无碳小车8字转向机构设计[1]

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1、万方数据元碳小车8字转向讥构设计口王建军口朱海龙口尹洪友昆明理工大学机电工程学院昆明650500摘要：在第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛项目11中，提出一种不完全齿轮转向机构。叙述了该机构的工作原理及结构特点，通过结构分析，提出了结构参数计算方法，经竞赛实践，该转向机构具有较好的转向性能。关键词：无碳小车转向机构不完全齿轮曲柄摇杆中图分类号：THll2文献标识码：B文章编号：1000—4998(2014)06—0017—031无碳小车及转向机构简介1．1无碳小车简介笔者参与的第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛项目

2、Ⅱ中，设计的无碳小车如图1所示，它以重力势能作为驱动力，具有自动转向功能。小车的综合性能以越障能力作为评优准则，它要求小车能够精确地绕过障碍，因此，具有精确的转向控制机构至关重要。在竞赛项目Ⅱ中，要求无碳小车在半张乒乓球桌上绕两个相距一定距离的障碍以8字轨迹绕行，以小车所绕8字的个数作为评价标准。1．2转向机构简介转向机构应用了一种新型不完全齿轮机构与曲柄摇杆机构相结合的结构来控制无碳小车前轮的周期换向，曲柄摇杆机构中的曲柄与线轮轴过盈配合．线轮轴上绕有一定圈数的细线通过支杆上的定滑轮与重锤相连，重锤具有一定的初始高度

3、，为小车运动储备初始能量。与曲柄相连接的调节螺杆上装有调节机构(带有内螺纹的套筒)和一个关节轴承，调节机构用来调节曲柄摇杆机构中摇杆摆角的位置(用于一个周期内左右转向的分配)，关节轴承用来连接摇杆与连杆．摇杆一端收稿日期：2013年11月1．线轮轴轴承座2．圆柱齿轮4,803．车底板4．限位螺钉I5．限位l螺母6．带有不完全外齿的摆杆7．带有不完全内齿的摆杆8．限位f螺钉1／9．关节轴承10．调节螺杆11．销钉12．曲柄13．主动轮14．1后轮轴轴承座15．后轮轴16．线轮轴17．圆柱齿轮4,1218．从动轮19．支撑

4、杆20．前轮叉垒里!垂壁!：兰鍪竺望与不完全齿轮机构连接。重锤下落带动线轮轴转动．将重力势能转化为机构的动能，重锤重力通过细线作用在线轮轴上，线轮轴受力产生转动力矩。同时，线轮轴与曲柄同步转动，曲柄驱动摇杆在一定角度范围内摆动，并带动不完全齿轮机构摆动，从而使不完全齿轮机构周期啮合，实现小车的周期换向。小车主要机构简图并实施动作；闭锁力符合设计要求，能够确保完全关闭车门。该系统实现的自动闭锁功能，不但减小了闭门噪声，提高了轿车的舒适性，而且杜绝了车门未关好的现象发生，大大增加了行车安全。参考文献[1]田莉．2011年中

5、国汽车门锁业发展综述及未来需求预测[J]．汽车与配件，2012，38(9)：48—50．[2]杨兵锋．汽车门锁工作原理和常见缺陷的分析[J]．企业技术开发，2008，27(4)：38—40．[3]GB15086—2006，汽车门锁及车门保持件的性能要求和试验方法『S]．2006．盛机械制造52卷第598期[4][5][6][7][8]欧阳志喜，石照耀．塑料齿轮设计与制造[M]．北京：化学工业出版社，2011．杨明．FreesclaeHCS08单片机原理及应用[M]．北京：电子工业出版社．2011．韩以伦，雷卓，孙敏．基

6、于高性能单片机MC9S08AW的直流电机控制[J]．煤矿机械，2011，32(1)：238—241．吴凤江，孙力，高晗璎，等．桥式驱动功率MOSFET的电磁干扰与抑制[J]．南京航空航天大学学报，2005，37(1)：29—33．任晓荣．单片机系统可靠性设计[J]．计算机测量与控制，2003，11(8)：621—626．△(编辑禾禾)2014／6回l万方数据1211lO9871．带有不完全外齿的摆杆2．带有不完全内齿的摆杆3．限位螺钉64．圆柱齿轮6805．线轮轴6．从：动轮7．圆柱齿轮咖128·后轮轴39．重锤10．

7、关节轴承11．调节螺2杆12．主动轮▲图2小车整体机构简图如图2所示。2不完全齿轮机构工作原理及参数计算2．1机构工作原理如图3所示．不完全齿轮机构处于右转状态，带有不完全内齿的摆杆右转，使带有不完全外齿的摆杆的左齿进入无齿光滑面，机构进入右转自锁状态。此过程使带有不完全外齿的摆杆的另一端被左边限位螺钉顶住，顶住点与该摆杆旋转中心点以及左齿接触点组成三角形．使该摆杆被三点固定，达到右转自锁状态。此后，右转时间段内机构一直维持这种状态，直到下一个左转时刻的到来。如图4所示。不完全齿轮机构处于换向过渡阶段，由于无碳小车运行

8、轨迹为圆弧，因此，运行时存在一个离心力。对于小车整体机构来说，只有重锤与车体是通过细线柔性连接，故小车在运行时，重锤与竖直方向存回2014／6在一偏角．随着小车运行轨迹不同，其偏角的位置也周期性地分布在车体左右，即小车左转时重锤在小车右侧．小车右转时重锤在小车左侧。小车在两轨迹圆弧换向处存在重锤从小车一边到另一边的过程，这对小车来