无碳小车设计说明书.doc

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1、无碳小车设计说明书为响应“低碳生活”的号召，我们应该节能减排，以优化环境。作为学生，我们更应践行。我们通过学习和实践，以及运用机械制造的原理，物理学等等方面的知识，设计了s型的无碳小车。我们对它进行了严密的构思与计算，并结合实际进行了材料与运动的分析。设计思路1.根据能量守恒定律，物体下落的重力势能直接转化为小车前进的动力，此时能量损失少，所以小车前进的能量来源于重物下落过程中减少的重力势能。2.根据小车功能设计的要求，即小车在前行时能够自动绕开赛场上的障碍物，小车运动的路线需有一定的周期性。考虑到小车在转向时会受到摩擦等阻力的影响，让小车行走最远路程是设计要求的最优解。3

2、.需要进行结构的设计与成本的分析，同时也需考虑加工工艺的繁琐程度，力求产品的最优设计。小车的原理分析及构架设计1.小车的质量要适中，以此来保证车的稳定性。质量若太大，则会增加阻力。2.应采取齿轮传动和连杆机构，同步带的精度不高，也可避免传动效率的低下。3.传动的力与力矩要适中，保证加速度的适中。4.相对运动的精度要保证，以减少摩擦，保证力量的充分利用。5.S型的路线转弯半径要适中，保证其行程。6.选择大小适中的轮子，轮子太大，稳步性降低。7.采用轴承，螺纹连接，用三根圆柱支撑，以此挂系重物，转向时则采用连杆机构。小车的转向机构转向轮及转向机构如图所示。转向采用连杆机构传动，

3、转向轮固定在支架上。当齿轮转动时，带动连杆运动，根据惯性，使转动轮运动方向发生改变。4小车的驱动原理重物的牵引带动栓线轴的转动，以此带动齿轮的转动，通过齿轮的啮合带动驱动轴与齿轮的转动，使驱动轮转动，带动着小车的前进；同时也带动着摇杆的转动，使推杆左右动的同时，前后运动。在推杆与摇杆之间，有套筒相连，保证其作圆周运动。杆偏转，使转动轮偏转，根据驱动轮与转动轮的合运动，小车就可以走S型。栓线处为梯形原动轮。起始时，原动轮的转动半径较大，起动转矩大，有利起动。其次，起动后，原动轮的半径变小，转速提高，转矩变小，和阻力平衡后作匀速运动。原动轮的半径变小，使总转速比提高。小车缓慢减

4、速，直到停止，物块停止下落，正好接触小车。加工工艺的设计1.小车底板部分挖空，减轻了整体的质量。2.重物支撑架用三根圆柱杆支撑，有助于其稳定性。3.后轮的大小适中，直径为182mm。4.载物放置靠近轴处，稳定重心。小车加工的尺寸关于齿轮：小齿轮A：M=1，Z=15，最大直径=15，尺宽b=6.5;齿轮B:M=1,Z=45,最大直径=45,b=10;B与A传动比i=1/3；齿轮C：M=1，Z=60，最大直径=60,b=10;C与A传动比i=1/4；名称长度/mm转向杆40推杆183摇杆120车轮厚度均为4mm，总高度H=515mm,总宽d=164mm.小车计算的公式及推理1.

5、大轮半径为R，重物下降dh，转轴①半径为r1，转过角度dθ1;同时转轴②半径r2,转过角度dθ2，转轴③转过角度dθ3.齿轮啮合组⑴的传动比为i1,齿轮啮合组⑵的传动比为i2;公式：dh=r1dθ1dθ2=dθ1/i1dθ3=dθ2＊i2=dθ1＊i1＊i241.关于转向：当转向杆与驱动轴角度为а，曲柄转过角度θ4，连杆长为L，曲柄半径r4，摇杆长为c，转向轮中心到曲柄轴的长度为b；公式：L2=c2（1-cosа）2+(b+csinа-r4cosθ4)2+r42sinθ42θ3=θ4;由上式得：а=f(θ3)小车转弯的曲率半径为ρ=b/tanа+a12.小车行走ds过程中，

6、小车整体转过的角度dβ,dβ=ds/ρ;当小车转过角度为β时，有dx=-ds＊sinβ,得小车从A点到B点的轨迹方程：dy=ds＊cosβxB=xA-(a1+a2)cosβyB=yA+(a1+a2)sinβ3.综上所述：定义无碳小车各部件参数：大轮半径R为91mm，转向轮半径r为25mm，连杆长L为183mm；齿轮啮合组①的传动比i1为1/3，齿轮啮合组②的传动比i2为1/4；转轴①转轴②转轴③的半径r1r2r3均为5mm摇杆长为40mm；曲柄长为120mm；拴绳轴长为60mm总述4在结合了机械原理和物理学的知识后，设计出的小车能走出S型的轨迹。通过对无碳小车结构特点的分析

7、，我们进行了对齿轮参数和最大运动距离等等的计算。小车理论上可以按照正常的曲线行走，但实际的结果必须从实践中得之，这也是理论设计的弊端。通过这次学习，我们的创新能力得到了提高。这次设计仍然存在很多的不足，这是下次需要注意的。4