畢業(yè)設(shè)計(jì)--“8”字形變樁距無碳轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　“8”字形變樁距無碳轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2015年6月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p

2、>　　ABSTRACTII</p><p>　　第1章 緒論III</p><p>　　1.1無碳小車概念的提出及目的和意義III</p><p>　　1.1.1提出概念I(lǐng)II</p><p>　　1.1.2目的和意義III</p><p>　　1.2典型機(jī)構(gòu)類型介紹與分析1</p>&

3、lt;p>　　1.2.1直齒輪+帶輪+凸輪機(jī)構(gòu)1</p><p>　　1.2.1直齒輪+帶輪+凸輪機(jī)構(gòu)2</p><p>　　1.2.2直齒輪+錐齒輪+連桿機(jī)構(gòu)2</p><p>　　1.2.3直齒輪+連桿機(jī)構(gòu)4</p><p>　　1.2.4帶輪+連桿機(jī)構(gòu)5</p><p>　　1.3全國大學(xué)生工程訓(xùn)

4、練綜合能力競(jìng)賽概況及競(jìng)賽規(guī)則6</p><p>　　1.3.1本屆競(jìng)賽主題6</p><p>　　1.3.2競(jìng)賽命題：以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的具有方向控制功能的自行小車6</p><p>　　1.3.3競(jìng)賽項(xiàng)目7</p><p>　　1.3.4報(bào)告的內(nèi)容7</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)要求8</p>

5、<p>　　2.1設(shè)計(jì)布置方案8</p><p>　　2.2小車功能設(shè)計(jì)要求8</p><p>　　2.3 小車的設(shè)計(jì)方法8</p><p>　　第三章 方案設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 總體設(shè)計(jì)9</p><p><b>　　3.2 車架11</b></p

6、><p>　　3.3 原動(dòng)機(jī)構(gòu)11</p><p>　　3.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)12</p><p>　　3.5 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)12</p><p>　　3.6 行走機(jī)構(gòu)14</p><p>　　3.7變樁距微調(diào)機(jī)構(gòu)15</p><p>　　第四章 技術(shù)設(shè)計(jì)17</p><p

7、>　　4.1 小車軌跡的計(jì)算17</p><p>　　4.2 小車車體參數(shù)的確定18</p><p>　　4.2.1 小車車架的尺寸參數(shù)18</p><p>　　4.2.2 小車齒輪傳動(dòng)比19</p><p>　　4.2.3 齒輪的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.2.4 原動(dòng)輪的大小及繞線圈數(shù)23&

8、lt;/p><p>　　4.2.5 小車的行走總位移和小車走“8”的個(gè)數(shù)N24</p><p>　　4.2.6 軸承的選擇24</p><p>　　第五章 小車能耗分析24</p><p>　　5.1 小車能量轉(zhuǎn)換過程24</p><p>　　5.2 小車的能量25</p><p>　　第

9、六章相關(guān)因素對(duì)軌跡及路程的影響分析26</p><p>　　6.1影響軌跡的因素分析26</p><p>　　6.1.1連桿長(zhǎng)度26</p><p>　　6.2能耗規(guī)律分析27</p><p>　　6.3運(yùn)動(dòng)學(xué)分析30</p><p>　　6.4動(dòng)力學(xué)分析33</p><p>　　第

10、七章 典型零件的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核35</p><p>　　7.1 主動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)35</p><p>　　7.2 主動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核36</p><p>　　7.2.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算36</p><p><b>　　結(jié)論40</b></p><p><b>　　致謝41&l

11、t;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　這種設(shè)計(jì)的目的和意義是加強(qiáng)節(jié)能減排人們的意識(shí)作為無碳的概念已經(jīng)越來越多地被提上了研究。更清潔，更環(huán)保，更節(jié)能，更高效的理念也很受歡迎。擴(kuò)張和這款車的進(jìn)一步發(fā)展是探索和“低碳”理念，為未來的

12、無“碳”的愿景，無碳小車的發(fā)展在完成設(shè)計(jì)要求充分考慮，如外觀和成本，方便，未來發(fā)展。</p><p>　　小車轉(zhuǎn)向的目的是為了獲得高度的左右對(duì)稱性的簡(jiǎn)單函數(shù)關(guān)系，在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上應(yīng)該選擇正弦機(jī)構(gòu)這樣導(dǎo)向桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)才能得以實(shí)現(xiàn)。機(jī)構(gòu)的低損耗運(yùn)動(dòng)可用滾動(dòng)軸承代替普通摩擦滾子這樣來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　經(jīng)檢驗(yàn)本設(shè)計(jì)的無碳小車能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的性能，即能夠沿著預(yù)定軌跡即“8”字型軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)

13、能夠進(jìn)行避障運(yùn)動(dòng)，而小車的運(yùn)動(dòng)路程也基本能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：無碳小車；急轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；避障運(yùn)動(dòng)；正弦曲柄</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Objective and significance of this design is to use the principle of ene

14、rgy conversion, the design of a dynamic gravity potential energy by the weight conversion drive car model with direction control function, in the whole movement process does not produce any pollution, to achieve zero car

15、bon effect. At the same time, it is improving students’ ability of mechanical mechanism creative design</p><p>　　This design USES the design of steering mechanism is a simple function in order to obtain high

16、 degree of bilateral symmetry, in on select sine steering mechanism in order to realize the reciprocating movement of the guide bar. so as to realize the low loss mechanism movement. Sine mechanism of crank driven ge

17、ar connected with in complete gear, when Gears are in a locking arc contact segment, sine crank levels, lead to extreme value, at this point the car front wheel Angle also In the maximum</p><p>　　Through the

18、 testing of carbon trolley can achieve predetermined performance without the design, namely along a predetermined trajectory that is "8" type trajectory, while capable of obstacle avoidance motion, and the moti

19、on distance car also can achieve the purpose of the design</p><p>　　Key words ：Car without carbon; sharp movement; obstacle avoidance motion; Sinusoidal crank</p><p><b>　　第1章 緒論</b

20、></p><p>　　1.1無碳小車概念的提出和目的及意義</p><p><b>　　1.1.1提出概念</b></p><p>　　由于當(dāng)今社會(huì)對(duì)大學(xué)生的要求越來越高，企業(yè)也希望通過最少的時(shí)間培養(yǎng)出可用人才，而學(xué)生們也希望能夠盡快的融入企業(yè)，這就需要大學(xué)生在大學(xué)期間能夠得到一些必要的培養(yǎng)，尤其在動(dòng)手能力方面。針對(duì)這一情況，“無碳小車

21、”的概念應(yīng)運(yùn)而生。為了完成這項(xiàng)工作，你需要在很多方面，如設(shè)計(jì)能力，加工能力，管理能力和即興創(chuàng)作能力，多樣的能力。它可以提高工作的能力，而更了解團(tuán)隊(duì)合作的重要性，。</p><p>　　此外，資源越來越匱乏的今天，人們?cè)絹碓街匾晫?duì)資源的保護(hù)，因此“低碳”的概念應(yīng)運(yùn)而生，人們希望使用資源，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染物質(zhì)，但完全使用無碳能源來源，以目前的技術(shù)尚難以實(shí)現(xiàn)，但你可以用較低的一些污染能源，保護(hù)盡可能多的環(huán)境，所以在今天

