩個分叉管體的后端接合固接，座管的上端嵌入轉接部的兩個分叉管體之間并接合固接；轉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]本發明的優點和積極效果是:本發明提供了一種結構設計優化的碳纖維自行車車架，與現有的碳纖維車架相比，本技術方案主要優化的車架位置在橫梁后端、立叉前端與座管之間結合部位的具體結構。通過在橫梁的后端與立叉的上端之間設置轉接部，從側面看，立叉的前端、轉接部以及橫梁的后端三者成Z字形結構，從上方看，座管的上端嵌設在轉接部的兩個分叉管體之間并接合固接。通過優化上述結構并對角度進行優化選擇，實現了提升車架整體避震能力的技術效果，綜合表現為在騎行過程中，遇到顛簸等情況時，座管具有與現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]優選地:轉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]優選地:轉接部的前端與橫梁的后端之間成弧形過度，轉接部的后端與立叉的上端之間成弧形過度。
[0008]優選地: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]優選地:橫梁的前部與斜梁的前部均成流線型。
[0010]優選地: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是本發明的立體結構示意圖；
[0012]圖2是本發明的主視結構示意圖。
[0013]圖中:1、前叉管；2、橫梁；3、轉接部；4、座管；5、斜梁；6、中軸套；7、平叉；8、立叉。
【具體實施方式】
[0014]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例詳細說明如下:
[0015]請參見圖1和圖2，本發明包括前叉管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阻阻力，設置橫梁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形分叉的轉接部3，立叉8兩根管體的頂端分別與轉接部3的兩個分叉管體的后端接合固接，座管4的上端嵌入轉接部3的兩個分叉管體之間并接合固接。轉接部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°。設置轉接部3的前端與橫梁2的后端之間成弧形過度，轉接部3的后端與立叉8的上端之間成弧形過度。
[0019]進一步地，設置轉接部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設置為68°至70°，M a與M b之間的夾角e設置為53。至 55。ο
[0021]上述角度數據經計算機模擬以及試樣測定修正得到，具體地，計算機模擬仿真過程如下:
[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行模型建立；選取的具體參數如下，
[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]另為一個現有常規設計的碳纖維車架進行模型建立；主要參數保持一致，在連接部3的位置，對比模型采用無轉接部3的結構，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，在保證轉接部3附近的受力情況滿足車架設計要求的基礎之上，座管4前后移動的幅度越大，則避震效果更好。
[0029]3、仿真結果；
[0030]對比模型的座管4前后移動幅度為3.23mm ;
[0031]本發明技術方案的轉接部3部分的應力情況滿足車架的設計承力要求，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形分叉的轉接部(3)，立叉(8)兩根管體的頂端分別與轉接部(3)的兩個分叉管體的后端接合固接，座管(4)的上端嵌入轉接部(3)的兩個分叉管體之間并接合固接；轉接部(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.如權利要求1所述的碳纖維自行車車架，其特征在于:轉接部(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.如權利要求1所述的碳纖維自行車車架，其特征在于:轉接部(3)的前端與橫梁(2)的后端之間成弧形過度，轉接部(3)的后端與立叉(8)的上端之間成弧形過度。4.如權利要求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】本發明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形分叉的轉接部(3)，立叉(8)兩根管體的頂端分別與轉接部(3)的兩個分叉管體的后端接合固接，座管(4)的上端嵌入轉接部(3)的兩個分叉管體之間并接合固接；轉接部(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°。本技術方案的自行車車架具備優異的避震效果。
【IPC分類】B62K19/00
【公開號】CN104925200
【申請號】CN201510272242
【發明人】楊玉峰
【申請人】天津市金輪信德車業有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月25日