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研究生: 王柏翰
Wang, Bo-Han
論文名稱: 新型二輪車輛連桿式防俯衝懸吊機構之設計
On the Design of New Linkage Type Anti-dive Suspension Mechanisms for Two Wheels Vehicles
指導教授: 顏鴻森
Yan, Hong-Sen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 懸吊機構防俯衝動態指標角度創意性機構設計
外文關鍵詞: suspension mechanism, anti-dive, kinematic anti-dive behavior angle, creative mechanism design methodology
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  • 本研究之目的在於設計二輪車輛的新型連桿式防俯衝懸吊機構。首先簡述二輪車輛的俯衝問題,並介紹影響車體的主要指標參數以及現有的防俯衝裝置。接著由簡化的車體模型推導煞車時前、後輪荷重的改變量及其影響俯衝的程度,並推導動態防俯衝指標角度。再者,應用品質機能展開法,訂定設計時所需的工程目標,將使用者需求轉換為可以量化的工程需求與限制。本研究以一美國專利做為現有設計,應用顏式創意性機構設計法配合設計需求與限制得到16種可行機構,並利用決定矩陣法評估出一組最可行的新型機構,據此完成新型機構的尺寸設計,並用動態防俯衝指標角度檢驗新型機構的防俯衝效果。最後,藉由繪製3D模型模擬真實運動狀況驗證此機構是可行的。

    This study provides a systematic design approach of new linkage type anti-dive suspension mechanisms for two wheels vehicles. At first, the dive problem of existing two wheel vehicles is introduced, the effect of chassis’s major parameters is introduced, and existing anti-dive devises are also introduced. By the simplified chassis model, the changing loads on front wheel and rear wheel are calculated, and the effect by the changing load on dive phenomenon is discussed. The kinematic anti-dive behavior angle is calculated from the mechanical viewpoint. Based on the existing design with 9-bar and 11-joint suspension mechanism, the design requirements and design constraints are concluded. In addition, Yan’s creative mechanism design methodology is applied to generate 16 design concepts systematically in which 15 are feasible new suspension mechanisms. A suitable mechanism is selected for dimension synthesis by decision matrix method. The anti-dive efficiency of new mechanism is checked by the function of kinematic anti-dive behavior angle after dimension synthesis. Finally, based on the dimensions of new mechanism, the corresponding 3D model is built and the proposed design is proved to be feasible.

    摘要 I ABSTRACT II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 X 第一章 緒論 1 第二章 基本概念 4 2-1 指標參數介紹 5 2-2 前懸吊系統演進 6 2-3 防俯衝裝置 10 2-3-1 基本定義 10 2-3-2 現有機構介紹 11 2-4 小結 15 第三章 防俯衝效果分析 16 3-1 荷重轉移分析 16 3-2 指標角度計算 24 3-3 小結 28 第四章 工程需求規格訂定 29 4-1 使用者對象區分 30 4-2 使用對象需求 30 4-3 設定需求權重 31 4-4 工程需求 35 4-5 工程目標設定 36 4-6 小結 39 第五章 懸吊機構構造合成 40 5-1 設計程序 40 5-1-1現有機構 41 5-1-2拓樸構造特性 42 5-1-3一般化 43 5-1-4數目合成 43 5-1-5設計需求與限制 45 5-1-6特殊化 46 5-1-7具體化 51 5-2 新型懸吊機構評估 52 5-2-1決定矩陣 52 5-2-2結果評定 54 5-3 小結 56 第六章 設計實例 57 6-1 設計程序 57 6-2 新型機構尺寸訂定 58 6-3 防俯衝效果分析 60 6-3-1 桿件位置分析 60 6-3-2 防俯衝效果檢驗 64 6-4 3D模型建立 66 6-5 小結 68 第七章 結論與建議 69 參考文獻 70 自述 72 著作權聲明 73   圖目錄 圖1.1 最早的二輪單車[1] 1 圖1.2 論文架構 3 圖2.1 第一輛搭載引擎的二輪車輛[6] 4 圖2.2 車體指標參數示意圖[7] 5 圖2.3 搭載機槍的軍用摩托車[8] 7 圖2.4 簡易四桿機構前懸吊系統與後懸吊系統[9] 7 圖2.5 四桿型懸吊機構[9] 8 圖2.6 六桿型懸吊機構[9] 8 圖2.7 潛望式懸吊機構[9] 9 圖2.8 連桿式懸吊與潛望式懸吊前輪運動軌跡比較圖 9 圖2.9 翻覆現象[10] 10 圖2.10 HONDA TRAC油壓式防俯衝裝置[11] 11 圖2.11 TLAD機構簡圖[12] 12 圖2.12 具TLAD的美式手工嬉皮車[9] 12 圖2.13 後沉式防俯衝機構[13] 13 圖2.14 連動式懸吊機構[14]………… 14 圖2.15 防俯衝機構作動示意圖 15 圖3.1 煞車時重心前移示意圖[10] 16 圖3.2 等速V前行時車體受力圖 17 圖3.3 僅前輪煞車示意圖 18 圖3.4 僅後輪煞車示意圖 20 圖3.5 前、後輪均煞車示意圖 22 圖3.6 煞車時車體受力示意圖 24 圖3.7 防俯衝效果示意圖 25 圖3.8 潛望式懸吊機構相關角度參數示意圖 26 圖3.9 連桿式懸吊系統前輪運動軌跡示意圖 27 圖3.10 指標角度示意圖 28 圖4.1 QFD 表配置法與作業流程 29 圖4.2 連動式懸吊機構[14] 36 圖5.1 設計流程圖 40 圖5.2 現有機構及其一般化運動鏈[14] 41 圖5.3 (9,11) 一般化運動鏈圖譜[5] 44 圖5.4 圖5.3(B4)的所有可行特殊化運動鏈 47 圖5.5 圖5.3(B7)的所有可行特殊化運動鏈 47 圖5.6 圖5.3(B8)的所有可行特殊化運動鏈 48 圖5.7 圖5.3(B12)的所有可行特殊化運動鏈 48 圖5.8 圖5.3(B13)的所有可行特殊化運動鏈 49 圖5.9 圖5.3(C3)的所有可行特殊化運動鏈 49 圖5.10 新型懸吊機構可行特殊化運動鏈圖譜 50 圖5.11 新型懸吊機構圖譜 51 圖5.12 決定矩陣流程 52 圖6.1 尺寸合成設計流程 57 圖6.2 新型機構簡圖 59 圖6.3 機構分解圖 59 圖6.4 僅前輪作動機構簡圖 61 圖6.5 新型機構動態指標角度 65 圖6.6 原型機構動態指標角度 65 圖6.7 指標角度比較圖 66 圖6.8 3D模型示意圖 67 表目錄 表4.1 使用對象需求 32 表4.2 使用對象需求整理表 33 表4.3 需求權重比較表 34 表4.4 QFD總表 38 表5.1 評定準則權重設定 54 表5.2 新型機構可行性評估表 55 表6.1 桿件尺寸與角度 60

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