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8字無碳小車畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(參考版)

2024-12-03 10:40本頁面
  

【正文】 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。 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。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(huì)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。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(shí)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。 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(dòng)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。 通過理論與實(shí)踐結(jié)合,小車行走 18 圈 。 ( 3)采用大的驅(qū)動(dòng)輪,滾阻系數(shù)小,行走距離遠(yuǎn) 。 五 評(píng)價(jià)分析 點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn):( 1)小車機(jī)構(gòu) 相對(duì) 簡(jiǎn)單,齒輪傳動(dòng),損耗能量少 。 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(huì)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)。 ( 1)小車的速度的調(diào)試:通過小車在指定的賽道上行走,測(cè)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(dòng)軸,減小過大的驅(qū)動(dòng)力同時(shí)也增大了小車前進(jìn)的距離。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(dòng)軸 實(shí)心鋼棒 。 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(dòng) 2? ,帶動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng) 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(dòng) 在設(shè)計(jì)中, z=4,使用 1個(gè)圓銷。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(dòng)的平穩(wěn)性和機(jī)構(gòu)的尺寸大小。若原動(dòng)件轉(zhuǎn)過一 個(gè) 周 期 所需時(shí)間不變 ,顯然原動(dòng)件完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所需的時(shí)間應(yīng)為 ? / A;帶動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)的, 所以其 運(yùn)動(dòng)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。由上式知,這種單銷槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)? 總小于 0. 5,即 得到 槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總小于靜止時(shí)間。 從而可得槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)撥桿的轉(zhuǎn)角為 0 1 0 2 22 2 1 z? ? ? ? ??? ? ????? 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中,槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與原動(dòng)件 1 的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比稱為運(yùn)動(dòng)系數(shù),用 ? 表示。 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)。 對(duì)一個(gè)周期內(nèi)的路線積分得 S1=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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+。 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(dòng)小車的轉(zhuǎn)向。 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(duì)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。設(shè)前輪與小車中心線間的初始夾角為 0? ,則任意軌跡點(diǎn)上,前輪與小車之間的夾角為: 0 co s152k ds?????? ..........................................................................................................⑤ 下面討論轉(zhuǎn)向貢獻(xiàn)量 sinf ds ?? 引起車身與 X軸夾角的變化量: 22sin2dsdwL?? ????????...............................................................................................................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)。下面分別討論這兩個(gè)分量的作用。 要使小車走出 8 字,我們必須對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行建模,如下圖所示: 圖 12 任意軌跡點(diǎn)上小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 在建模之前我們要進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化,首先要假定,小車在轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)部的轉(zhuǎn)向輪在地面上做純滾動(dòng)(實(shí)際上由于采用同步驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),內(nèi)部轉(zhuǎn)向輪會(huì)有部分摩擦,為簡(jiǎn)化期間,將其忽略不計(jì)),小車兩輪 之間的間距,暫定為 W,車身長度為 L,并設(shè)任意時(shí)刻小車車身與 X軸的夾角為 ? ,小車前輪與車身軸線的夾角為 ? ,并 以小車前輪為計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn),設(shè)小車前輪走過微小的距離 ds ,則 ds 會(huì)同時(shí)引起車輪的轉(zhuǎn)向和前移。 齒輪的各個(gè)參數(shù)如下(此處我們?nèi)↓X寬系數(shù)為 ): 齒數(shù) 模數(shù) 分度圓直徑 齒頂圓直徑 大齒輪 60 1 60 62 小齒輪 30 1 30 32 無碳小車的中心距 (即兩輪軸之間的中心距)越大,則其通過性越好,但是轉(zhuǎn)彎半徑越大,中心距越小,其轉(zhuǎn)彎半徑越小,轉(zhuǎn)向也就越靈活,但是還要考慮到元器件的安裝,參考“ F_star”方案中的小車的長度,我們初選小車的輪距為 180mm。 近似的我們圓整為 2 圈,又因?yàn)樾≤嚿系闹貕K需要下降 500mm,據(jù)此根據(jù)公式 ①我們可以估算出小車滾筒的直徑: 80d mm? 在繪圖過程中,根據(jù)裝配的要求我們?nèi)∏拜喼睆綖?30mm。 小車至少要完整的走過一圈的距離,所以車輪要轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為: 2ln d?? ................................................................................................................................④ 式中: 152d mm? 將以上數(shù)據(jù)代入公式 ④ 中: ? 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)即無碳小車的傳動(dòng)路線,小車采用的是重塊通過繩索直接與滾筒相連,由滾筒驅(qū)動(dòng)與之同軸的齒輪,齒輪再驅(qū)動(dòng)后面的小齒輪。 按 8 字樁最小距離 300mm 計(jì)算,由于小車在走 8 字時(shí),其精確軌跡無法估算,先在暫時(shí)認(rèn)為小車在走八字是近似為掃描圓形軌跡,如下圖所示: 圖 11 小車掃描軌跡 根據(jù)圖 11 和圓的周長公式,我們可以大致確定出小車所要走過的路徑, 根據(jù)公式: Dl ?? ...........................................................................................................................① 將數(shù)據(jù)代入公式中可得: 942l mm? 由于小車要走過的距離為兩個(gè)圓的周長,所以小車要走過的距離為 2 1884l mm? 而繩子所下降的距離為 500mm. 根據(jù)摩擦
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