22、的世界上的人都在不斷的發(fā)展和新能源的研究。而這款車就是無“碳”的理念，為未來的無“碳”愿景的探索和發(fā)展。</p><p>　　1.1.2目的和意義</p><p>　　這項(xiàng)工作的目的是設(shè)計(jì)命題設(shè)計(jì)主題“碳車”，即不使用碳的能量，按照能量轉(zhuǎn)換和功率轉(zhuǎn)換由驅(qū)動(dòng)用的方向控制的重力勢(shì)能的重量的原則小車模型。這個(gè)模型是重量輕，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可以在重力勢(shì)能的成功轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，以使所有的動(dòng)作與第一前

23、線期間完成此設(shè)計(jì)在汽車的意義響應(yīng)于國家大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽。工程訓(xùn)練比賽的大部分工程專業(yè)的學(xué)生，這是一個(gè)足夠吸引人的事件。比賽只是一種手段，其意義是設(shè)計(jì)制造的固體無碳的車，所以在典型的設(shè)計(jì)和加工生產(chǎn)過程中的作品，讓學(xué)生熟悉各種機(jī)構(gòu)的綜合能力，并提高學(xué)生的能力來設(shè)計(jì)關(guān)鍵部件，技術(shù)開發(fā)和準(zhǔn)備能力管理的認(rèn)知能力，更重要的是，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)制。工程培訓(xùn)，以促進(jìn)機(jī)械的方式，通過向各大高校，以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)散性思維，提高創(chuàng)新的能

24、力。最后以鍛煉和提高學(xué)生的綜合能力的目的。</p><p>　　其次，為應(yīng)對(duì)低碳理念的傳播，煤是大自然給予人類的寶貴財(cái)富，但隨著對(duì)煤炭的巨大需求人，煤炭資源日益減少已近枯竭。隨著節(jié)能，上，人們?cè)絹碓蕉嗟乇惶峒把芯康南敕ㄌ?- 碳人的意識(shí)的增強(qiáng)。更清潔，更環(huán)保，更節(jié)能，更高效的理念也很受歡迎。低碳理念在整個(gè)的經(jīng)濟(jì)，文化，生活的方方面面。從低碳經(jīng)濟(jì)，低碳生活，低碳節(jié)能概念衍生??得到根深蒂固的做法。其核心是加強(qiáng)節(jié)能技

25、術(shù)，環(huán)保技術(shù)，低碳能源技術(shù)的研發(fā)和推廣，促進(jìn)森林恢復(fù)和增長(zhǎng)，增加碳匯，減少碳排放，減緩氣候變化。</p><p>　　1.2典型機(jī)構(gòu)類型介紹與分析</p><p>　　在此次以及往屆的比賽中，同學(xué)們都積極的參加了比賽，因此在比賽時(shí)，涌現(xiàn)了各種各樣的機(jī)構(gòu)，雖然簡(jiǎn)化到最后可能仍只是那幾種機(jī)構(gòu)，然而，同學(xué)們通過各種各樣的方式去詮釋即使是同種機(jī)構(gòu)也會(huì)有著不同的精彩。下面將對(duì)一些典型機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和介

26、紹。</p><p>　　1.2.1直齒輪+帶輪+凸輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖1.2.1直齒輪+帶輪+凸輪機(jī)構(gòu)的小車</p><p>　　從圖1.2.1中可以很明顯的看出，中間軸為主動(dòng)軸，然后通過齒輪將動(dòng)力傳遞到后輪軸，使得后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使小車向前運(yùn)動(dòng)；而通過帶輪將動(dòng)力傳遞到轉(zhuǎn)向軸，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)，然后通過凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使小車發(fā)生轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。</p><

27、;p>　　該小車的優(yōu)點(diǎn)是所有機(jī)構(gòu)均在小車底板下方，這就能夠更加從容的安排重物下落的位置，而且由于其可調(diào)因素相對(duì)就少，易于進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　其缺點(diǎn)在于傳動(dòng)副較多，帶輪張緊力不易控制，凸輪精度難以控制，另外小車質(zhì)量較重，影響小車的行走路程。</p><p>　　1.2.1直齒輪+帶輪+凸輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖1.2.1直齒輪+帶輪+凸輪機(jī)構(gòu)的

28、小車</p><p>　　從圖1.2.1中可以很明顯的看出，中間軸為主動(dòng)軸，然后通過齒輪將動(dòng)力傳遞到后輪軸，使得后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使小車向前運(yùn)動(dòng)；而通過帶輪將動(dòng)力傳遞到轉(zhuǎn)向軸，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)，然后通過凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使小車發(fā)生轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　該小車的優(yōu)點(diǎn)是所有機(jī)構(gòu)均在小車底板下方，這就能夠更加從容的安排重物下落的位置，而且由于其可調(diào)因素相對(duì)就少，易于進(jìn)行調(diào)試。</p>&l

29、t;p>　　其缺點(diǎn)在于傳動(dòng)副較多，帶輪張緊力不易控制，凸輪精度難以控制，另外小車質(zhì)量較重，影響小車的行走路程。</p><p>　　1.2.2直齒輪+錐齒輪+連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　從圖1.2.2(1)中可以很明顯的看出，仍然是中間軸為主動(dòng)軸，然后通過齒輪將動(dòng)力傳遞到后輪軸，使得后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使小車向前運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，后輪軸上的錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將動(dòng)力通過二級(jí)齒輪傳動(dòng)傳遞到中間圓盤，而中

30、間圓盤上連接著連桿，然后通過連桿連接前輪，隨著圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使小車發(fā)生轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　該小車的優(yōu)點(diǎn)是大膽采用錐齒輪傳動(dòng)，且制作較為精致，所有機(jī)構(gòu)均在小車底板下方，這就能夠更加從容的安排重物下落的位置，另外其圓盤設(shè)計(jì)較為巧妙，使小車易于進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　圖1.2.2(1)直齒輪+錐齒輪+連桿機(jī)構(gòu)的小車</p><p>　　其缺點(diǎn)在于傳動(dòng)副太多

31、，能量損失較大，寬度較寬不利于避障運(yùn)動(dòng)，另外小車質(zhì)量較重，影響小車的行走路程。</p><p>　　圖1.2.2(2)中的小車與圖1.2.2(1）中的小車相比，雖然采用的同樣是直齒輪+錐齒輪+連桿的機(jī)構(gòu)，但該小車的傳動(dòng)副較少，且質(zhì)量較輕，但其寬度仍然較寬，所以也不利于避障運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　從圖1.2.2（2）中可以看出，這是一個(gè)典型的偏心輪機(jī)構(gòu)。中間軸仍是主動(dòng)軸，通過齒輪傳遞動(dòng)力

32、至后輪，而連桿將偏心輪與前輪連接起來，使得小車在向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)副少，使得能量損失小，小車的寬度窄，有于小車進(jìn)行避障運(yùn)動(dòng)，最后，該校車也易于調(diào)試。</p><p>　　缺點(diǎn)在于小車的質(zhì)量較大，減少了小車的行走路程。</p><p>　　圖1.2.2(2)直齒輪+錐齒輪+連桿機(jī)構(gòu)的小車2</p>&

33、lt;p>　　1.2.3直齒輪+連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖1.2.3直齒輪+連桿機(jī)構(gòu)的小車</p><p>　　從圖1.2.3中可以看出，該小車上方的軸為主動(dòng)軸，然后通過直齒輪將動(dòng)力分別傳動(dòng)到后輪軸及連桿上，連桿連接著小車前輪，使小車向前行走的同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　該小車的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，小車質(zhì)量較輕，且繞線柱設(shè)計(jì)巧妙，能夠提供不同的

