无动力自滑车

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1、无动力自滑车专业班级:机械设计制造及其自动化074班指导教师:李强摘要:提出重心位置可前后调节的创新理念,自滑车重心相对靠后来实现车子的最大滑行距离。在此基础上制作了以制作精密为首要前提的无动力自滑车。通过精密计算制定出车子各部分尺寸,加工精细准确。关键词:重心调节;精密计算;精确加工一、设计目的通过精密地计算和加工以及重心的可移动调整,设计出自滑车的整体外形和各部分尺寸,来实现无动力自滑车的最大滑行距离。提高我们自身的动手制作能力,把理论知识运用于实践中去。二、工作原理(1)动力来源小车自身的重力。(2)阻力来源在空气阻力忽略不计的情况下,小车的

2、阻力主要来自于车轮与地面的摩擦和车轮轴与轴套间的摩擦,并且这个阻力随车身重量的增加而增加。(3)平衡性必须保持车的直线运动才能跑的最远,这个与重心的确定和制作的精度有关。车身的长度和宽度我们采取了接近饱和的设计,这样有利于车子在跑动中的稳定。有车总重的限制为3kg,在40度的斜坡上2米处下滑;车身最大为320*200,下面为水泥地面;要求车有美观的外壳,作如此设计。图1小车结构简图三、设计计算(1)重心的确定:由于我们设计的小车为对称的,外壳的质量可以忽略,所以各部分的重心可以看做都分布在小车的对称线上。要是以前轮为始端,重心越向后就可以获得更多的

3、重力势能。所以本车的重心在距离前端约200处。如图2所示:重心在距离前端的三分之二处。m=0.5kgm=1kg重心位置m=1.5kg图2重心位置确定简图图3重心与稳定性图线根据图3图线可知,小车重心越高,跑得越远,而车的稳定性越差。图中A点为两线的交点,也就是距离远又保证稳定性的最佳点,故小车的重心取在A点更合适。这点需要经过多次试验加以调整,使重心尽量接近此点。(2)零件尺寸的确定轮子的设计是为了减少轮与地面的摩擦力,同时在确保稳定和不超重的前提下尽量增加轮的重量,因此轮子的直径和轮子的厚度如下:轮的厚度为8,前轮直径70,后轮直径80。综合轮的

4、厚度和车身宽度,且在满足强度要求和质量限制的条件下设计轴的尺寸如下:图4轴的设计尺寸图图5轴套设计尺寸图四、加工工艺1.轴工序号工序内容设备及工具1圆钢下料ф14mm*170mm手锯2车两端端面,钻两头ф3中心孔车床3粗车,安装三爪卡盘与顶尖粗车ф11mm外圆,长164mm粗车两端ф9mm外圆,长21mm粗车两端ф7mm外圆,长17mm粗车ф10mm外圆长102mm4热处理调质230—270HBS5精车,安装三爪卡盘与顶尖精车两端ф6mm外圆,长17mm精车ф8mm外圆,长12mm车退刀槽,倒角车床6套丝ф6mm至退刀槽车床7磨削,双顶尖装夹磨ф8

5、至尺寸,长12mm磨床8检验2.轴套工序号工序内容设备及工具1钢块下料a25mm*b25mm*c25mm手锯2粗铣a22mm*b20mm*19mm铣床3精铣台阶高15mm,宽10mm铣床4精铣轴套通心孔ф8mm,保证位置尺寸铣床5钻孔ф4mm两个,保证位置尺寸钳工6检验五、设计创新点(1)前后轴间距可调,更方便确定最佳重心位置。(2)在保证强度的前提下尽量减轻底板重量,减少轴与轴套之间的摩擦。(3)把整车的重量集中在车轮,而其中后轮的质量占其中的大部分,这样不仅可以提高车在坡上的重心,而且可以增加车的惯性。参考文献[1]张鬲君主编《金工技术基础》上

6、海东华大学出版社,2003.[2]周事权主编《工程实践》华中科技大学出版社,第三版.[3]中国机械工程学会热处理专业热处理手册编委会《热处理手册》北京机械工业出版社,2001.[4]赵则祥主编《公差配合与质量控制》开封河南大学出版社,1999.

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