【導(dǎo)讀】此次畢業(yè)設(shè)計的課題是“8字無碳小車”。在設(shè)計小車過程中特別注重設(shè)計的。性規(guī)范性和創(chuàng)新性；設(shè)計過程中綜合考慮材料、加工、制造成本等給方面因素。用了MATLAB、PROE等軟件輔助設(shè)計。我把小車的設(shè)計分為三個階段：方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、制作調(diào)試。階段的深入分析、層層把關(guān)，是我們的設(shè)計盡可能向最優(yōu)設(shè)計靠攏。模塊進行多種方案設(shè)計，通過綜合對比選擇出其中的最優(yōu)的方案組合。調(diào)機構(gòu)選用微調(diào)螺母螺釘。其中轉(zhuǎn)向機構(gòu)利用了調(diào)心軸承、關(guān)節(jié)軸承。行了能耗規(guī)律分析、運動學分析、動力學分析以及靈敏度分析。然后應(yīng)用PROE軟件進行了小車實體建模和小車部分運動。部分需要特殊的加工外，大多數(shù)零件都可以通過手工加工出來。且因為小車受到的力都不大，因此大量采用膠接，這樣可簡化零件及零件裝。車運動規(guī)律，同時確定小車最優(yōu)的參數(shù)。

　　

【正文】 ...................................⑥ 設(shè)車身與 X軸夾角的初始角度為 0? 則任意軌跡點上小車的車身與 X軸的夾角為： 0 221 sin2dswL? ? ?????? ?????........................................................................................⑦ 根據(jù)設(shè)計要求，認為小車的初始位置在坐標（ 0， 0）處，則任意軌跡點上小車前輪的位置坐標為： 0cos( )x ds????? 0sin( )y ????? ................................................................................................................⑧ 結(jié)合⑤ ⑥ .⑦ ⑧ 不難求出車身上任意一點的坐標。 以上的理論分析部分可以讓我們更好的理解小車在掃描 8 子軌跡時，所具有的運動狀態(tài)。 另外通過圖 11 我們可以看出小車要完成八字行走軌跡，在小車在掃描 8字軌跡時，其前輪要完成兩個周期的轉(zhuǎn)向，而且，為了方便的計算出小車轉(zhuǎn)向所需要的角度，通過對其進行理論分析，并參考 FSTAR 方案中的相 關(guān)參數(shù)，我們近似認為小車走的是近 8型偏轉(zhuǎn)軌道，依次來計算出小車所需的偏轉(zhuǎn)角度，并以此為基礎(chǔ)來設(shè)計凸輪，當然，在實際的加工過程中，我們還要預(yù)留可調(diào)節(jié)單元，以使其符合實際運行軌跡。在 FSTAR 方案中，其計算得出小車的最大轉(zhuǎn)角為 度，在此我們進行圓整，使其為 12度，并留有可調(diào)節(jié)單元，使其適應(yīng)不同的場合和角度。 在繪制圖紙的過程中，我們根據(jù)不干涉原則，并盡可能的減小小車搖桿的長度，以此取得小車轉(zhuǎn)向搖桿的中心長度為 ： 圖 14 小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 由圖 14我們可以看出，小車的 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)我們采用雙滑塊機構(gòu)，通過槽輪機構(gòu)來驅(qū)動小車的轉(zhuǎn)向。以此我們來進行小車轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計。 圖 15 轉(zhuǎn)向機構(gòu)分析圖 通過畫圖，我們可以得到，小車要完成 12度的轉(zhuǎn)向，頂桿部分所行使的距離為 ，在此我們圓整為 8， 根據(jù)實際情況，設(shè)定小車繞過障礙物時，距其 ，則設(shè)路線方程為 y=sinax+。