34、力矩，使得在調(diào)試時(shí)不用經(jīng)常更換繞線柱。</p><p>　　缺點(diǎn)在于調(diào)試時(shí)，連桿長(zhǎng)度難以把握，導(dǎo)致調(diào)試艱難。</p><p>　　1.2.4帶輪+連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖1.2.4帶輪+連桿機(jī)構(gòu)的小車</p><p>　　如圖1.2.4所示，其主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使用的是帶傳動(dòng)。整個(gè)小車機(jī)構(gòu)，利用三組帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞到后輪軸及連桿上，以此實(shí)現(xiàn)

35、了小車的向前運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　該小車的主要優(yōu)點(diǎn)在于其結(jié)構(gòu)比較緊湊，車身較窄，有利于避障運(yùn)動(dòng)，且小車的質(zhì)量較輕。</p><p>　　其缺點(diǎn)在于帶輪的張緊力難以控制，導(dǎo)致其傳動(dòng)效率較低，如此緊湊的結(jié)構(gòu)完全另外，該小車的微調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的比較粗糙，可能會(huì)帶來較大的調(diào)試問題。</p><p>　　1.3全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽概況及競(jìng)賽規(guī)則</

36、p><p>　　1.3.1本屆競(jìng)賽主題</p><p>　　本屆競(jìng)賽主題為“無碳小車越障競(jìng)賽”。</p><p>　　1.3.2競(jìng)賽命題：以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的具有方向控制功能的自行小車</p><p>　　給予一定的重力勢(shì)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，一個(gè)重力勢(shì)能的設(shè)計(jì)可以被轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)小車行走裝置。完成所有的動(dòng)作所需的小車索賠過程的能量由此獲得的

37、能量轉(zhuǎn)換，不使用能源的任何其他來源。取5焦耳的引力勢(shì)能（以G =10M /公斤），競(jìng)爭(zhēng)而使用重1kg（¢50×65毫米，普通碳素鋼），以獲得垂直落差的質(zhì)量，降500±2毫米時(shí)的重量背后，駕駛汽車和小車的承載和運(yùn)動(dòng)起來，不準(zhǔn)下降。參與汽車有一個(gè)轉(zhuǎn)向能力機(jī)制，轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)，以便能夠在不同的障礙競(jìng)賽場(chǎng)地投球。對(duì)于三廂結(jié)構(gòu)，詳細(xì)設(shè)計(jì)，材料的選擇和制造由參賽學(xué)生完成的要求。</p><p&

38、gt;<b>　　1.3.3競(jìng)賽項(xiàng)目</b></p><p>　　小車在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺(tái)（長(zhǎng)1525mm、寬1370mm）上，繞相距一定距離的兩個(gè)障礙沿8字形軌跡繞行，繞行時(shí)不可以撞倒障礙物，不可以掉下球臺(tái)。障礙物為直徑20mm、長(zhǎng)200mm的2個(gè)圓棒，在有一定距離相距的位置放置在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺(tái)的中線上，以小車能夠完成8字繞行多少圈數(shù)來綜合評(píng)定成績(jī)</p><p>

39、　　圖1.3.3競(jìng)賽項(xiàng)目所用乒乓球臺(tái)及障礙設(shè)置圖</p><p>　　1.3.4報(bào)告的內(nèi)容</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分</b></p><p>　　由競(jìng)賽評(píng)審組對(duì)每個(gè)參賽隊(duì)提交的報(bào)告進(jìn)行評(píng)分，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案7分，工藝設(shè)計(jì)的方案7分，成本分析的方案7分，工程管理設(shè)計(jì)的方案7分。</p><p><

40、;b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分</b></p><p>　　規(guī)范性要求：圖紙表達(dá)完整，標(biāo)注正確；文字描述準(zhǔn)確、清晰。</p><p><b>　　第二章 設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)布置方案</b></p><p>　　圖2.1 無碳小車示意圖</

41、p><p>　　2.2小車功能設(shè)計(jì)要求</p><p>　　給定一個(gè)重力勢(shì)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換的原理，設(shè)計(jì)出了能在重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)和行走的小車裝置。</p><p>　　1千克重物降落在40厘米后，以使前排車設(shè)置為自動(dòng)避免在賽道上的障礙物（在為80cm的間隔）以“8”型線走，使車盡可能不碰到障礙物。</p><p>　　重物的能量下降到完成

42、需要得到的過程中小車前行所需的所有行動(dòng)，不使用其他任何形式的能量。</p><p>　　小車的獨(dú)輪前車輪，兩輪后車輪，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。</p><p>　　小車的整體結(jié)構(gòu)的需求分析，控制機(jī)構(gòu)的合理的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。</p><p>　　計(jì)算小車移動(dòng)的要求，和計(jì)算理論距離。 （考慮到損耗的所有方面）</p><p>　　得出的主要部件和裝配

43、圖。</p><p>　　2.3 小車的設(shè)計(jì)方法</p><p>　　通過對(duì)命題的分析，我們得到了比較清晰的開闊思路，小車的設(shè)計(jì)一定要做到目標(biāo)明確。小車的設(shè)計(jì)是提高小車性能的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)方法上我們借鑒了參數(shù)化設(shè)計(jì) 、優(yōu)化設(shè)計(jì) 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)發(fā)發(fā)明理論方法。下面是我們?cè)O(shè)計(jì)小車的流程。</p><p>　　方案設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì)

44、 評(píng)價(jià)分析</p><p><b>　　第三章 方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　通過完成小車的函數(shù)的所需要的分析后，要完成轉(zhuǎn)化本身行走，自動(dòng)越過路障礙所需小車重力的勢(shì)能。為了方便的要求，可根據(jù)小車的功能，完成將分為五個(gè)部分車的設(shè)計(jì)（車框，原動(dòng)機(jī)夠，

45、變速器，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)）。為了得到一個(gè)滿意的解決方案，以使用各個(gè)模塊的擴(kuò)展設(shè)計(jì)思維，尋找各種可能的解決辦法和思路。</p><p>　　在小車頂部通過在固定滑輪連接的重物的的軸心線，重物下落由繩推懂車向前直接驅(qū)動(dòng)。為了避免小車邊走邊搖擺車，影響小車行駛的軌跡，甚至砸壞底板，因此在小車設(shè)計(jì)讓車子的底板豎立三縱桿，三桿垂直固定底板，重物落園錘圓周切線以形成圓柱形狀，使得穩(wěn)定的下落。</p><

46、p><b>　　3.2 車架</b></p><p>　　“無碳小車”的主框架是由三腳板的框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其可以使用快速成型還有焊接，也可以使用木材，鋁，塑料等。由于需要木材不符合“低碳”的概念，不符合國家的戰(zhàn)略思維。使用利用率高的PVC塑料，具有光，振動(dòng)等影響，生產(chǎn)成本低，符合“低碳”理念，它被加工成塑料三腳板即可</p><p><b>　　3.3

47、原動(dòng)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　原動(dòng)機(jī)構(gòu)是重勢(shì)能的重力進(jìn)車的驅(qū)動(dòng)力。這個(gè)功能是用于實(shí)現(xiàn)各種程序，從效率和簡(jiǎn)便滑輪最佳點(diǎn)。它也有其他具體要求：</p><p>　　適度的動(dòng)力，而不是當(dāng)過彎速度過大小費(fèi)力，或搖動(dòng)。嚴(yán)重影響行走的小車。</p><p>　　轉(zhuǎn)彎之前重物到達(dá)底部的垂直速度的要盡可能的小，以避免對(duì)車過大的沖擊。在相同的重量，以使動(dòng)能轉(zhuǎn)換到驅(qū)

