【正文】 為了便于設(shè)計和計算取 9mmd2 ? ，即需在線軸上繞線圈數(shù) n=14 通常起動轉(zhuǎn)矩大于或等于額定轉(zhuǎn)矩的 倍，有： 11 dTT ??起 , 即 ?d ，取 mm121 ?d 重塊快接觸小車時，緩慢減速，取 mm83 ?d 選用直徑為 1mm 細線，則需要繞線的軸長度為 ，假定小車做一個周期的加速運動，三個周期的緩慢減速運動其他部分近似看成勻速運動。顧采用兩級齒輪傳動。若采用一級 a) b) 圖 5 一級傳動與兩級傳動平面布局示意圖 比較 傳動如上圖所示，圖中兩方案的總傳動比相同，齒數(shù)、模數(shù)相同，小齒輪齒數(shù)相同。 圖 3 綠色小車示意圖 根據(jù)任務(wù)書中路寬 2m,以及每隔 1m,放置一個直徑為 20mm,高 200mm 的彈性障礙圓棒，考 慮到使小車運動軌跡盡可能的沿直線運動，繞過障礙物越多，經(jīng)過多方面考慮后，小車近似按余弦曲線 y=Acos(wx)運動，其中 A=，其運動的大致路線如下圖所示： 圖 4 綠色小車行走示意圖 小車運動一個周期的長度 0S ： 綠色小車 6 小車轉(zhuǎn)向過程中最大角度 MAX? ； 有 tan MAX? == 即 MAX? =176。 小車車輪及外形的材料和尺寸的確定 1. 對于車輪大小設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求前輪直徑不得小于 30mm,前輪 直徑初步采用d=30mm,后輪直徑采用 D=150mm。 齒輪 2 與齒輪 1 嚙合帶動 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，后輪轉(zhuǎn)動 ， 實現(xiàn)小綠色小車 4 車向前 的 運動。②轉(zhuǎn)向輪最大外徑應(yīng)不小于 ￠ 30mm。2mm，重塊落下后，須被小車承載并同小車一起運動，不允許掉落。隨著社會的發(fā)展， 人們的生活水平的提高，無碳對于 我們 來說，顯然越來越重要 ，低碳能源將會是 汽車 能源中的主流能源。在代用能源 方面 的發(fā)展 國家政策其關(guān)鍵性和決定性的作用。汽車代用能源的選擇要考慮經(jīng)濟性（ Economy）、應(yīng)用方便性（ Ease）、資源可獲得性 (Energy)和環(huán)境友好性 (Environment)，即 4E 評價 ,并且要因地制宜。 的發(fā)展趨勢 能源是 汽車的血液，是車輛的動力源?！痹S多人認為，確保無碳車道便利通達，既是現(xiàn)實選擇，也是大勢所趨。多數(shù)網(wǎng)友 認為，對社會整體而言，完全“無碳”難做到但有意識地減少“碳排放”確是隨時隨地都可做的事，勿以“減碳”少而不為 …… 2． 隨著社會科技的發(fā)展，人們的生活水平的提高，無碳對于 我們 來說，顯然越來越重要，建設(shè)無碳社會，使得生活更加環(huán)保，沒有任何污染。本文將對 綠色 小車模型設(shè)計過程，結(jié)構(gòu)功能特點進行詳細的介紹 。各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計圖紙 JIANGXI AGRICULTURALUNIVERSITY 本科畢業(yè) 設(shè) 計 題目 ： 綠色小車 學(xué)院 ： 姓 名 ： 學(xué) 號 ： 專 業(yè) ： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級 ： 指導(dǎo)教師 ：職 稱： 講 師 二 0 一一 年 五 月 綠色小車 i 摘要 本設(shè)計是依據(jù) 課題 要求 “ 綠色 小車”， 即 提出一種“無碳”的方法，帶動小車的運行，即給定一重力勢能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計一種可將該重力勢能轉(zhuǎn)化為機械能并用來驅(qū)動小車行走的裝置。 