无碳小车设计书.docx

《无碳小车设计书.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、陕西理工大学无碳小车设计说明书产品名称：重力驱动式无碳小车（s型）设计团队：小组成员：机自1505胡勇基、虎豹能源1501雷钰指导老师：马聪玲目录无碳小车设计说明书1摘要3（1）本届竞赛主题5（2）竞赛命题5（3）小车整体设计要求6（4）竞赛项目6一、方案设计8二、小车模块12（1）原动机构12（3）车身14（4）转向机构15（5）微调机构17（6）行走机构19三、评价分析20（1）小车优缺点20（2）自动行走比赛时的前行距离估计20（3）改进方向20四、技术设计21（1）建立数学模型及参数确定21（2）能耗规律模型21（3）运动学分析模型23（4）动力学分析模型26（5）灵敏度

2、分析模型28（6）参数确定29五、小车制作调试及改进30（1）零部件设计30(2)小车制作流程32(3)小车调试方法32(4)小车改进方法32六、小车建模图片一览33（1）爆炸图33（2）小车底板设计图一览34（3）底板尺寸寸一览图35（4）小车主要零件36七、参赛感想37摘要第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题主题为“无碳小车越障竞赛”。在设计小车过程中特别注重设计的方法，力求通过对命题的分析得到清晰开阔的设计思路；作品的设计做到有系统性规范性和创新性；设计过程中综合考虑材料、加工、制造成本等给方面因素。我们借鉴网上许多资料；采用了SolidWorks2016、AutoCA

3、D2008等辅助设计。我们把小车的设计分为三个阶段：方案设计、技术设计、制作调试。通过每一阶段的深入分析、层层把关，是我们的设计尽可能向最优设计靠拢。目前我们正处在第一二阶段的过渡期。我们团队在程老师的动员之后，以及马聪玲老师的指点下，主要对三维软件进行了初步学习。现已经可以完成简单的零件设计，工程图绘制，以及装配体的各个零件间的约束，现在已经可以完全将无碳小车以三维建模方式表达出来。在动员中，白老师与程老师讲了许多案例和方案设计阶段根据小车功能要求。我查阅资料根据机器的构成（原动机构、传动机构、执行机构、控制部分、辅助部分）把小车分为车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构

4、、微调机构六个模块，进行模块化设计。分别针对每一个模块进行多方案设计，通过综合对比选择出最优的方案组合。我们的方案为：车架采用三角形加矩形板结合的板式、原动机构采用了锥形纺线轮轴、传动机构采用齿轮机构、转向机构采用曲柄连杆、行走机构采用单轮驱动实现差速、微调机构采用微调螺母螺钉。其中转向机构利用了调心轴承、关节轴承。技术设计阶段我们参考了前人一些数据资料，先对方案建立数学模型进行理论分析，借助MATLAB分别进行了能耗规律分析、运动学分析、动力学分析、灵敏度分析。进而得出了小车的具体参数，和运动规律。应用SolidWorks软件进行了小车的实体建模和部分运动仿真。在实体建模的基础

5、上对每一个零件进行了详细的设计，综合考虑零件材料性能、加工工艺、成本等。小车大多零件是标准件、可以购买，像轴承，螺母，轴承座等学校采取统一购买的方式，节省了许多费用。同时除部分要求加工精度高的部分需要特殊加工外（比如车轮、小车底板等），大多数都可以通过手工加工出来。对于塑料(纺线轮)用自制的‘电锯’切割。调试过程会通过微调等方式改变小车的参数进行试验，在试验的基础上验证小车的运动规律同时确定小车最优的参数。（1）本届竞赛主题本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。要求经过一定的前期准备后，在比赛现场完成一台符合本命题要求的可运行的机械装置，并进行现场竞争性运行考核。每个参赛作品需要提

6、交相关的设计、工艺及创业企划书3个文件及长度为3分钟的关于参赛作品设计及制作过程的汇报视频。（2）竞赛命题本届竞赛命题为“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”。设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换而得到的。该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1Kg的标准砝码（￠50×65mm，碳钢制作）来获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。标准砝码始终由小车承载，不允许从小车上掉落。图1为小车示意图。图1无碳小车示意图要求小车在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。要求小车具有转向控制机构，

7、且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。要求小车为三轮结构。其中一轮为转向轮，另外二轮为行进轮，允许二行进轮中的一个轮为从动轮。具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。（3）小车整体设计要求小车设计过程中需要完成：机械设计、工艺方案设计、经济成本分析和工程管理方案设计。命题中的工程管理能力项要求综合考虑材料、加工、制造成本等各方面因素，提出合理的工程规划。设计能力项要求对参赛作品的设计具有创新性和规范性。命题中的制造工艺能力项以要求综合运用加