48、動(dòng)小車前進(jìn)，如果速度是更大的權(quán)重，在垂直方向上，本身的重量，有更多的動(dòng)能不釋放盡可能，能量效率不高。</p><p>　　因?yàn)椴煌膱?chǎng)地摩擦輪可以是在不同的場(chǎng)地不同的汽車是不一樣的，功率要求就不同。調(diào)試時(shí)不知道有多少的動(dòng)力。因此，原動(dòng)機(jī)夠還需要能夠根據(jù)不同的需要來調(diào)整自己的驅(qū)動(dòng)力。</p><p>　　簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)，效率高。</p><p>　　基于以上分析，提出驅(qū)動(dòng)

49、力輸出為可調(diào)帶輪原動(dòng)機(jī)夠。</p><p>　　圖3.3 錐形原動(dòng)輪</p><p>　　A 轉(zhuǎn)彎半徑。當(dāng)啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)夠時(shí)，車輪大，起動(dòng)力矩大，有利于啟動(dòng)。</p><p>　　B 被啟動(dòng)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)皮帶輪大，半徑較小時(shí)，速度增加時(shí)，轉(zhuǎn)矩變小，并經(jīng)過和阻力平衡后小車進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　C 當(dāng)重物與小車是近距離時(shí)，主動(dòng)帶輪半徑又一

50、次變小，拉動(dòng)繩子使小車勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。但由于慣性非?？?，還是會(huì)減速。</p><p>　　D 隨著半徑驅(qū)動(dòng)皮帶輪變小，總速比增加，車緩緩減速至停止，很快停止，剛剛接觸小車。</p><p><b>　　3.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　傳遞機(jī)構(gòu)的功能是動(dòng)力傳遞給運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪上。</p><p>　　空間

51、齒輪機(jī)構(gòu)可被用于遞送兩個(gè)軸之間的任何運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。與其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，主要的一點(diǎn)是：傳動(dòng)準(zhǔn)確，穩(wěn)定，機(jī)械效率高，壽命長(zhǎng)，動(dòng)力安全，可靠傳輸和適用的速度范圍。因此，它是最廣泛使用的現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)在于，它具有柔性。皮帶傳動(dòng)的組成部分有帶輪和傳動(dòng)輪。當(dāng)有源驅(qū)動(dòng)滑輪（主動(dòng)輪）帶動(dòng)從動(dòng)輪時(shí)，摩擦和接合滑輪和運(yùn)動(dòng)使動(dòng)力從傳動(dòng)皮帶的帶輪傳向從動(dòng)帶輪。帶論驅(qū)動(dòng)具有光滑的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單且廉價(jià)的振動(dòng)吸

52、收緩沖液等，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械。然而，為了確保驅(qū)動(dòng)用電源，以滿足總的要求的第一傳輸?shù)囊蟮恼＿\(yùn)行是有至少最小的摩擦和其初始張力。</p><p>　　圓柱直齒輪主要用于傳輸平行軸，錐齒輪主要用于兩個(gè)軸相交遞送。為了讓車行駛到更遠(yuǎn)，根據(jù)軌道精確的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必須通過高效率，行駛穩(wěn)定性機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕。</p><p>　　綜上所述：對(duì)于車行駛到更遠(yuǎn)，并根據(jù)軌道精確驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)機(jī)

53、構(gòu)必須通過高效率，驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性機(jī)制是簡(jiǎn)單，重量輕。因此，直齒圓柱齒輪的選擇最好</p><p><b>　　3.5 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，是小車實(shí)現(xiàn)繞過障礙物平穩(wěn)的通過。車內(nèi)有三個(gè)輪子，兩個(gè)后輪（或）為驅(qū)動(dòng)輪。后輪不停地轉(zhuǎn)動(dòng)（即實(shí)現(xiàn)前向運(yùn)動(dòng)）在繞水平軸線重動(dòng)作，同時(shí)周期性擺動(dòng)（即，繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的目的），才能使小車?yán)@過障礙物。一種機(jī)械

54、產(chǎn)品一般只有一個(gè)動(dòng)力源，以使方向盤振動(dòng)能量?jī)H由動(dòng)能的后輪。</p><p>　　轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)就是小車設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，直接決定了謝哦車的功能。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)也需要盡可能減少摩擦能量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件基本，還需要有一個(gè)特殊的運(yùn)動(dòng)特性。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以被轉(zhuǎn)換為滿足來回的要求，以實(shí)現(xiàn)避障功能的拐角左右轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能有：+搖桿凸輪機(jī)構(gòu)，曲柄連桿+搖桿，曲柄搖桿，差轉(zhuǎn)等。</p><p><b

55、>　　凸輪+搖桿</b></p><p>　　圖3.5 凸輪+搖桿機(jī)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：很少的部件在凸輪機(jī)構(gòu)上，并占用更少的空間，是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，緊湊的車身。凸輪機(jī)構(gòu)最吸引人的特點(diǎn)是通用性和靈活性其運(yùn)動(dòng)，跟隨取決于凸輪輪廓的形狀，只要凸輪輪廓曲線的適當(dāng)

56、的設(shè)計(jì)，你可以得到各種期望跟隨運(yùn)動(dòng)規(guī)律。幾乎任何期望的跟隨器的運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)不困難，實(shí)現(xiàn)了凸輪廓。</p><p>　　缺點(diǎn)：與凸輪輪廓和從動(dòng)高點(diǎn)或線接觸的副手，容易磨損，它是多用于不大的場(chǎng)合。</p><p><b>　　搖桿曲柄連桿 </b></p><p>　　圖3.5 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)示意圖</p><p>　　曲柄連

57、桿+搖桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　A 鉤件在機(jī)構(gòu)中的組成，在進(jìn)行同樣的負(fù)載條件的壓強(qiáng)下使用的是低副，這可以用來提供一個(gè)更大的功率。另外，由于低副元件的幾何形狀是相對(duì)簡(jiǎn)單的，很容易處理。</p><p>　　B 構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式的多樣性。聯(lián)動(dòng)曲柄饒的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)固定軸線，來回?cái)[動(dòng)圍繞一個(gè)固定的軸線操縱桿

58、，另一面為連桿，所述滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)等的一般的運(yùn)動(dòng)，則使用連接機(jī)構(gòu)可在各種形式的運(yùn)動(dòng)而獲得。</p><p>　　C 在相同的運(yùn)動(dòng)的不變的情況下，只是改變了連桿機(jī)構(gòu)的各部件的相對(duì)尺寸，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的要求不同的要求。</p><p>　　D 聯(lián)動(dòng)曲線多樣性。點(diǎn)在桿上的位置不同，不同曲線的形狀不同的位置;改變每個(gè)部件的相對(duì)大小，該曲線的形狀也改變。這些千變?nèi)f化，多姿多彩的曲線可以

59、用來滿足不同軌道的設(shè)計(jì)要求，它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　　在連桿機(jī)夠涌動(dòng)的過程中，一些部件（如鏈路）質(zhì)心做變速運(yùn)動(dòng)，慣性力導(dǎo)致平衡能力差，從而增加了負(fù)荷機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)使組織產(chǎn)生受迫振動(dòng)。因此，連桿一般不適任何場(chǎng)合。</p><p>　　在運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)要經(jīng)過中間構(gòu)件，并且每個(gè)部件的尺寸不能做