關(guān)鍵詞 ： 綠色 小車 ； 無碳 ； 勢能轉(zhuǎn)化 綠色小車 ii Abstract The design is based on the requirements of the subject of green car, that proposes a carbonfree approach, driven the car running, that is, given a potential energy, according to energy conversion principles, the design of a gravitational potential energy can be transformed into the mechanical energy and used to drive the car to walk the device. The car then before the line can automatically avoid obstacles on the track set (every 1 m, placed a diameter of 20mm, 200mm flexible high barrier for the rod.) Most important feature of this model is transformed into gravitational potential energy of the rotation gear, thereby driving under the size of the meshing gear wheel and steering wheel, and thus plete the task in accordance with the provisions of the route. This paper will model green car design process, structure and function of the characteristics described in detail. Key words:Greencar。 3． 無碳小車的設(shè)計和發(fā)明，是國家和社會對能源問題和環(huán)境問題的更加重視。 現(xiàn)在很多發(fā)達國家都把無碳技術(shù)運用到各個領(lǐng)域，像交通，家具等。自 1886 年世界上第一輛汽車誕生自今，汽油和柴 油作為主要能源在汽車上得到普遍的應(yīng)用。進入 21 世紀，隨著石油危機和節(jié)能、環(huán)保的呼聲高漲，“低碳”也成為能源評定標準之一，各國都根據(jù) 4E 評價和本國技術(shù)特點，制定了新的汽車能源方案。為了更好的發(fā)展車用替代能源，我國應(yīng)該盡快組織力量，提前做好配套措施和供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，進綠色小車 2 一步加快完善傳統(tǒng)燃油汽車的燃油消耗標準體系，促進各類汽車改善能源的經(jīng)濟性；根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況和要求，建立健全各種新能源汽車的和新型動力系統(tǒng)及其它節(jié)能產(chǎn)品的標準法規(guī)體系，促進車 用新能源在我國立足發(fā)展。 2 綠色小車 總體 設(shè)計及其運動原理 圖 1 運動示意圖 課題目的及其要求 課題 目的： 給定一重力勢能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計一種可將該 重力勢能轉(zhuǎn)換為機械能并可用來驅(qū)動小車行走的裝置。 要求小車前行過程中完成的所有動作所需的能量均由此能量轉(zhuǎn)換獲得，不可使用任何其他的能量形式。 小車總體設(shè)計及其運動原理 設(shè)計重點 ：以減小小車重力和運動阻力，另由于動力是重塊豎直向下運動，即重塊重力勢能轉(zhuǎn)化為小車動能，應(yīng)盡量避免重塊因與小車碰撞而消耗能量，使重塊的重力勢能盡可能的轉(zhuǎn)化為小車的動能，使小車運動距離最大化。齒輪 3 與齒輪嚙合，使曲軸轉(zhuǎn)動 ，曲軸 再 通過連桿使轉(zhuǎn)向桿前后擺動，從而實現(xiàn)前輪的轉(zhuǎn)向 運動 。 車輪材料 選擇考慮到車輪需承受車重和與地 摩 擦，綠色小車 5 需要高的強度和耐磨性 ,以及本身的重量選用 鋁合金 。 =20176。由圖可見 ， 采用一級傳動所占平面面積，遠比兩級傳動的面積大。 