s型無碳小車設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2025-06-19 18:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 小車行進(jìn)的更遠(yuǎn)，怎么將一定的總能量盡可能以高利用率的形式轉(zhuǎn)換是非常重要的問題。為了減少能量的損耗，我們利用定滑輪，在下落過程中帶動齒輪軸轉(zhuǎn)動，從而使整個小車前進(jìn)。易知，下落過程中，輪子所帶動軸半徑的不同會導(dǎo)致軸轉(zhuǎn)動的速度不同。太小的半徑提供的力偶距太小而導(dǎo)致小車禁止不懂，太大的半徑會使重物掉落的加速度太大而增加能量的損耗，理想的狀態(tài)時重物勻速下落，這要就可以使小車前進(jìn)的路程達(dá)到最大。所以在此裝置中，我們加入了可滑動圓錐筒型裝置，即可通過滑動圓錐筒改變提供力偶距的大小，使小車行進(jìn)的路程達(dá)到最大。能量轉(zhuǎn)換裝置示意圖如圖八。圖八:能量轉(zhuǎn)換裝置車架不用承受很大的力，精度要求低?？紤]到重量，加工成本，美觀等因素，車架采用木材加工制作成三角底板式。三 參數(shù)的確定在上面的討論中，我們的路徑是擺線和直線的組合，為了能讓小車更順利的轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎角度不能太小，為了能讓小車行進(jìn)的更遠(yuǎn)，必須使小車轉(zhuǎn)向的半徑不能太大。所以，確定了曲線的半徑為，小車的寬度為，小車轉(zhuǎn)角，經(jīng)過MATLAB擬合的曲線如圖十。 軌跡方程為 對方程求積分，得到曲線的長度為；；； 曲線的長度為；；。 自動轉(zhuǎn)向裝置參數(shù)的確定包含前輪轉(zhuǎn)向裝置參數(shù)的確定和后輪差速轉(zhuǎn)向裝置參數(shù)的確定。參數(shù)的確定有利于判斷小車的設(shè)計是否合理，小車能否完成預(yù)計的軌道等實(shí)際問題。這里，我們假設(shè)齒輪軸每轉(zhuǎn)一周，小車行進(jìn)一個周期。前輪轉(zhuǎn)向裝置是為了更好的按照規(guī)定的軌跡行進(jìn)，我們把前輪安裝在車架中間，則行進(jìn)的軌跡為。前輪自動轉(zhuǎn)向裝置簡圖如圖十一。圖十一：前輪自動轉(zhuǎn)向裝置簡圖又因為前輪轉(zhuǎn)彎時需要行進(jìn)的距離為，直線需要行進(jìn)的距離為，對應(yīng)的，小車轉(zhuǎn)彎時，齒輪軸上的齒輪旋轉(zhuǎn)的角度為，小車直線時，齒輪旋轉(zhuǎn)的角度為。此時齒輪為不完全齒輪，只有才有齒。176。的時候，齒輪需要旋轉(zhuǎn)180176。從而傳動比。由于，傳動比較大，所以加入了齒輪和，根據(jù)已知的傳動比，為了便于加工等原因，求得。因為和，加工不方便也不符合現(xiàn)實(shí)，我們進(jìn)行了修正，將。這樣就考慮到實(shí)際情況也滿足預(yù)期的軌跡。我們設(shè)計小車總長度為150mm，而齒輪系的長度以達(dá)到，所以連桿和直角桿的總長為90mm，所以我們?nèi)∵B桿的長度為30mm，直角桿的一端長度為50mm。我們將在距離齒輪中心為5mm的地方裝一個銷釘。所以直角桿水平擺動的距離為10mm。所以可以得到直角桿另一端的長度為。 在差速轉(zhuǎn)向裝置中，需要滿足在直線行進(jìn)中，階梯齒輪的嚙合相同，在擺線行進(jìn)中，階梯齒輪的嚙合正好相反，并且兩后輪所行進(jìn)的軌跡滿足曲線和,同時主動階梯齒輪轉(zhuǎn)一圈時，后輪輪子行進(jìn)的距離應(yīng)是一個周期長度的
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