無(wú)碳小車設(shè)計(jì)說(shuō)明書_-資料下載頁(yè)
2025-03-04 16:31本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】我們把小車的設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段：方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、制作調(diào)試。每一階段的深入分析、層層把關(guān)，是我們的設(shè)計(jì)盡可能向最優(yōu)設(shè)計(jì)靠攏。對(duì)每一個(gè)模塊進(jìn)行多方案設(shè)計(jì)，通過(guò)綜合對(duì)比選擇出最優(yōu)的方案組合。機(jī)構(gòu)采用微調(diào)螺母螺釘。其中轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)利用了調(diào)心軸承、關(guān)節(jié)軸承。別進(jìn)行了能耗規(guī)律分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、靈敏度分析。小車的具體參數(shù)，和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在實(shí)體建模的基礎(chǔ)上對(duì)每一個(gè)零件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，綜合考。慮零件材料性能、加工工藝、成本等。需要特殊加工外，大多數(shù)都可以通過(guò)手工加工出來(lái)。
【正文】 如圖：重物以加速度向下加速運(yùn)動(dòng)，繩子拉力為 T ，有)( agmT ?? 產(chǎn)生的扭矩 122 ???? rTM ，（其中 1? 是考慮到摩擦產(chǎn)生的影響而設(shè)置的系數(shù)。） 驅(qū)動(dòng)輪受到的力矩 AM ，曲柄輪受到的扭矩 1M ， AN 為驅(qū)動(dòng)輪 A 受到的壓力， AF 為驅(qū)動(dòng)輪 A 提供的動(dòng)力，有 221 ???? MiMM A （其中 2? 是考慮到摩擦產(chǎn)生的影響而設(shè)置的系數(shù)） RFNM AAA ???? ? b、轉(zhuǎn)向 假設(shè)小車在轉(zhuǎn)向過(guò)程中轉(zhuǎn)向輪受到的阻力矩恒為 CM ，其大小可由赫茲公式求得，)11(1222121EERBNccc ????????? 19 bBN cc 2??? ? 由于 b比較小，故 241 bBM cc ??? 對(duì)于連桿的拉力 cF ，有 lrc 11 s in2s in ?? ?? 21 c o s)c o s1(a r c s i n2cc lc ? ???? ? ????? 12 s i nc o s cccc cFM ?? ???? )s i n ( 21 cc cFM ?? ???? c、小車行走受力分析 設(shè)小車慣量為 I ，質(zhì)心在則此時(shí)對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心 O? 的慣量為 I? ])[( 2321 aamII A ????? ? （平行軸定理） )()( 21221 aaRNdarNFI ABAccAA ????????????? ?????? 小車的加速度為： AAa ?? ?? 2raRaA ? 整理上述表達(dá)式得： 20 靈敏度分析模型 小車一旦設(shè)計(jì)出來(lái)在不改變其參數(shù)的條件下小車的軌跡就已經(jīng)確定，但由于加工誤差和裝配誤差的存在，裝配好小車后可能會(huì)出現(xiàn)其軌跡與預(yù)先設(shè)計(jì)的軌跡有偏離，需要糾正。其次開始設(shè)計(jì)的軌跡也許并不是最優(yōu)的，需要通過(guò)調(diào)試試驗(yàn)來(lái)確定最優(yōu)路徑，著同樣需要改變小車的某些參數(shù)。為了得到改 變不同參數(shù)對(duì)小車運(yùn)行軌跡的影響，和指導(dǎo)如何調(diào)試這里對(duì)小車各個(gè)參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析。 21 參數(shù)確定 單位： m 轉(zhuǎn)向輪與曲柄軸軸心距 b=。 搖桿長(zhǎng) c=。 驅(qū)動(dòng)輪直徑 D=。 驅(qū)動(dòng)輪 A 與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距 a1= 驅(qū)動(dòng)輪 B 與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距 a2=。 