【導(dǎo)讀】此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是“8字無碳小車”。在設(shè)計(jì)小車過程中特別注重設(shè)計(jì)的。性規(guī)范性和創(chuàng)新性；設(shè)計(jì)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(jì)。我把小車的設(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。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。模塊進(jìn)行多種方案設(shè)計(jì)，通過綜合對比選擇出其中的最優(yōu)的方案組合。調(diào)機(jī)構(gòu)選用微調(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。行了能耗規(guī)律分析、運(yùn)動學(xué)分析、動力學(xué)分析以及靈敏度分析。然后應(yīng)用PROE軟件進(jìn)行了小車實(shí)體建模和小車部分運(yùn)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?yàn)樾≤囀艿降牧Χ疾淮?，因此大量采用膠接，這樣可簡化零件及零件裝。車運(yùn)動規(guī)律，同時(shí)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(diǎn)上小車的車身與 X軸的夾角為： 0 221 sin2dswL? ? ?????? ?????........................................................................................⑦ 根據(jù)設(shè)計(jì) 要求，認(rèn)為小車的初始位置在坐標(biāo)（ 0， 0）處，則任意軌跡點(diǎn)上小車前輪的位置坐標(biāo)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(diǎn)的坐標(biāo)。 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(shí)，所具有的運(yùn)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(shí)，其前輪要完成兩個(gè)周期的轉(zhuǎn)向，而且，為了方便的計(jì)算出小車轉(zhuǎn)向所需要的角度，通過對其進(jìn)行理論分析，并參考 FSTAR 方案中的相關(guān)參數(shù)，我們近似認(rèn)為小車走的是近 8型偏轉(zhuǎn)軌道，依次來計(jì)算出小車所需的偏轉(zhuǎn)角度，并以此為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)凸輪，當(dāng)然，在實(shí)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(shí)際運(yùn)行軌跡。在 FSTAR 方案中，其計(jì)算得出小車的最大轉(zhuǎn)角為 度，在此我們進(jìn)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(jī)構(gòu)，通過槽輪機(jī)構(gòu)來驅(qū)動小車的轉(zhuǎn)向。以此我們來進(jìn)行小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 圖 15 轉(zhuǎn)向機(jī)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(shí)際情況，設(shè)定小車?yán)@過障礙物時(shí)，距其 ，則設(shè)路線方程為 y=sinax+。并將點(diǎn)（ 1,）代入方程，得到路線方程為y=+。 對一個(gè)周期內(nèi)的路線積分得 S1=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1m 槽輪 槽數(shù) n和圓銷數(shù) k是槽輪機(jī)構(gòu)的兩個(gè) 最 主要參數(shù)。 為了使槽輪 在 開始轉(zhuǎn)動和終止轉(zhuǎn)動時(shí)的角速度為零以 避 免剛性沖擊，圓銷進(jìn)入或脫離槽輪的徑向槽時(shí)，圓銷中心的軌跡圓 應(yīng) 當(dāng) 與徑向槽的中心線相切。 從而可得槽輪轉(zhuǎn)動時(shí)撥桿的轉(zhuǎn)角為 0 1 0 2 22 2 1 z? ? ? ? ??? ? ????? 在一個(gè)運(yùn)動循環(huán)中，槽輪的運(yùn)動時(shí)間與原動件 1 的運(yùn)動時(shí)間之比稱為運(yùn)動系數(shù)，用 ? 表示。對于單銷槽輪機(jī)構(gòu)，若原動件等速轉(zhuǎn)動一周為一個(gè)運(yùn)動循環(huán)，則時(shí)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(jī)構(gòu)的運(yùn)動系數(shù)? 總小于 0． 5，即 得到 槽輪的運(yùn)動時(shí)間總小于靜止時(shí)間。 如果 在 原動件上均勻地裝有 k 個(gè)圓銷， 則有 原動件每轉(zhuǎn)過 ? ／ A 就是一個(gè)運(yùn)動循環(huán)。若原動件轉(zhuǎn)過一 個(gè) 周 期 所需時(shí)間不變 ，顯然原動件完成一個(gè)運(yùn)動循環(huán)所需的時(shí)間應(yīng)為 ? ／ A；帶動槽輪轉(zhuǎn)動一次所需時(shí)間仍為 td，則 ( 2)2kzz? ?? 由于槽輪總是作間歇轉(zhuǎn)動的， 所以其 運(yùn)動系數(shù) r 總小于 1，所以由上式可得 22zk z?? 由上式可知：當(dāng) z=3 時(shí)， k＝ 1～ 5。當(dāng) z=4 或 5時(shí)， k=1～ 3；當(dāng) z≥ 6時(shí)， 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(jī)構(gòu)運(yùn)動的平穩(wěn)性和機(jī)構(gòu)的尺寸大小。槽頂高 A＝ acos(2? )，當(dāng)中心距 a一定時(shí)， z越大，尺寸 A也越大，故轉(zhuǎn)動時(shí)槽輪的慣性力矩也越大 。 