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1、无碳小车设计说明书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. 2. 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。 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
2、最优解。 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。 3. 小车的原理分析及构架设计 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 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。 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。 传动的力与力矩要适中，保证加速度的适中。 相对运动的精度要保证，以减少摩擦，保证力量的充分利用。 S型的路线转弯半径要适中，保证其行程。 选择大小适中的轮子，轮子太大，稳步性降低。 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
3、所示。转向采用连杆机构传动，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。 1 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
4、比提高。小车缓慢减速，直到停止，物块停止下落，正好接触小车。 加工工艺的设计 1. 2. 3. 4. 小车底板部分挖空，减轻了整体的质量。 重物支撑架用三根圆柱杆支撑，有助于其稳定性。 后轮的大小适中，直径为182mm。 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 转向杆 推杆 摇杆 长度/mm 40 183 120 车轮厚度均为4mm，总高度H=515
5、mm,总宽d=164mm. 小车计算的公式及推理 1. 大轮半径为R，重物下降dh，转轴半径为r1 ，转过角度d1 ;同时转轴半径r2,转过角度d2，转轴转过角度d3. 齿轮啮合组的传动比为i1,齿轮啮合组的传动比为i2 ; 公式：dh=r1d1 d2=d1/i1 d3=d2 i2=d1 i1 i2 2 2. 3. 4. 关于转向：当转向杆与驱动轴角度为，曲柄转过角度4，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； 22222 2 公式：L=c+(b+csin-r4cos4)+r4sin4 3=4 ; 由上式得：=f(3) 小车转弯的曲率半径为=b/tan+a1 小车行
6、走ds过程中，小车整体转过的角度d, d=ds/; 当小车转过角度为时，有dx=-dssin,得小车从A点到B点的轨迹方程： dy=dscos xB=xA-(a1+a2)cos yB=yA+(a1+a2)sin 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； 齿轮啮合组的传动比i1为1/3，齿轮啮合组的传动比i2为1/4； 转轴 转轴 转轴的半径r1 r2 r3均为5mm 摇杆长为40mm；曲柄长为120mm；拴绳轴长为60mm 总述 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3 车结构特点的分析，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