驅(qū)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)向輪的距離 d=。 曲柄長(zhǎng) r1=。 繩輪半徑 r2= 零部件設(shè)計(jì) 需加工的零件： a．驅(qū)動(dòng)軸 6061 空心鋁合金管 。 外徑 6mm 內(nèi)徑 3mm b．車輪 聚甲醛板（ POM 板材） 。 厚度： 8mm，規(guī)格尺寸： 600*1200mm 可購(gòu)買的標(biāo)準(zhǔn)件： a．單向離合器軸承 2個(gè) 型號(hào) Bearing Number 外型尺寸 (mm) 22 FC 系列 d D FC6K(2) 6 10 b． RBL 關(guān)節(jié)軸承 1 個(gè)： SQ 5RS c．調(diào)心球軸承 1個(gè) 軸承代號(hào) d D B 135 5 19 6 23 d．深溝球軸承 1個(gè) 型號(hào) 內(nèi)徑 (d) 外徑 (D) R85zz 5 8 d．圓柱直齒輪 1對(duì) 小齒輪： 模數(shù) =1， 齒 數(shù) =15， 外徑 =17mm， 內(nèi)孔 =3mm， 厚度： 大齒輪： 模數(shù) =1， 齒數(shù) =45，外徑 =47mm，內(nèi)徑 =10mm， 厚度 =10mm 材質(zhì) ：夾布塑料 為了進(jìn)一步分析本方案的可行性，我們利用了 proe 進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真。 四 小車制作調(diào)試及改進(jìn) 小車制作流程 小車調(diào)試方法 小車的調(diào)試是個(gè)很重要的過(guò)程，有了大量的理論依據(jù)支撐，還必須用大量的實(shí)踐去驗(yàn)證。小車的調(diào)試涉及到很多的內(nèi)容，如車速的快慢，繞過(guò)障礙物，小車整體的協(xié)調(diào)性，小車前進(jìn)的距離等。 24 （ 1）小車的速度的調(diào)試：通過(guò)小車在指定的賽道上行走，測(cè)量通過(guò)指定點(diǎn)的時(shí)間，得到多組數(shù)據(jù)，從而得出小車行駛的速度，通過(guò)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小車后半程速度較快，整體協(xié)調(diào)性能不是太好，于是車小了繞繩驅(qū)動(dòng)軸，減小過(guò)大的驅(qū)動(dòng)力同時(shí)也增大了小車前進(jìn)的距離。 （ 2）小車避障的調(diào)試：雖然本組小車各個(gè)機(jī)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)較簡(jiǎn)單，損耗能量較少，但是避障不是很好，但與此同時(shí)，小車由于設(shè)計(jì)時(shí)采用了多組微調(diào)機(jī)構(gòu)，通過(guò)觀察小車在指定賽道上行走時(shí)避障的特點(diǎn)，微調(diào)螺母，慢慢小車避障性能改善，并做好標(biāo)記。 小車改進(jìn) 方法 五 評(píng)價(jià)分析 小車優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）小車機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，單級(jí)齒輪傳動(dòng)，損耗能量少， （ 2）多處采用微調(diào)機(jī)構(gòu)，便于糾正軌跡，避開障礙物， （ 3）采用大的驅(qū)動(dòng)輪，滾阻系數(shù)小，行走距離遠(yuǎn)， （ 4）采用磁阻尼，小車穩(wěn)定性提高，不致使車速過(guò)快， 缺點(diǎn)： 小車精度要求高，使得加工零件成本高，以及微調(diào)各個(gè)機(jī)構(gòu)都很費(fèi)時(shí)，避障穩(wěn)定行差，時(shí)而偏左，時(shí)而偏右。 自動(dòng)行走比賽時(shí)的前行距離估計(jì) 通過(guò)理論與實(shí)踐結(jié)合，小車行走距離（包括繞開障礙物）約 2025 米。 改進(jìn)方向 小車最大的缺點(diǎn)是精度要求非常高，改進(jìn)小車 的精度要求，使能調(diào)整簡(jiǎn)單，小車便能達(dá)到很好的行走效果。 25 六 參考文獻(xiàn) 【 1】 孫桓，陳作模 . 機(jī)械原理（第七版 . 北京：高等教育出版社， 2021. 【 2】 濮良貴，紀(jì)名綱 . 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） . 北京：高等教育出版 2021
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