【正文】 加工誤差和裝配誤差的存在，必定會導(dǎo) 致小車運動的偏差，然而 34 這個誤差是可以調(diào)節(jié)的。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，我們考慮到加工 的問題，使設(shè)計出的零件盡可能地易于加工，減少成本，因而大大的減少了加工誤差。然而，對裝配的誤差考慮較少，造成整體結(jié)構(gòu)不夠緊湊，裝配誤差比較大。因此，在后續(xù)的過程程中，應(yīng)當(dāng)對整體結(jié)構(gòu)做相應(yīng)的調(diào)整優(yōu)化。 效率的計算 小車主體由動力機構(gòu)、傳動機構(gòu)和轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)串聯(lián)而成。令各機構(gòu)的機械效率為 1? 、 2? 、 3? ，則小車整體的機械效率為： 321 ???? ???總 動力機構(gòu)的機械效率 如圖 所示，繞繩輪與后輪轉(zhuǎn)軸直接固定連接，繩子與定滑輪以及繞繩輪只存在滾動摩擦（或者存在極少量的滑動摩擦，故可忽略不計），因此能量的損耗只在于滑輪與滑輪軸之間的摩擦損耗。滑輪和滑輪軸的材料都是采用 5A05鋁合金，其滑動摩擦因數(shù)為 f=，滑輪半徑 1R =22mm，滑輪與滑輪軸組成的轉(zhuǎn)動副的摩擦圓曲率半徑為?? 。 對滑輪受力分析如下圖 (71)所示 ： 35 圖 71 對轉(zhuǎn)動中心 由 平衡條件可得： 11 RGFRT r ????? ?………………………………………… .(71) TGFr ?? …………………………………………………… ..(72) 聯(lián)立可求得： T=????? 11RRG…………………………………………… ...(73) 忽略摩擦的情況下，同理可求得： GT ?? ……………………………………………… .…… (74) 又， ??TT1?……………………………………………………… .(75) 聯(lián)立 代入數(shù)據(jù)，求得： ?1? %..............................................(76) 傳動機構(gòu)效率的計算 查閱資料可知， 8級精度的直齒圓柱齒輪在有席油潤滑的情況下 36 的傳動效率為 97%。由于，傳動機構(gòu)為兩級齒輪副傳動，因此，可計算出傳動機構(gòu)的總機械效率為： %97%972 ??? =%............................................................(77) 轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)傳動效率的計算 過渡階段，前輪轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)的傳動效率可有式 計算可得。聯(lián)立式 有： ?? 553 eeMM?……………………………………………………… (78) 取最大傳動力矩位臵的參數(shù)做計算，求得： 3? =%..................................................................................(79) 綜合式 (76)、 (77)、 (79)可得： ?總? %..................................................................................(710) 37 第 8 章、仿真分析 通過對小車進行機構(gòu)連接，我們對小車做了運動仿真分析。輸出了仿真動畫，以及小車前輪的轉(zhuǎn)速，角加速度和角位移圖象，如下圖所示： 圖 81 38 通過測量，發(fā)現(xiàn)前輪最大轉(zhuǎn)角分別為： 、 ? 度。與理論設(shè)計的角度 ? 存在一定的誤差。在時間上，通過測量，過渡階段主要分配在小車走弧線的階段，過渡階 段的時間為 ，走直線的時間為 ，走弧線的時間為 。 小車前輪角速度和角加速度圖象如圖 （ 82） 所示，通過測量，小車前輪的最大加速度如圖第一個波峰所示，為 度 /秒。變速階段與小車前輪角位移改變階段相對應(yīng)。 圖 82 小車前輪角加速度圖象如左圖（ 83） 所示，顯然，在個別位臵加速度較大，大體變化不大，因此，小車在轉(zhuǎn)向時不會出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎導(dǎo)致小車失衡的情形。 圖 83 39 第 9 章、綜合評價及方案改進 通過對小車的設(shè)計以及運動仿真分析，我們對小車做了整體的綜合 評價，并提出了改進方案。 綜合評價 不足處 小車主要 由凸輪四桿機構(gòu)，齒輪傳動機構(gòu)，以及繞繩輪動力機構(gòu)組成，機構(gòu)組成較復(fù)雜，零件裝配定位難度大。 小車整體機構(gòu)分布不夠緊湊，零件分布不夠均勻。 小車各機構(gòu)采用串聯(lián)方式連接，傳動效率不夠高。 優(yōu)點 小車整體設(shè)計采用優(yōu)化參數(shù)設(shè)計，控制精度高。 在進行機構(gòu)或零件設(shè)計時充分考慮到加工與制造，因此零件相對簡單，加工難度低，加工精度高，成本低。 小車運動過渡階段平穩(wěn)緩和，運行穩(wěn)定性高。 40 方 案改進 針對以上分析，我們提出了一下改進方案 : 保證加工精度和一定加工成本的前提下，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，使小車整體結(jié)構(gòu)盡可能的緊湊。 在保證實現(xiàn)預(yù)定功能的前提下，優(yōu)化機構(gòu)設(shè)計，盡可能地提高整體機械效率，減少摩擦損耗。 優(yōu)化機構(gòu)布局，使小車重心盡可能地靠里，增強小車抵抗外界 干擾的能力。 41 第 10章、參考文獻 【 1】濮良貴，紀名剛 . 機械設(shè)計 . 8版 . 北京 ： 高等教育出版社 ，2021. 【 2】孫恒，陳作模 .，葛文杰 . 機械原理 . 7版 . 北京：高等教 育出版社 ， 2021. 【 3】 黃靖遠 ，高志，陳祝林 . 機械設(shè)計學(xué) . 3 版 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2021. 【 4】周增文，湯酚則，張亮峰 . 機械加工工藝基礎(chǔ) . 長沙 :中南大學(xué)出版社 . 2021. 【 5】徐 紹 軍，云忠 . 工程制圖 . 2版 . 長沙：中南大學(xué)出版社 . 2021. 42 第 11 章、附錄 附錄 機構(gòu)運動簡圖及裝配圖 機構(gòu)運動簡圖 圖 111 43 裝配圖 圖 112 搖桿 1 連桿 搖桿 2 推桿 推桿座 彈簧 凸輪 軸承座 1 齒輪 3 齒輪 2? 1軸承座 2 1齒輪 2 1后輪軸 1后輪 1齒輪 1 1軸 1 1軸 2 1車板 44 圖 113 圖 114 45 圖 115