60、到絕對(duì)準(zhǔn)確，加上運(yùn)動(dòng)副之間的間隙，所以該運(yùn)動(dòng)傳遞相對(duì)較大的累積誤差。</p><p><b>　　曲柄搖桿</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但因?yàn)橛幸粋€(gè)凸輪滑動(dòng)摩擦，效率低。其快速回報(bào)的特性使得它很難設(shè)計(jì)出更好的機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)彎差速</b></p><p>　　差速

61、拐彎用兩個(gè)偏心作為驅(qū)動(dòng)輪，作為兩個(gè)子角速度和轉(zhuǎn)彎半徑是不一樣的，所以速度是不一樣的兩個(gè)車輪，從而產(chǎn)生差。通過將避免汽車差速器實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　綜上所述：從視圖中，選擇凸輪+搖桿作為小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是引文他的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊的機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　3.6 行走機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　行走機(jī)構(gòu)即為三個(gè)輪子，輪子又

62、厚薄之分，大小之別，材料之不同需要綜合考慮。 </p><p>　　有摩擦理論知摩擦力矩和正壓力的關(guān)系為</p><p><b>　　(3.6)</b></p><p>　　對(duì)于相同的材料為一定值。而滾動(dòng)摩擦力, (3.6)</p><p>　　在更大的輪轂讓車子的阻力更小，有可能走得更遠(yuǎn)。</p&g

63、t;<p>　　因?yàn)檐囀窍蚯把刂?字形曲線，后輪必然產(chǎn)生差異。對(duì)于后面的設(shè)計(jì)要求使用兩輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)，四輪差速驅(qū)動(dòng)，單輪驅(qū)動(dòng)的。</p><p>　　一些同時(shí)被驅(qū)動(dòng)車輪打滑的車輪與地面，由于滑動(dòng)摩擦比滾動(dòng)摩擦大大失去能量，但由于許多制約，不能辨別當(dāng)前的軌跡進(jìn)入車內(nèi)，不能有效地防止碰到障礙物設(shè)置的能量損失。</p><p>　　輪差動(dòng)驅(qū)動(dòng)同步驅(qū)動(dòng)輪，以避免問題的??，由差分或單向軸

64、承，實(shí)現(xiàn)差異。差動(dòng)涉及的最小能量原理，它可以更好地減少摩擦損失，但可以實(shí)現(xiàn)，以滿足對(duì)運(yùn)動(dòng)。單向軸承為差動(dòng)原理是但一個(gè)從動(dòng)輪變慢絞盤輪變大時(shí)的車輪的速度，從而使交替。然而，由于該單向軸承間隙誤差的存在下發(fā)生，導(dǎo)致不準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)絞盤從動(dòng)輪切換，但大會(huì)不會(huì)影響車的功能如何需要進(jìn)一步分析的影響。</p><p>　　單輪驅(qū)動(dòng)顧名思義它是利用一個(gè)輪為驅(qū)動(dòng)輪，從動(dòng)輪的最后一個(gè)用于從動(dòng)輪。像自行車外之外，并追加一個(gè)輪子。前進(jìn)速度

65、是不一樣穩(wěn)定差分傳輸甚至更高的精度比單向軸承。</p><p>　　通過此分析：車輪要有適當(dāng)幾何形狀，當(dāng)條件可以通過設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)方案差動(dòng)實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)輪之間的差動(dòng)依靠確定一個(gè)地面運(yùn)動(dòng)約束。它采用差分效率比很高，因?yàn)槲覀兊氖滓蝿?wù)是運(yùn)行在單輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.7變樁距微調(diào)機(jī)構(gòu)</p><p>　　一個(gè)完整的機(jī)器，包括：原動(dòng)機(jī)，輸送機(jī)，

66、執(zhí)行只夠，控制部，輔助設(shè)備。屬于小車微調(diào)機(jī)構(gòu)控制部。由于使用先前確定的操舵曲柄桿+搖桿的布置，由于肘節(jié)機(jī)構(gòu)是加工誤差和裝配誤差敏感，因此必須加入細(xì)調(diào)機(jī)構(gòu)，用于誤差校正。這是原因之一，微調(diào)機(jī)構(gòu)，第二是調(diào)整軌跡（振幅，周期，方向等）的運(yùn)動(dòng)軌跡，使汽車采取最佳的軌跡。微調(diào)機(jī)構(gòu)可以采用下面兩種方式微調(diào)螺母式、滑塊式如圖3.7</p><p><b>　　圖3.7</b></p><

67、;p>　　另外根據(jù)題目的要求，無碳小車需要繞過不同距離的障礙物。這就需要我們通過改變曲柄的長(zhǎng)度來改變小車的路線。常用的曲柄長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置有：曲柄，曲柄盤，微調(diào)螺母等。結(jié)合現(xiàn)有的加工設(shè)備，加工工藝和加工成本，所以選擇曲柄盤作為微調(diào)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)向和避障，如圖所示，轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄和連桿長(zhǎng)度機(jī)構(gòu)半徑可以調(diào)整，使用多個(gè)不同距離的曲柄盤的孔，在徑向方向0.22毫米每孔的差異，可以選擇與連接到標(biāo)有

68、標(biāo)記的鏈接的鏈接中所示的適當(dāng)?shù)目鬃鳛?，精確地調(diào)整其長(zhǎng)度由切線和讓小車上轉(zhuǎn)向均勻穩(wěn)定根據(jù)轎廂不同繞行路線旁路間距。</p><p>　　由于理論分析和間隙的實(shí)際情況，只能得出通過理論分析最優(yōu)解不可能是最佳的解決方案。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的組織車，通過變化的一小部分可以轉(zhuǎn)換成其他程序，然后通過比較試驗(yàn)，以獲得最佳的小車。</p><p><b>　　第四章 技術(shù)設(shè)計(jì)</b

69、></p><p>　　4.1 小車軌跡的計(jì)算</p><p>　　圖4.1 小車軌跡</p><p><b>　　路線：</b></p><p>　　先使小車走直線從F到D，軌跡與水平線呈60度的角，接著小車進(jìn)入一段過度弧線，小車轉(zhuǎn)過，小車開始走半個(gè)圓弧，然后走弧線進(jìn)入直線軌道，以此走完8字路線。

70、 確定軌跡參數(shù)：=160mm =200mm 則 =320mm ,=201.74mm ,</p><p>　　cosβ== , 因此 β=，所以 α=。</p><p><b>　　于是， ；</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　一

71、個(gè)“8”字總的線位移。</p><p>　　4.2 小車車體參數(shù)的確定</p><p>　　4.2.1 小車車架的尺寸參數(shù)</p><p>　　圖3.2.1 小車機(jī)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　尺寸：</b></p><p>　　車架為梯形狀，梯形上底寬為100mm ，下底寬為160mm

72、。</p><p>　　車架長(zhǎng)為320mm。</p><p>　　后輪直徑為160mm ，寬10mm ；前輪直徑為100mm，寬8mm。</p><p>　　4.2.2 小車齒輪傳動(dòng)比</p><p>　　小車后輪轉(zhuǎn)一圈位移為</p><p>　　mm 因?yàn)辇X輪轉(zhuǎn)一圈小車正好走完一個(gè)“8”字，而此時(shí)小車后輪轉(zhuǎn)了<

73、/p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　4.2.3 齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　?。ㄒ唬X輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇</p><p>　　a.壓力角大小的選擇</p><p>　　由公知的機(jī)械原理，α增

