一概要1.1 设计要求对现有的产品进行调研分析，结合参考文献的功能结构图，功能层层分解的表达，完善总功能，要求：（1）完成设计产品实体模型以及其爆炸图各一张；（2）装配图一张；（3）产品各零部件的CAD图一份。
1.2 设计进度表表1 设计时间进度表雪地自行车的方案设计内容内容时间1 2 3 4 5 6 7 8 9 1111213141516171819221市场调研●功能分析●方案设计●方案评价●模型制作●编写说明书—●二市场调研2.1 雪地自行车市场状况雪地自行车是一种经过特殊设计的运动器材，以便人们在雪地能像在陆地一样骑车而行。
它包含了高山滑雪的原理和山地自行车的冒险，因而深得人们的喜爱。
雪地自行车的装备是滑雪板和自行车的结合，有车架、车座和车把，但车轱辘被滑雪板取代，下山和普通滑雪差不多，上山只能借助缆车。
驾驶这种雪地自行车关键是掌握转弯技巧，与普通滑雪一样，身体倾斜实现转弯，通过转弯调整速度，开始时可能需要双脚辅助，熟练后，控制好前后两个滑雪板就行了。
雪地自行车最吸引人、也是这项运动最刺激的一点，就是人们能在雪地里获得高速滑行的乐趣——雪地自行车的最高时速能达到每小时106英里。
寻求刺激的人们还在雪地里设置各种障碍，让比赛难度晋级、挑战加倍。
现有的自行车主要有两种大类型，第一类是前轮被滑雪板代替而后轮是传动带在雪地里滑行。
第二大类就是前后自行车车轮都被滑雪板所代替，没有车闸以及传动装置。
如下图所示：图1 第一类雪地自行车图2 第二类雪地自行车2.2 雪地自行车发展趋势随着经济的发展各个领域都在提倡以人为本甚至以自然为本。
旧的设计观念一定会淘汰。
说以雪地自行车的发展方向应该和以人为本靠拢，应该使人们在行驶的过程中更加省力。
在安全方面，应该使得及时就算驾驶者即使翻车也不会受到大的伤害，把伤害降到最低。
三原理方案设计3.1对现有产品进行分析要设计一款有市场推广性的雪地自行车，就必须对现有产品进行充分的了解，对其进行细致的分析研究，下面对市场上现有的几款雪地自行车进行一系列的分析和比较。
产品A图3 产品AA-1:车把部件 A-2：前闸部件 A-3：车架部件 A-4：前叉部件A-5：前轴部件 A-6：滑雪板部件 A-7：中轴部件 A-8：脚蹬部件A-9：后闸部件 A-10：链条部件 A-11：后轮部件 A-12：滑动带部件A-13：支架部件 A-14：后轴部件 A-15：坐垫部件 A-16：链轮部件产品B图4 产品BB-1:车把部件 B-2：前闸部件 B-3：车架部件 B-4：前叉部件B-5：前轴部件 B-6：前轮部件 B-7：中轴部件 B-8：脚蹬部件B-9：后闸部件 B-10：链条部件 B-11：后轮部件 B-12：车铃B-13：支架部件 B-14：后轴部件 B-15：坐垫部件 B-16:链罩部件产品C图5 产品CC-1:车把部件 C-2：前闸部件 C-3：车架部件 C-4：前叉部件C-5：前滑雪板 C-6：中轴部件 C-7：后架部件 C-8：脚蹬部件C-9：后闸部件 C-10：链条部件 C-11：后滑雪板部件 C-12：后滑动带部件C-13：后轴部件 C-14：坐垫部件产品D图6 产品DD-1:车把部件 D-2：车架部件 D-3：前叉部件 D-4：前滑雪板D-5：脚用滑雪踏板部件 D-6：坐垫部件 D-7：后滑雪板部件根据之上对四种产品的分析可以整理出雪地自行车的功能元及解，以及可以添加的新解。
列出下表。
表2 功能元求解3.2形态矩阵图根据对以上方案的分析，得出形态矩阵图如下。