并將點（ 1,）代入方程，得到路線方程為y=+。 對一個周期內(nèi)的路線積分得 S1=錯誤 !未找到引用源。 。 槽輪機構(gòu)的設(shè)計 1m 槽輪槽數(shù) n和 圓銷數(shù) k是槽輪機構(gòu)的兩個最主要參數(shù)。 為了使槽輪在開始轉(zhuǎn)動和終止轉(zhuǎn)動時的角速度為零以避免剛性沖擊，圓銷進入或脫離槽輪的徑向槽時，圓銷中心的軌跡圓應(yīng)當與徑向槽的中心線相切。從而可得槽輪轉(zhuǎn)動時撥桿的轉(zhuǎn)角為 0 1 0 2 22 2 1 z? ? ? ? ??? ? ????? 在一個運動循環(huán)中，槽輪的運動時間與原動件 1 的運動時間之比稱為運動系數(shù)，用 ? 表示。對于單銷槽輪機構(gòu)，若原動件等速轉(zhuǎn)動一周為一個運動循環(huán)，則時間之比可轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角之比，即 012 222dt ztz?? ? ?? ? ? 由于 dt 0，所以 ? 0，則有 z≥ 3。由上式知，這種單銷槽輪機構(gòu)的運動系數(shù)? 總小于 0． 5， 即得到槽輪的運動時間總小于靜止時間。 如果在原動件上均勻地裝有 k 個圓銷，則有原動件每轉(zhuǎn)過 ? ／ A 就是一個運動循環(huán)。若原動件轉(zhuǎn)過一個周期所需時間不變，顯然原動件完成一個運動循環(huán)所需的時間應(yīng)為 ? ／ A；帶動槽輪轉(zhuǎn)動一次所需時間仍為 td，則 ( 2)2kzz? ?? 由于槽輪總是作間歇轉(zhuǎn)動的，所以其運動系數(shù) r 總小于 1，所以由上式可得 22zk z?? 由上式可知：當 z=3 時， k＝ 1～ 5。當 z=4 或 5時， k=1～ 3；當 z≥ 6時， k＝ 1～2。槽數(shù) n 的選擇除應(yīng)滿足工作要求外，還應(yīng)考慮機構(gòu)運動的平 穩(wěn)性和機構(gòu)的尺寸大小。槽頂高 A＝ acos(2? )，當中心距 a一定時， z越大，尺寸 A也越大，故轉(zhuǎn)動時槽輪的慣性力矩也越大。 小車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)中通過分析應(yīng)當使撥盤轉(zhuǎn)一圈時，槽輪轉(zhuǎn) 2? ，槽輪轉(zhuǎn)動 2? ，帶動曲柄機構(gòu)轉(zhuǎn)動 180 度，由于槽輪的間歇轉(zhuǎn)向作用，從而實現(xiàn)換向，完成走 8字的運動 在設(shè)計中， z=4，使用 1個圓銷。中心矩 L=45mm，圓銷半徑 r=3. 求出 m s i nR ???? π 31 .82 m m4L c oss ?? π mmrRLs )(h ????? 撥盤的直徑 d1 及槽輪軸的直徑 d2 受以下條件限制： 2 6 .3 6 m msL2d 1 ?? ）（ mmrRL )(2d 2 ???? 鎖止弧的半徑大小根據(jù)槽輪輪 葉齒頂厚度 b 來確定，通常取 b=310。 小車的播盤直徑 d1和槽輪軸直徑 d2都取 6mm 小車的零件設(shè)計 需加工的零件： a．驅(qū)動軸 實心鋼棒。外徑 6mm b．車輪 聚甲醛板（ POM 板材）。厚度： 8mm，規(guī)格尺寸： 600*1200mm 可購買的標準件： 軸承 內(nèi)徑為 6mm，外徑為 17mm 的深溝球軸承 齒數(shù)為 30， 模數(shù)為 1，齒頂圓直徑為 32 的齒輪 齒數(shù)為 60，模數(shù)為 1，齒頂圓直徑為 62 的齒輪 四 小車調(diào)試及改進 小車的調(diào)試是個很重要的過程，有了大量的理論依據(jù)支撐，還必須用大量的實踐去驗證。小車的調(diào)試涉及到很多的內(nèi)容，如車速的快慢，繞過障礙物，小車整體的協(xié)調(diào)性，小車前進的距離等。 （ 1）小車的速度的調(diào)試：通過小車在指定的賽道上行走，測量通過指定點的時間，得到多組數(shù)據(jù)，從而得出小車行駛的速度，通過試驗，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)動軸，減小過大的驅(qū)動力同時也增大了 小車前進的距離。 （ 2）小車避障的調(diào)試：雖然本組小車各個機構(gòu)相對來說較簡單，損耗能量較少，但是避障不是很好，但與此同時，小車由于設(shè)計時采用了多組微調(diào)機構(gòu)，通過觀察小車在指定賽道上行走時避障的特點，微調(diào)螺母，慢慢小車避障性能改善，并做好標記。 由于本組小車采用膠水黏貼各處，雖然少了許多的加工成本費用，也避免了能量的過多損耗，但小車會有時出現(xiàn)脫膠的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法前進，于是想法改進，使小車能量損失減少，同時故障出現(xiàn)的次數(shù)減少，穩(wěn)定性能較好，避障多，前進遠。 另外，本組采用微調(diào)機構(gòu)，但通過計算 編程發(fā)現(xiàn)要求精度非常高，改變 都可能使小車偏離原軌道，于是想法改進使小車精度降低，加工成本也減低。 五 評價分析 優(yōu)點：（ 1）小車機構(gòu)相對簡單，齒輪傳動，損耗能量少。 （ 2）多處采用微調(diào)機構(gòu)，便于糾正軌跡，避開障礙物。 （ 3）采用大的驅(qū)動輪，滾阻系數(shù)小，行走距離遠。 缺點： 小車精度要求高，使得加工零件成本高，以及微調(diào)各個機構(gòu)都很費時，避障穩(wěn)定行差，時而偏左，時而偏右。 通過理論與實踐結(jié)合，小車行走 18 圈。 小車最大的 缺點是精度要求非常高，改進小車的精度要求，使能調(diào)整簡單，小車便能達到很好的行走效果。 結(jié)論 參考文獻 機械原理（第七版） 孫恒 陳作模 葛文杰 編著 高等教育出版社 機械設(shè)計（第八版） 濮良貴 紀名剛 編著 高等教育出版社 機械設(shè)計實用機構(gòu)運動仿真圖 朱金生 凌云 編著 電子工業(yè)出版社 機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計 孔凌嘉 張春林 編著 北京理工大學出版社 附錄 A 致 謝 畢業(yè)設(shè)計終于完成了，也就意味著我的大學生活即將結(jié)束，此時此刻的我思緒萬 千，心情久久不能平靜?；厥孜以谂手▽W院的學習中，有成功，有失敗，有喜，亦有悲。最令我難忘的是在我失落，悲哀時給予我精神鼓勵的導(dǎo)師與同學：導(dǎo)師治學嚴謹，學識淵博，品德高尚，平易近人，在我學習期間不僅傳授了做學問的秘訣，還傳授了做人的準則；同學們的一顆真誠的心，還有無私的幫助，在我悲傷時給予了我鼓勵，在我沮喪時給予了我勇氣。這些都將使我終生受益。我由衷的說一句：真的舍不得你們，道一聲：謝謝！ 回顧三年學習期間的一千余個日日夜夜，自己為有機會擺脫工作的煩惱與浮躁，靜心鉆研，潛心研究，并取得初步研究成果而感到欣慰 。欣慰之余，我要向關(guān)心和支持我學習的所有領(lǐng)導(dǎo)、同事和朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關(guān)心、關(guān)注和支持！ 近幾個月的畢業(yè)設(shè)計我通過自己的努力把大學學過的知識系統(tǒng)的學習一遍，雖然時間短暫，但我把零碎的東西通過設(shè)計把它們有機的結(jié)合起來，明白它們各自所發(fā)生的作用，使我在此過程中學到很多以前未接觸的東西，使我的知識更加充實，也是對我所學知識的一種體驗和綜合能力的一種考核。 在本次設(shè)計中，特別得到了謝永春教授細心指導(dǎo)和熱心幫助。使我把學過的知識加以系統(tǒng)的應(yīng)用和鞏固將學過的理論知識和生產(chǎn)實踐相結(jié)合，加深了對書本知識 的理解和運用，為以后的工作和學習打下了堅實的基礎(chǔ)。 在這里我向給予過熱心幫助的教師表示衷心的感謝！謝謝你們！ 路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。雖然即將離學校我將一如既往追求知識，我愿在未來的學習和研究過程中，以更加豐厚的成果來答謝關(guān)心、幫助和支持過我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學和朋友！