74、大壓力角后，齒厚和齒的曲率齒廓半徑節(jié)點(diǎn)的增加，所以，提高了彎曲強(qiáng)度和齒輪的接觸強(qiáng)度。我們的標(biāo)準(zhǔn)壓力為一預(yù)定的角度20。在航空抗彎強(qiáng)度和耐久性及齒輪的領(lǐng)域，中國航空齒輪標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)壓力角。不一定增加驅(qū)動(dòng)器有利角度的壓力。巧合的接近速齒輪2，建議增編因子的1?1.2，齒輪?壓力角，齒輪，以便增加柔性，而且還降低了噪聲和動(dòng)態(tài)負(fù)載。</p><p><b>　　多少選項(xiàng)B。齒數(shù)z</b><

75、/p><p>　　如果保持齒輪中心距離恒定，增加的齒數(shù)，除了增加重疊程度，從而使更多的穩(wěn)定的傳輸，也可以適當(dāng)減少模量，齒高度減小，從而減少了的量金屬碎屑，節(jié)省了許多成本制造。此外，下部齒高同事還能夠降低滑動(dòng)速度，以減少磨損的風(fēng)險(xiǎn)。但彈性模量較小的齒厚，隨后減薄，彎曲的齒輪的強(qiáng)度小于在過去。在一定范圍內(nèi)無動(dòng)于衷牙齒，承載能力特別是齒數(shù)，取決于接觸面強(qiáng)度的一些最好的齒數(shù)更。</p><p>　　高

76、速封閉齒輪，為了提高其驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定性，以減少其沖擊和振動(dòng)，選擇最佳的齒更多一些，的小齒輪的齒數(shù)是可取的。打開（半開）齒輪，由于主磨損齒輪被無效，以便使所述齒輪不會(huì)太小，所以小齒輪的齒的數(shù)目并不太大，一般是優(yōu)選的。</p><p>　　為了從底切，該標(biāo)準(zhǔn)正齒輪齒輪應(yīng)取。后確定的小齒輪的齒數(shù)，齒輪比可以通過大量的齒輪的齒數(shù)來確定。為了讓每顆齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，兩顆齒數(shù)應(yīng)該是互質(zhì)。</p><p>&

77、lt;b>　　c.齒寬系數(shù)的選擇</b></p><p>　　由齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式可知，輪齒越寬，承載能力也越高，因而輪齒不宜過窄；但增大齒寬又會(huì)使面上的載荷分布更趨均勻，故齒寬系數(shù)應(yīng)取得適當(dāng)。圓柱齒輪齒寬系數(shù)的薦用值列于表3-2-1內(nèi)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器，齒寬系數(shù)取為，（為傳動(dòng)比），所以對(duì)于圓柱齒輪傳動(dòng)</p><p>　　的規(guī)定值為0.2，0.25，0.30，0.

78、40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。 </p><p>　　(二）圓柱嚙合齒輪傳動(dòng)形式</p><p>　　a.外嚙合齒輪傳動(dòng)，由兩個(gè)外齒輪相嚙合，兩輪轉(zhuǎn)向相反；</p><p>　　b.內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，由一個(gè)內(nèi)齒輪和一個(gè)外齒輪相嚙合，兩輪轉(zhuǎn)向相同；</p><p>　　c.齒輪齒條傳動(dòng)，可將齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)變成齒條的直線

79、移動(dòng)，或者相反。</p><p>　?。ㄈX輪制造誤差的測(cè)定</p><p>　　齒輪齒根圓齒頂圓測(cè)定的原理</p><p>　　齒輪齒數(shù)為偶數(shù)時(shí)，齒頂圓直徑和齒根圓直徑可用游標(biāo)卡尺在待測(cè)齒輪上直接測(cè)量。</p><p>　　齒輪齒數(shù)為奇數(shù)時(shí)，不能通過直接測(cè)量得到和的真實(shí)值，需要間接測(cè)量。先量出齒輪安裝孔直徑D，再量出孔壁到某一齒根的距離H

80、2和孔壁到某一齒頂?shù)木嚯xH1。如下圖所示。</p><p>　　圖3.2.3 齒根圓、齒頂圓的測(cè)量</p><p>　　于是，有公式： </p><p>　　(四） 確定基圓齒距模數(shù)和壓力角</p><p>　　圖3.2.4 外齒輪</p><p><b>　　1.基圓齒距 </b&

81、gt;</p><p><b>　　公法線長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　2.模數(shù)m </b></p><p><b>　　表 3.2.4</b></p><p>　　(五）小齒輪的

82、幾何尺寸 </p><p>　　模數(shù)m=1.5 齒數(shù)=20 壓力角α= 齒寬系數(shù)=1</p><p><b>　　分度圓直徑</b></p><p><b>　　齒頂高</b></p><p><b>　　齒根高</b></p><p><

83、;b>　　齒頂圓直徑 </b></p><p><b>　　基圓直徑</b></p><p><b>　　齒距</b></p><p><b>　　齒厚</b></p><p><b>　　槽寬</b></p><p&

84、gt;　?。?齒輪的幾何尺寸</p><p>　　a).計(jì)算分度圓直徑</p><p>　　根據(jù)前面求得的得 </p><p>　　定傳動(dòng)比為 則 </p><p><b>　　b).計(jì)算中心距</b></p><p>　　mm=87.5mm mm=62.5mm</p

85、><p><b>　　c).計(jì)算齒輪寬度</b></p><p>　　齒輪2的寬度mm=25mm 齒輪3的寬度=25mm</p><p>　　則齒輪1的寬度25mm</p><p>　?。ㄆ撸X輪材料選用 </p><p>　　考慮到使小車走得更遠(yuǎn)和尺寸較小，我們選擇ABS塑料作為小車的齒輪材料。A

86、BS具有良好的綜合性能。沖擊強(qiáng)度高，即使在低溫下也不會(huì)快速降低，表面硬度高，有良好的耐磨性和加工藝性。絕緣性、尺寸穩(wěn)定性也較好，但耐候性差，耐熱性不夠高。在機(jī)械工業(yè)中可制作齒輪、葉輪、設(shè)備外殼，化工設(shè)備的各種容器、管道等，電器工業(yè)中的儀表、設(shè)備的各種配件等以及航空、運(yùn)輸工業(yè)都得到應(yīng)有。</p><p>　　4.2.4 原動(dòng)輪的大小及繞線圈數(shù)</p><p>　　原動(dòng)輪中間的直徑mm<

87、/p><p>　　于是，繞線圈數(shù) （圈）</p><p>　　4.2.5 小車的行走總位移和小車走“8”的個(gè)數(shù)N</p><p>　　=mm =14.91828 m 。</p><p><b>　　(個(gè)）</b></p><p>　　4.2.6 軸承的選擇</p><p>　　

88、取決于軸承摩擦的性質(zhì)，軸承可分為滑動(dòng)摩擦軸承（滑動(dòng)軸承）和滾動(dòng)摩擦軸承（滾動(dòng)軸承）兩大類。這種無碳汽車軸承的選擇。軋制是廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械的組件中的一個(gè)，它是依靠主元件之間的滾動(dòng)接觸，以支持旋轉(zhuǎn)部件。如果只有外部負(fù)載由軸承為不同分類，滾動(dòng)軸承，大致可分為徑向軸承，推力軸承，角接觸軸承和三類。主徑向承載被稱為徑向軸承，其中有幾種類型，不能承受軸向載荷;只有軸承的軸向負(fù)荷，稱為推力軸承，推力軸承部件組合在一起的日記被稱為軸圈，與所謂的種族成

