合肥工业大学无碳小车设计方案.doc

无碳小车设计方案 小车设计： 1.工作原理 重力势能转化成小车前进的动能，1kg的重物从50cm的高度下落，重力势能为5J，利用转向装置实现小车按正弦曲线(近似看作)绕桩前进，桩距1m。当重物下落时，其所带的绳子带动绕线轴转动，带动与绕线轴同轴的二个齿轮转动，从而带动从动齿轮转动。从动齿轮一个在后轴，带动后轮转动。另一个是与连杆相连，从而带动前轮摆动。 （此图为示意图，为小车的装配图） 2.动力装置 1.传动的选择及其原理： 重物下落采取连线方式，因为这样可以改变力的方向，较好使所绕的绕线轴转动，从而带动后轮轴转动。 （此图为部分半剖视图）2． （侧视图） 3.转向装置 （1）转向装置的选择： 选择采用空间四杠机构来实现转向，其原理是利用曲柄摇杆机构曲柄转一圈，摇杆转动一定角度。 （2）工作原理： 绕线轴与转向装置之间用齿轮联动，在从动齿轮上钻孔，连接曲柄。从动齿轮转一圈，曲柄转动，摇杆转动一定角度，小车前进，通过计算，实现绕桩前进。 计算：后轮上有一个齿轮为r1，与之相啮合的为r2（在主动轴上）。另一个与r2同轴的齿轮为r3与之相啮合的为r4（专司转向）。可知要求当小车位移2米即路程s=2.28米（假定左右摆幅为0.2m）时r4转一周。 后轮：R后轮=100cm，可得方程 （s/2兀）*(2兀r1/2兀r2）*（2兀r3/2兀r4）=1； 即r1*r3/(r2*r4)=0.2兀/5=0.288； 再设绕线轴半径为r线，行进几个周期。可得： （S/2兀R后轮）*（2兀r1/2兀r2）*2兀R线=0.5/n； 即r1/r2=1/（40*n*r线） 同理r4/r3=1/（4兀n*R）； 由以上得出:齿轮标准得表格 半径 长度 模数 N齿数 R1 10.00 1.25 16 R2 48.75 1.25 78 R3 28 2 28 R4 20 2 20 R后轮=100mm，r线=8.00mm； 设计工艺: （1）小车的底板采用的是镂空金属板，可以增强小车的强度。 （2）所有转动及连接处，都采用球轴承，可以减小摩擦，同时可以保证运动的准确性。 （3）作为驱动轮，后轮制作应稍粗糙，增大与地面的摩擦系数，便于驱动小车前进。 （4） 在连杆与小车导向杆之间利用球铰连接，因为要实现不同方向的转动。 摇杆与小车导向杆用球铰连接，便于转动。 （5）前轮的支撑杆子要垂直。并且要可以灵活转动，以实现很好的转弯。 成本分析: (1）曲柄摇杆计 元 (2）齿轮四个共计 元 (3）车轮（后轮两个，导向轮一个）共计 元 (4）底盘计 元 (5）定滑轮两个计 元 (6）支撑杆一个计 元 (7 )成本总计：共计 元 合计 元 管理方案设计 1：人力资源配置 小组共六人组成：学生五名，导师一名。 2：进度计划与控制设计方案 方案初定于4月20日，4月30日之前提交设计方案。得到批准后立即开始加工设计，预计六月上旬完成比赛作品与无碳小车的调试工作。 3：质量管理设计 完全按照小车需要的精度与要求进行小车零部件加工，特殊部位进行特殊加工。使小车能尽可能达到走的更远的目标。