表3 形态矩阵功能元 产品序号 产品A 产品B 产品C 产品D附加解数目控制 制动 A-2 A-9 B-2 B-9 C-2 C-9悬臂刹车 4 转向 A-1 A-6 A-4 B-1 B-6 B-4 C-1 C-5 C-4 D-1 D-4 D-3 9（三种车把，三种前轮）变速A-16 （链轮的齿数变化）齿轮2 报警按铃 B-12 铁铃铛 2移 位 驱动 人力 人腿 A-8 A-7 人力 人腿 B-8 人力 人腿 C-8 人力 人腿 D-5 电动 椭圆型脚踏 8（四种脚蹬，两种能量） 传动A-10 A-5 A-7 A-14 A-10 A-11 A-12 B-5 B-7 B-10 B-11 B-14 C-13 C-6 C-10 C-11 C-12D-73支撑和 联接人 A-15B-15 C-14 D-62物 C-7 一个后架2 自 支 撑A-3 A-13 B-13 B-3 B-16C-3D-2椭圆形车架5考虑辅助功能各项，由此矩阵图可得出组成雪地自行车的解有69120种。
显然这些解里有很多十分相似、不合理或者明显没有优势的，还有部分解不相容。
因此首先对各个功能元的解进行分析，首先将功能远里明显没有优势的解项去掉，然后再进行组合。
3.3功能树以及功能结构图根据以上分析得出雪地自行车的功能树以及功能结构图如下图所示。
图7 功能结构图图8 功能树四方案评估4.1单项评价我们组三个人将个各解分别进行了打分，使用的是五分制，最终分值是我们三人打分的平均值。
表4 单项评价打分表根据以上打分表，我们对各项解评价后删除选优。
1、删除不满意的解：（1）根据经济性和实用性综合考虑制动删除V 刹和悬臂刹（由于其容易抱死，这样危险性很大）n=69120÷2=34560 （2）根据舒适性和实用性把手选择圆柱形把手n=34560÷3=11520 （3）根据经济性和实用性综合考虑前部转向装置选择第一种滑雪板n=11520÷3=3840 （4）根据经济性和实用性综合考虑 变速装置删除齿轮解n=3840÷2=1920评分项目 产品解 AB C D 附加解制动 经济性 1.74.7 3 4 实用性 51.7 3.3 2 转向 把手 舒适性2.3 4.33.7 2.3 实用性 3 4 3 3 前部转向装置 经济性 3.7 2.7实用性 3.71.7 3.7 3.7变速经济性 4 2 实用性3.7 2.7 按铃报警 安全性 4 3 实用性 3 3 驱动 能量 实用性 4 4 4 4 2 经济性 5 5 5 5 2 脚蹬舒适性3.3 34.7 3.7 实用性3.3 3.7 4 3 传动 经济性3 4.3 3 实用性4 2 2 支撑 支撑人 舒适性 4 2.7 2.7 4 支撑物 实用性2 3.3 自支撑 美观性4 2.7 2 3.7 4 安全性3.72.72.72.337（5）根据实用性和安全性综合考虑按铃报警选择第一种铃n=1920÷2=960（6）根据经济性和实用性综合考虑驱动应该选择人力驱动n=960÷2=480（7）根据经济性和实用性综合考虑删除矩形脚蹬和正方形脚蹬n=480÷2=240（8）根据经济性和实用性综合考虑删除第二种和第三种传动方式n=240×1÷3=80（9）根据经济性和实用性综合考虑支撑人选择第一种坐垫n=80÷2=40（10）根据经济性和实用性综合考虑不需要后架来支撑物n=40÷2=202、根据美观性和安全性综合考虑删除中间两种车架n=20×3÷5=123、不相容的解后滑雪板与制动以及变速不相容n=12-3=9九种方案如下：方案一碟刹+圆柱形把手+前滑雪板+变速链板+车铃+人腿和椭圆形脚蹬+第一种传动+第一种坐垫+第一种车架方案二鼓刹+圆柱形把手