89、分和基孔;能承受徑向和軸向載荷軸承稱為徑向止推軸承。</p><p>　　由于這種設(shè)計(jì)，體積小，且主要承受徑向負(fù)荷，我們選擇使用儀表軸承（深溝球軸承）。材質(zhì)選用鋁合金軸承合金。</p><p>　　第五章 小車能耗分析</p><p>　　5.1 小車能量轉(zhuǎn)換過程</p><p><b>　　5.2 小車的能量</b>&

90、lt;/p><p>　　小車是通過中1kg的重物下降40cm 的重力勢(shì)能來驅(qū)動(dòng)的。經(jīng)查表得：重物通過定滑輪下降的機(jī)械效率為，線與原動(dòng)輪間的傳遞系數(shù)為，齒輪間的傳遞效率。因此小車內(nèi)部的能耗系數(shù) 。因此，驅(qū)動(dòng)小車的實(shí)際能量為。</p><p>　　小車的總質(zhì)量2.2kg 滾動(dòng)摩擦系數(shù)經(jīng)查表為.因此小車消耗的能量. </p><p>　　小車內(nèi)部產(chǎn)生的力矩：</p&

91、gt;<p>　　產(chǎn)生的扭矩 （其中是考慮到摩擦產(chǎn)生的影響而設(shè)置的系數(shù)）</p><p>　　設(shè)一個(gè)后輪承受的壓力占總重量的，前輪承受的壓力占總重量的。則小車的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　， 于是 </b></p><p><b>　　。</b></p><p><b&

92、gt;　　由于，所以 。</b></p><p>　　第六章相關(guān)因素對(duì)軌跡及路程的影響分析</p><p>　　本文設(shè)計(jì)的無碳小車屬于精度較高的產(chǎn)品，所以對(duì)于小車的性能有諸多因</p><p>　　素會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，在整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，都需要牢記并且加以注意。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，需要在不影響其性能的前提下，要盡量

93、使小車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，</p><p>　　以減少能量損失，并且在選取材料時(shí)，應(yīng)盡量選取較輕的材料以減輕小車的質(zhì)量；</p><p>　　在計(jì)算過程中，需要盡量保證計(jì)算數(shù)據(jù)的正確性和精確性，對(duì)于一些需要查詢資料的數(shù)據(jù)，應(yīng)盡量找到確切的依據(jù)，對(duì)于小車本身的一些數(shù)據(jù)，應(yīng)盡量搜集比賽</p><p>　　時(shí)的資料和前人的產(chǎn)品資料加以總結(jié)和歸納，降低數(shù)據(jù)的偶然性，然后才能代入計(jì)

94、算；在加工制作過程中，應(yīng)盡量保證小車零件的精度，尤其是關(guān)鍵性的零件，</p><p>　　例如，微調(diào)機(jī)構(gòu)的零件等等；在裝配過程中，裝配精度的高低對(duì)小車的性能有著極大的影響，例如，軸與軸的軸線是否平行以及是否在同一水平面上，這是傳動(dòng)質(zhì)量的重要保證，所以保證高的裝配精度也是保證小車性能的重要因素。</p><p>　　只有在整個(gè)過程中都謹(jǐn)記著這些，才能最大可能的保證小車的性能。下面將對(duì)這些因素

95、進(jìn)行具體分析。</p><p>　　6.1影響軌跡的因素分析</p><p><b>　　6.1.1連桿長(zhǎng)度</b></p><p>　　對(duì)于本設(shè)計(jì)中的小車，連桿是一個(gè)極為重要的部分，是小車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而連桿的長(zhǎng)度對(duì)于小車的總體結(jié)構(gòu)和性能都是有著極大影響的。</p><p>　　首先，在小車裝配時(shí)，應(yīng)盡量使得連桿不左右傾

96、斜，這樣更加利于對(duì)小車進(jìn)行調(diào)整。在小車調(diào)試過程中，對(duì)連桿長(zhǎng)度進(jìn)行不斷的調(diào)整，使其達(dá)到最佳長(zhǎng)度后，便不要輕易改變了。</p><p>　　當(dāng)連桿長(zhǎng)度大于最佳長(zhǎng)度時(shí)，即曲柄的長(zhǎng)度減小時(shí)，會(huì)使得兩極點(diǎn)位置小于最佳位置。在保證其他因素不變時(shí)，連桿帶動(dòng)圓盤移動(dòng)的距離就會(huì)減小，從而使</p><p>　　得 B、C擋柱移動(dòng)距離減少，這樣可能會(huì)有推力不足的情況出現(xiàn)，從而導(dǎo)致小車無法轉(zhuǎn)向。這樣產(chǎn)生的嚴(yán)重后

97、果就是小車只能走圓形軌跡，無法完成“8”字軌跡的行走，無法達(dá)到預(yù)期的工作性能，所以要盡力避免這樣的情況出現(xiàn)。</p><p>　　當(dāng)連桿長(zhǎng)度小于最佳長(zhǎng)度時(shí)，即曲柄的長(zhǎng)度增大時(shí)，會(huì)使得兩極點(diǎn)位置大于最佳位置。在保證其他因素不變時(shí)，連桿帶動(dòng)圓盤移動(dòng)的距離就會(huì)增大，從而使得 B、C擋柱移動(dòng)距離增大，這樣會(huì)使得連桿在未達(dá)到極點(diǎn)位置就使小車轉(zhuǎn)向，</p><p>　　即提前轉(zhuǎn)向；這樣就會(huì)導(dǎo)致小車在“

98、8”中的兩個(gè)圓運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同，這樣就會(huì)使得有一半軌跡大于一個(gè)圓，即滯后轉(zhuǎn)向。這樣產(chǎn)生的嚴(yán)重后果是小車行走的每個(gè)“8”的軸線均不相同，即小車偏離預(yù)期軌跡，雖能完成“8”字軌跡的行走，但無法完成避障功能。而且當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地較小時(shí)，例如比賽時(shí)的乒乓球桌面，可能會(huì)導(dǎo)致小車走出場(chǎng)地，不夠小心的話可能會(huì)摔壞小車，所以要盡力避免這樣的情況出現(xiàn)。</p><p>　　綜上可得，在小車調(diào)試過程中，一定要盡量找到最佳的連桿長(zhǎng)度，這樣

99、才能夠最佳的實(shí)現(xiàn)小車的性能。</p><p><b>　　6.2能耗規(guī)律分析</b></p><p>　　為了簡(jiǎn)化分析，先不考慮小車內(nèi)部的能耗機(jī)理。設(shè)小車內(nèi)部的能耗系數(shù)為，即小車能量的傳遞效率為。小車輪與地面的摩阻系數(shù)為，理想情況下認(rèn)為重塊的重力勢(shì)能都用在小車克服阻力前進(jìn)上。則有</p><p>　　式中 ──為第i個(gè)輪子對(duì)地面的壓力<

100、/p><p>　　──為第i個(gè)輪子的半徑</p><p>　　──為第i個(gè)輪子行走的距離</p><p><b>　　──為小車總質(zhì)量</b></p><p>　　為了更全面的理解小車的各個(gè)參數(shù)變化對(duì)小車前進(jìn)距離的變化下面分別從1.輪子與地面的滾動(dòng)摩阻系數(shù)、2.輪子的半徑、3.小車的重量、4.小車能量轉(zhuǎn)換效率。四方面考慮。&