小車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中通過分析 應(yīng)當(dāng)使撥盤轉(zhuǎn)一圈時(shí)，槽輪轉(zhuǎn) 2? ， 槽輪轉(zhuǎn)動 2? ，帶動曲柄機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動 180 度，由于槽輪的間歇轉(zhuǎn)向作用，從而實(shí)現(xiàn)換向，完成走 8字的運(yùn)動 在設(shè)計(jì)中， z=4，使用 1個(gè)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(jì) 需加工的零件： a．驅(qū)動軸 實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn) 小車調(diào)試方法 小車的調(diào)試是個(gè)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(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，繞過障礙物，小車整體的協(xié)調(diào)性，小車前進(jìn)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(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)動軸，減小過大的驅(qū)動力同時(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)相對來說較簡單，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 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(fèi)用，也避免了能量的過多損耗，但小車會有時(shí)出現(xiàn)脫膠的現(xiàn)象，導(dǎo)致無法前進(jìn)，于是想法改進(jìn)，使小車能量損失減少，同時(shí)故障出現(xiàn)的次數(shù)減少，穩(wěn)定性能較好，避障多，前進(jìn)遠(yuǎn)。 另外，本組采用微調(diào)機(jī)構(gòu)，但通過計(jì)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(jìn)使小車精度降低，加工成本也減低。 五 評價(jià)分析 點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：（ 1）小車機(jī)構(gòu) 相對 簡單，齒輪傳動，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)動輪，滾阻系數(shù)小，行走距離遠(yuǎn) 。 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。 通過理論與實(shí)踐結(jié)合，小車行走 18 圈 。 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)整簡單，小車便能達(dá)到很好的行走效果。 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 機(jī)械原理（第七版） 孫恒 陳作 模 葛文杰 編著 高等教育出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 濮良貴 紀(jì)名剛 編著 高等教育出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真圖 朱金生 凌云 編著 電子工業(yè)出版社 機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì) 孔凌嘉 張春林 編著 北京理工大學(xué)出版社 附錄 A 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，也就意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束，此時(shí)此刻的我思緒萬千，心情久久不能平靜。回首我在 攀枝花學(xué)院 的學(xué)習(xí)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(shí)給予我精神鼓勵(lì)的導(dǎo)師與同學(xué)：導(dǎo)師治 學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，品德高尚，平易近人，在我學(xué)習(xí)期間不僅傳授了做學(xué)問的秘訣，還傳授了做人的準(zhǔn)則；同學(xué)們的一顆真誠的心，還有無私的幫助，在我悲傷時(shí)給予了我鼓勵(lì)，在我沮喪時(shí)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(xué)習(xí)期間的一千余個(gè)日日夜夜，自己為有機(jī)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(xué)習(xí)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(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì) 我通過自己的努力 把大學(xué)學(xué)過的知識系統(tǒng)的學(xué)習(xí)一遍，雖然時(shí)間短暫，但我把零碎的東西通過設(shè)計(jì)把它們有機(jī)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(xué)到很多以前未接觸的東西，使我的知識更加充實(shí)，也是對我所學(xué)知識的一種體驗(yàn)和綜合能力的一種考核。 在本次設(shè)計(jì)中，特別得到了 謝永春教授 細(xì)心指導(dǎo)和熱心幫助。使我把學(xué)過的知識加以系統(tǒng)的應(yīng)用和鞏固將學(xué)過的理論知識和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合， 加深了對書本知識的理解和運(yùn)用，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)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(yuǎn)兮，吾將 上下而求索。 雖然即將離學(xué)校我將一如既往追求知識， 我愿在未來的學(xué)習(xí)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(xué)和朋友！