智能玩具小车的设计论文_学位论文.doc

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1、摘要本设计课题研究的主题是将设计出一款拥有真实汽车一样的变速小车。变速小车主要包括动力系统，变速系统，控制转向系统，以及制动系统。本课题选用了直流电动机，和机械变速控制的变速箱，在操作上与真车无异。关键词：变速、转向、制动目录1绪论12变速小车的整体设计22.1变速小车工作原理22.2变速小车各组成系统分析22.3小车的主要设计参数33小车变速系统的设计43.1变速箱的结构分析43.2小车变速箱的设计43.2直流电机的选择103.3变速箱齿轮的设计113.3.1变速箱齿轮的设计113.4变速箱体轴的设计

2、173.4.1变速箱轴的设计173.4.2输出轴的设计193.5链轮的设计213.6离合器的选择223.7验算轴承寿命233.8齿套的选择234方向控制系统的设计245小车制动系统的设计255.1鼓式刹车优缺点255.2盘式刹车的优缺点256小车轮轴的校核276.1小车后轮轴校核276.2小车前左轴校核28参考资料29致谢辞311绪论随着社会的发展，生活水平的提高，人们生活已渐渐从物质生活转变成精神生活，这使得各种各样的消费品为世人所接受。而由于过大的人口基数，使得中国实行了计划生育的基本国策，独生子女

3、越来越多，这使得孩子逐渐成为了人们的中心，孩子的消费在家庭中也占了很大的比重，同时儿童的玩具也出现了不同的元素。玩具小车自从汽车出现就已在男孩子的玩具世界中占了重要的角色，几年前更是出现了自动行驶的玩具小车，推动了玩具小车市场，逐渐向汽车靠拢，各种各样的玩具小车也出现在市场当中。虽然现在市场中的玩具小车名目繁多，各式各样，可是却与现实的汽车存在差异。首先：现今的玩具小车虽然已经实现了如真实汽车一样的手动操作，却只有固定的两个转速，一个是前进，另一个则是后退，不能像真实汽车一样的实现变速，降低了玩具小车的

4、操作性。其次：现今的玩具小车行驶速度过慢，往往还赶不上成人步行的速度，这样虽然安全，可是却体现不出驾驶的刺激与乐趣，使玩具小车永远停留在玩具的高度，得不到提高。本课题主要是致力于设计出一款与真实汽车并无多大差异的玩具小车，使玩具小车具有变速能力，具有不同的转速的同时还加上了离合器、刹车等汽车中上的主要操作部件，使玩具小车具有同汽车一样的操作方法。这样既能提高玩具小车的操作性，还能把小车当作驾驶教具，让孩子在玩耍的同时还能掌握驾驶技术，可谓是一举两得。272变速小车的整体设计2.1变速小车工作原理变速小车

5、是靠固定转速的电机提供初始转速，在经过变速装置将转速传递到小车后轮上，使小车具有动力。传动原理如图1。图1小车传动原理图2.2变速小车各组成系统分析变速小车主要是由动力系统、传动系统、控制系统、车身四大部分组成。小车的动力原件是直流电动机，它将电能转换为机械能输出动力和转速，再通过变速箱将动力和转速传递给小车。27小车的传动系统是由电动机输出转速，通过联轴器传递到变速箱的第一轴，再在变速箱内通过多轴不同齿轮的啮合产生不同的传动比，将电机固定转速实行多级分化，让小车达到变速的功能。小车的控制部分主要分为三

6、个部分组成。一是方向控制；二是变速控制系统；三是制动系统。这三个部分的控制主要是依靠曲柄连杆机构实现。变速控制是将变速杆与曲柄联动机构相连，通过曲柄联动机构拨动链条，使不同的齿轮啮合，完成变速功能；方向控制则是通过斜轮啮合将方向盘的斜向转动传动到连杆机构上，通过连杆机构转动前轮，完成前轮的转向问题使小车前轮实现单向转动，达到现实汽车的转向。制动是通过制动控制器连接曲柄联动机构，分离动力元件和工作元件，避免制动时电机忽然停转增大电流烧毁电机，其次在通过曲柄联动机构控制制动元件实现制动。2.3小车的主要设计

7、参数主要参数小车时速：10km/h8km/h5km/h3km/h额定载客：1人额定载重：50kg273小车变速系统的设计3.1变速箱的结构分析发动机的物理特性决定了变速箱的存在。首先，任何发动机都有其峰值转速；其次，发动机最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。比如，发动机最大功率出现在5500转。变速箱可以在汽车行驶过程中在发动机和车轮之间产生不同的变速比，换档可以使得发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速箱虽然主要目的是为了使小车实现变速的功能，同时使用变速箱却也使得小车性能更加优越。例如：当小车正

8、要起步或爬坡时，这时转矩过大，电机内部电流增高，如果突然停止此时电流无限升高，很可能将电机烧坏。但是如果此时使用大传动比的齿轮传递转速，这样可以增大力矩，减小电机转速，可以起到保护电机的作用，同时还提高了小车的操作性。由于玩具小车体型上的限制，这就要求变速箱拥有较小尺寸的同时还要达到变速要求。为了使变速箱体型更加紧凑，通过查阅了各种变速箱的结构特选定了多轴连杆传动的变速箱。这种变速箱就是将主动轴分布在同一直线上，再将被动轴分布在另一直线上。