101、lt;/p><p>　　由文獻(xiàn)[10]知道一般材料的滾動(dòng)摩阻系數(shù)為0.1-0.8間。圖3-1-1為當(dāng)車輪半徑分別為（222mm，70mm）摩阻系數(shù)分別為0.3，0.4，0.5.....mm時(shí)小車行走的距離與小車內(nèi)部轉(zhuǎn)換效率的坐標(biāo)圖。</p><p>　　由圖3-1-1可知滾動(dòng)摩阻系數(shù)對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)影響非常顯著，因此在設(shè)計(jì)小車時(shí)也特別注意考慮輪子的材料，輪子的剛度盡可能大，與地面的摩阻系數(shù)盡可能小

102、。</p><p>　　同時(shí)可看到小車為輪子提供能量的效率提高一倍小車前進(jìn)的距離也提高一倍。因此應(yīng)盡可能減少小車內(nèi)部的摩擦損耗，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，充分潤(rùn)滑。</p><p>　　圖3-1-2為當(dāng)摩阻系數(shù)為0.5mm，車輪半徑依次增加10mm時(shí)的小車行走的距離與小車內(nèi)部轉(zhuǎn)換效率的坐標(biāo)圖。</p><p><b>　　圖6.2</b></p>

103、<p><b>　　圖6.2.1</b></p><p><b>　　圖6.2.2</b></p><p>　　由圖5.2.2可知當(dāng)小車的半徑每增加1cm小車便可多前進(jìn)1m到2m。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡可能增大輪子的半徑。</p><p><b>　　圖6.2.3</b></p>

104、<p><b>　　6.3運(yùn)動(dòng)學(xué)分析</b></p><p><b>　　涉及的物理量：</b></p><p><b>　　──驅(qū)動(dòng)輪半徑</b></p><p><b>　　──齒輪傳動(dòng)比</b></p><p>　　──驅(qū)動(dòng)輪A與轉(zhuǎn)向輪

105、橫向偏距</p><p>　　──驅(qū)動(dòng)輪B與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距</p><p>　　──驅(qū)動(dòng)軸（軸2）與轉(zhuǎn)向輪中心距離</p><p>　　──曲柄軸（軸1）與轉(zhuǎn)向輪中心距離</p><p><b>　　──曲柄的旋轉(zhuǎn)半徑</b></p><p><b>　　──搖桿長(zhǎng)</b>&

106、lt;/p><p><b>　　──連桿長(zhǎng)</b></p><p><b>　　──繞線軸的半徑</b></p><p><b>　　圖6.3</b></p><p><b>　　a、驅(qū)動(dòng)：</b></p><p>　　當(dāng)重物下降dh時(shí)

107、，驅(qū)動(dòng)軸（軸2）轉(zhuǎn)過的角度為d，</p><p>　　則有 </p><p><b>　　文獻(xiàn)[1]</b></p><p>　　則曲柄軸（軸1）轉(zhuǎn)過的角度</p><p><b>　　文獻(xiàn)[1]</b></p><p>　　小車移動(dòng)的

108、距離為（以A輪為參考）</p><p><b>　　文獻(xiàn)[1]</b></p><p><b>　　b、轉(zhuǎn)向：</b></p><p>　　當(dāng)轉(zhuǎn)向桿與驅(qū)動(dòng)軸間的夾角為時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)過的角度為</p><p><b>　　則與滿足以下關(guān)：</b></p><p&g

109、t;<b>　　文獻(xiàn)[1]</b></p><p>　　解上述方程可得與的函數(shù)關(guān)系式</p><p><b>　　文獻(xiàn)[1]</b></p><p><b>　　c、小車行走軌跡</b></p><p>　　只有A輪為驅(qū)動(dòng)輪，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)過角度時(shí)，</p><

110、p>　　則小車轉(zhuǎn)彎的曲率半徑為</p><p><b>　　文獻(xiàn)[1]</b></p><p>　　小車行走ds過程中，小車整體轉(zhuǎn)過的角度</p><p><b>　　文獻(xiàn)[1]</b></p><p>　　當(dāng)小車轉(zhuǎn)過的角度為時(shí)，有</p><p>　　d、小車其他輪的

111、軌跡</p><p>　　以輪A為參考，則在小車的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中，B的坐標(biāo)、C的坐標(biāo)</p><p><b>　　在地面坐標(biāo)系中，有</b></p><p><b>　　整理上述表達(dá)式有：</b></p><p>　　求解方程，把上述微分方程改成差分方程求解，通過設(shè)定合理的參數(shù)的到了小車運(yùn)動(dòng)軌跡如圖&

112、lt;/p><p><b>　　圖6.3.1</b></p><p><b>　　6.4動(dòng)力學(xué)分析</b></p><p><b>　　a、驅(qū)動(dòng)</b></p><p>　　重物以加速度向下加速運(yùn)動(dòng)，繩子拉力為，有</p><p><b>　　文獻(xiàn)

113、[11]</b></p><p><b>　　產(chǎn)生的扭矩</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)[11]</b></p><p>　　式中 ──考慮到摩擦產(chǎn)生的影響而設(shè)置的系數(shù)。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)輪受到的力矩，曲柄輪受到的扭矩，為驅(qū)動(dòng)輪A受到的壓力，為驅(qū)動(dòng)輪A提供的動(dòng)力，有&

114、lt;/p><p><b>　　文獻(xiàn)[11]</b></p><p>　　式中 ──考慮到摩擦產(chǎn)生的影響而設(shè)置的系數(shù)</p><p><b>　　文獻(xiàn)[11]</b></p><p><b>　　b、轉(zhuǎn)向</b></p><p>　　假設(shè)小車在轉(zhuǎn)向過程中轉(zhuǎn)

115、向輪受到的阻力矩恒為，其大小可由赫茲公式求得</p><p><b>　　文獻(xiàn)[9]</b></p><p><b>　　由于b比較小，故</b></p><p><b>　　對(duì)于連桿的拉力，有</b></p><p>　　c、小車行走受力分析</p><p

116、>　　設(shè)小車慣量為，質(zhì)心在則此時(shí)對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心的慣量為</p><p>　　文獻(xiàn)[11] </p><p><b>　　小車的加速度為：</b></p><p><b>　　整理上述表達(dá)式得：</b></p><p>　　第七章 典型零件的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核</p>&

117、lt;p>　　7.1 主動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖7.1</b></p><p>　　7.2 主動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核</p><p>　　7.2.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1. 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　?。?）按傳動(dòng)方案，選用直齒

118、圓柱齒輪</p><p><b>　?。?）選用7級(jí)精度</b></p><p>　?。?）材料選擇。由參考文獻(xiàn)[9]表10—1選擇大齒輪材料為L(zhǎng)D6061鋁合金，硬度為280HBS，小齒輪材料為黃銅，硬度為280HBS</p><p>　?。?）選大齒輪齒數(shù)z1=120，小齒輪的齒數(shù)為z2=30</p><p>　　2

119、． 按齒面強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) 確定各式計(jì)算數(shù)字</p><p><b>　　試選載荷系數(shù)。</b></p><p>　　計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　由參考文獻(xiàn)[10]查得，大齒輪做懸臂布置，選取齒寬系數(shù)。</p>

120、;<p>　　由參考文獻(xiàn)[10]查得，鋁合金的彈性影響系數(shù)</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[10]查得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限；大齒輪的接觸疲勞極限。</p><p><b>　　計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　6） 由參考文獻(xiàn)[10]查得，接觸疲勞壽命系數(shù)；</p><p>　　

121、7） 計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 </p><p><b>　?。?）計(jì)算</b></p><p>　　1）試算大齒輪分度圓直徑d1t，代入中較小的值。</p><p><b>　　2）計(jì)算圓周速度v</b></p><p>&