S型無(wú)碳小車-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

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1 第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽 廣西賽區(qū) The 5th National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Competition Guangxi Division 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 Structure Design Scheme 編 號(hào) 此欄由賽務(wù)工作人員填寫 第一幅照片 小車正面 注意照片的放置方向與頁(yè)面方向一致 照片上不允許出現(xiàn)參賽學(xué)校信息 閱后刪除 第二幅照片 小車側(cè)面 注意照片的放置方向與頁(yè)面方向一致 照片上不允許出現(xiàn)參賽學(xué)校信息 閱后刪除 裝 訂 線 學(xué)校名稱 參賽項(xiàng)目 2 第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽 廣西賽區(qū) The 5th National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Competition Guangxi Division 參賽項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 Structure Design Scheme S 1 設(shè)計(jì)思路 1 根據(jù)比賽要求 為使無(wú)碳小車達(dá)到繞樁前進(jìn)的目的 無(wú)碳小車應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為 小車的動(dòng)能和轉(zhuǎn)向輪周期性的轉(zhuǎn)向 小車結(jié)構(gòu)有原動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 微調(diào)機(jī)構(gòu)與車身 及其他輔助零件 原動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是將重錘的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車前行的驅(qū)動(dòng)力 能實(shí)現(xiàn)這一功能 的方案有多種 但就效率和簡(jiǎn)潔性來(lái)看繩輪最優(yōu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要求能量損耗少 傳動(dòng)比精確 故優(yōu)先 選用齒輪機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)要求控制精度高 摩擦損失小 選用空間曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 微調(diào)機(jī)構(gòu)是小 車柔性的體現(xiàn) 調(diào)整它能使小車能夠適應(yīng)不同的障礙物間距 無(wú)碳小車的微調(diào)主要體現(xiàn)在對(duì)曲柄長(zhǎng) 度和連桿長(zhǎng)度的微調(diào) 為減輕車身質(zhì)量同時(shí)保證小車剛度要求 小車采用鋁板作為底板材料 上面 安裝軸承座以支撐輸入軸 驅(qū)動(dòng)軸 吊掛重物的立桿等 小車轉(zhuǎn)向輪的支撐架也固定在底板上 2 通過(guò)計(jì)算并確定兩齒輪的的傳動(dòng)比 i 并實(shí)現(xiàn)小車驅(qū)動(dòng)輪每行走 i 個(gè)周長(zhǎng)長(zhǎng)度 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期 小車也行走一個(gè)完整的 S 路線 3 使用滑輪組將重物的重力勢(shì)能通過(guò)細(xì)繩以轉(zhuǎn)矩的形式傳遞到輸入軸 輸入軸通過(guò)一級(jí)齒輪傳動(dòng)將 能量傳到驅(qū)動(dòng)軸 帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪并驅(qū)使小車向前運(yùn)動(dòng) 小車通過(guò)輸入軸帶動(dòng)圓盤并通過(guò)空間四桿機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向 具體調(diào)試過(guò)程中 通過(guò)調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)以滿足小車周期性轉(zhuǎn)向 小車采用單向軸承 從 而實(shí)現(xiàn)兩后輪的差速 便于轉(zhuǎn)彎 并最大程度上實(shí)現(xiàn)了小車結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 2 小車出發(fā)定位方案 無(wú)碳小車的行走路線近似于余弦曲線 通過(guò)計(jì)算小車的運(yùn)動(dòng)可以計(jì)算出該余弦曲線的幅值 小 車出發(fā)位置在偏離原點(diǎn)一個(gè)幅值長(zhǎng)度的地方 通過(guò)對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)計(jì)算可得其運(yùn)動(dòng)方程 再通過(guò)計(jì) 算可得出小車轉(zhuǎn)向輪的偏向角度 偏向角度可通過(guò)微調(diào)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié) 通過(guò)小車出發(fā)時(shí)垂直擺樁方向的 距離以及此時(shí)小車前輪的偏向角度 從而確定小車的理論出發(fā)位置 3 總結(jié)和體會(huì) 在無(wú)碳小車的設(shè)計(jì) 加工 裝配 調(diào)試的過(guò)程中 設(shè)計(jì) 論證 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程不斷重復(fù) 我 們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中 不僅增強(qiáng)了我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解 同時(shí)還鍛煉了我們的動(dòng)手實(shí)踐能力 在無(wú)碳 小車不斷完善的過(guò)程中通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 分析問(wèn)題 解決問(wèn)題 使我們學(xué)會(huì)了如何從工程設(shè)計(jì)的角度 去看待問(wèn)題 這是我們參加全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽最大的收獲 產(chǎn)品名稱 小車 共 5 頁(yè) 第 1 頁(yè) 編 號(hào) 裝 訂 線 學(xué)校名稱 參賽項(xiàng)目 3 第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽 廣西賽區(qū) The 5th National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Competition Guangxi Division 參賽項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 Structure Design Scheme 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新特色說(shuō)明 1 小車的重量較輕 因?yàn)橐恍?qiáng)度和精度要求不高的零件采用 3D 打印技術(shù) 大大減少了加工制造 難度和加工時(shí)間及成本 2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單相對(duì)較簡(jiǎn)單 而且一些結(jié)構(gòu)接觸處通過(guò)安裝軸承達(dá)到減小摩擦的目的 3 采用單向軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)小車的差速運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)品名稱 小車 共 5 頁(yè) 第 2 頁(yè) 編 號(hào) 裝 訂 線 學(xué)校名稱 參賽項(xiàng)目 4 小車裝配圖 比例 第 3 頁(yè) 第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽 廣西賽區(qū) 共 5 頁(yè) 裝 訂 線 學(xué)校名稱 參賽項(xiàng)目 5 小車裝配爆炸圖 比 例 第 4 頁(yè) 第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽 廣西賽區(qū) 共 5 頁(yè) 裝 訂 線 學(xué)校名稱 參賽項(xiàng)目 6 傳動(dòng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 各級(jí)傳動(dòng)比 砝碼下降長(zhǎng)度 mm 小車行走長(zhǎng)度 mm 小車最大理論行走長(zhǎng)度 小車距出發(fā)線最大理論距離 轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 各級(jí)轉(zhuǎn)矩及摩擦力矩分析 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)展開(kāi)圖 比 例 第 5 頁(yè) 第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽 廣西賽區(qū) 共 5 頁(yè) 裝 訂 線 學(xué)校名稱 參賽項(xiàng)目