+前滑雪板+变速链板+车铃+人腿和椭圆形脚蹬+第一种传动+第一种坐垫+第一种车架方案三碟刹+圆柱形把手+前滑雪板+变速链板+车铃+人腿和椭圆形脚蹬+第一种传动+第一种坐垫+第四种车架方案四鼓刹+圆柱形把手+前滑雪板+变速链板+车铃+人腿和椭圆形脚蹬+第一种传动+第一种坐垫+第四种车架方案五碟刹+圆柱形把手+前滑雪板+变速链板+车铃+人腿和椭圆形脚蹬+第一种传动+第一种坐垫+第五种车架方案六鼓刹+圆柱形把手+前滑雪板+变速链板+车铃+人腿和椭圆形脚蹬+第一种传动+第一种坐垫+第五种车架方案七圆柱形把手+前滑雪板+车铃+人腿和滑雪板+第一种坐垫+第一种车架方案八圆柱形把手+前滑雪板+车铃+人腿和滑雪板+第一种坐垫+第四种车架方案九圆柱形把手+前滑雪板+车铃+人腿和滑雪板+第一种坐垫+第五种车架4.2综合评价针对以上九种方案运用综合评价法对其进行进行综合评价。
评出比较好的方案之后，运用价值剖面图对其进一步进行评价，以提出最优方案。
1、加权系数的判定表5 技术、经济、审美加权系数表评价目标比较目标技术经济审美kigi=ki/∑ki技术 3.5 2 5.5 0.55 经济0.5 1 1.5 0.15 审美 1 2 3 0.3ki =10 ∑gi=1表6 技术性加权系数判别表评价目标目标评价目标比较目标寿命维修性安全性操作性kigi=ki/∑ki寿命 1 0 1 2 0.1 维修性 1 1 1 3 0.15 安全性 1.6 1 0 2.6 0.13 操作性 1.2 1 1.2 3.4 0.17 ki=10 ∑gi=0.55表7 经济性加权系数判别表评价目标比较目标使用成本制造成本kigi=ki/∑ki使用成本 1.25 1.25 0.05 制造成本 2 2 0.1ki =3.25 ∑gi=0.15表8 审美性加权系数判别表评价目标比较目标整体效果宜人性形态kigi=ki/∑ki整体效果 1.6 2 3.6 0.12 宜人性 1 2 30.10形态 1 1.4 2.4 0.08ki =9 ∑gi=0.3表9 维修性加权系数判别表评价目标比较目标拆装方便零件互换kigi=ki/∑ki拆装方便 2 2 0.08 零件互换 1.75 1.750.07ki =3.75 ∑gi=0.15表10 安全性加权系数判别表评价目标比较目标刹车性能行驶摩擦力kigi=ki/∑ki刹车性能 2 2 0.08 行驶摩擦力 1.5 1.250.05ki =3.25 ∑gi=0.13表11 操作性加权系数判别表评价目标比较目标省力舒适性kigi=ki/∑ki省力 2 2 0.08 舒适性 2.5 2.250.09ki =4.25 ∑gi=0.17表12 制造成本加权系数判别表评价目标比较目标车闸车架kigi=ki/∑ki车闸 2 2 0.04 车架 3 30.06ki =5 ∑gi=0.1表13 宜人性加权系数判别表评价目标比较目标重要操作造型合理操作件使用方便kigi=ki/∑ki重要操作造型合理3 3 0.06 操作件使用方便 2 20.04ki =5 ∑gi=0.1表14 整体效果加权系数判别表评价目标比较目标形式和功能的统一局部和整体的统一kigi=ki/∑ki形式和功能的统一3.5 3.5 0.07局部和整体的统一2.5 2.50.05ki =6 ∑gi=0.12表15 形态加权系数判别表评价目标比较目标具有独特风格比例协调kigi=ki/∑ki具有独特风格 2.5 2.5 0.05 比例协调 1.5 1.50.03ki =4 ∑gi=0.082、评价目标树对以上的加权系数表进行综合后，画出评价目标树。