上網(wǎng)查的尼龍水泥滑動摩擦系數(shù)通常為 ~，滾動摩擦系數(shù)與滑動摩擦系數(shù)一般相差一個數(shù)量級，且圓柱形車輪的滾動摩擦系數(shù)為 ~，取 ?f 小車起動轉(zhuǎn)矩 T： 令原動軸每轉(zhuǎn)一圈，小車繞過一個障礙圓棒，而小車每運動一個周期繞過兩個障礙圓棒，由原動軸與驅(qū)動軸的齒輪傳動比 1i 和原動軸與曲軸的齒輪傳動比 2i 有： 原動軸繞線部分設(shè)計及計算 1. 在起動時原動軸的轉(zhuǎn)動半徑較大，起動轉(zhuǎn)矩大，有力起動。繞線部分軸總長取20mm,其中各運動繞線軸尺寸為 mm6L1 2 m mLmm,2 321 ??? ，L 運動及運動力參數(shù)計算 2 軸（原動軸）： t190mgm a x2 ??? tm gLP ? （小車整個過程運動的時間為 t） t10801860/60n m a x2 ???? ttn mm1 2 012101mg 1m a x2 ??????? NmmNdT 1 軸（驅(qū)動軸）： t a x2m a x1 ??????? tPP ???? tti 12m a x2m a x1 ???? ????????? NNiTT ???? 3 軸（曲軸）： ttPP a x2m a x3 ??????? ???? tti 54021080nn 34m a x2m a x3 ???? ????????? NNiTT ???? 4 軸（支承軸） 綠色小車 9 ttPP a x3m a x4 ???? ? 04 ?naxn a x3m a x4 ?????? NNTT ? 將上述計算結(jié)果加以匯總，如下表 表 3 各軸設(shè)計參數(shù)匯總 軸名 功率 P/w 轉(zhuǎn)矩 T/(N一般取 Z=17~25； c. 為了避免根切現(xiàn)象，對于標準直齒圓柱齒輪，應(yīng)取 Z≥17。 數(shù)據(jù)代入上式得： ?K ， mmNTT ??? a x11 齒輪估算許用應(yīng)力 ： ? ? M P aM P aFP m i n ???? ?? 查《機械設(shè)計》表 ~ ?? ，取 ?? ， 查《機械設(shè)計》表 由 171?Z 得： ?FY ， ?saY 由《機械設(shè)計》（修訂版）式 67 得： 端面重合度 ??? c 21 ?????? ??? ）（ ZZ 對于直齒輪 ? =0 代入數(shù)據(jù)得： 12?? = 2 ,取 ~??Y 齒數(shù)比較少，取1?Y = 所有數(shù)據(jù)代入得： m 3 2 ???????? 綠色小車 11 為了不妨礙后輪運動，中心距 mm50)(2 211212 ??? ZZma，即 ? 由《機械設(shè)計》表 ，選取第一系列標準模數(shù) 2m12? mm。直齒圓柱齒輪傳動，可取 ~??K ， ~1??K ，運動過程中速度比較低取 ??K ，齒面硬度高， ??K 取兩齒面為硬面，可取~ ??K ，齒輪在兩支承中間不成對稱布置，取 ??K 。 原動軸 (2軸 )設(shè)計 選擇軸的材料 選材料為 45 鋼正火，查 《機械設(shè)計》表 得 b2? =590Mpa 。 b][a1 =45Mpa 求出軸上的功率 、 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由表 3 可知 2P =190/t W。則 mmhmdll ??????????? ?? ⅩⅣⅩⅢⅡⅠ 圓整取 mm14?? ?? ⅩⅣⅩⅢⅡⅠ ll 理想情況下，直齒輪傳動只受徑向力根據(jù)《機械設(shè)計》表 選深溝球軸承（主要承受徑向力，也可同時承受少量的雙向的軸向負荷）。為了使開口擋圈可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于 輪轂寬度，故取 mm10??ⅤⅣl ， mm18??ⅪⅩl ,擋圈卡槽寬度統(tǒng)一設(shè)計為 2mm。按 24d = 29d =10mm， 由《機械設(shè)計簡明手冊》表 81 查得平鍵截面為 mmmmhb 33 ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，選用系列中長為 8mm和 14mm的 A型平鍵。 從軸的 結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險截面。校核左邊卡槽代入數(shù)據(jù)得： M P aM P a bca 45][ 1 ??? ??? 卡 故安全 精確校核