【正文】 車條幅，兩端用板牙車絲。兩種關(guān)節(jié)軸承的球孔均為3mm。根據(jù)市面上現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)球面副，為了保證小車的質(zhì)量輕便，在零件的選擇上就要首選質(zhì)量輕，體積小的零件。而且在設(shè)計時，為了減少急回特性的影響，我們采取了增大搖桿長度，減小曲柄長度。而且由于曲柄連桿搖桿機構(gòu)的曲柄調(diào)節(jié)特別方便，所以實際花去的總時間也和其他導(dǎo)向機構(gòu)相差不大。根據(jù)比較各種導(dǎo)向機構(gòu)的有點和缺點，并結(jié)合學(xué)校的實際情況，我們選擇曲柄連桿搖桿機構(gòu)作為無碳越障小車的導(dǎo)向機構(gòu)。以調(diào)整小車行駛時軌跡振幅的大小。在設(shè)計時主要通過減少曲柄長度，增大連桿長度，來使搖桿擺動加速、減速對稱，從而使小車走光滑對稱的“S”型路線。另外還考慮了使用圓柱凸輪的方案，但因其車身寬度、傳動比的限制，使其轉(zhuǎn)向擺角不大，且成型后不易再改進等原因未被采納。以此達到前輪轉(zhuǎn)向的目的。小車在前行時要求能夠自動避開賽道上間隔1米，放置的一個直徑20mm、高200mm的彈性障礙圓棒，小車行駛的路線是周期性變化的，根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》所述，只要能實現(xiàn)周期性運動的機構(gòu)均可實現(xiàn)這個動作。（2）曲柄連桿搖桿機構(gòu)優(yōu)點：運動副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤滑，故磨損減小，制造方便，已獲得較高精度；兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，它不像凸輪機構(gòu)有時需利用彈簧等輔助力封閉來保持接觸。缺點：凸輪輪廓的加工要求的精度相當(dāng)高，一旦磨損變形，則不能達到預(yù)期運動軌跡，另外由于凸輪機構(gòu)無法微調(diào)，磨損后直接報廢，間這樣就接提高了校車的成本。而且可以省去了中間環(huán)節(jié)，另外還可以簡化機構(gòu)，提高傳遞效率。（1）凸輪機構(gòu)，凸輪是具有一定曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，凸輪運動時，可以使從動件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運動。選擇要求是穩(wěn)定性好，導(dǎo)向精度高加工方便等。根據(jù)《機械設(shè)計》所學(xué)知識，只要能實現(xiàn)周期性運動的機構(gòu)均可實現(xiàn)這個動作，所以平面四連桿機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)、渦輪蝸桿機構(gòu)、圓柱凸輪、端面凸輪等均可。該機構(gòu)的功能要求能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為滿足校車轉(zhuǎn)向基本要求的來回擺動，帶動前輪輪來回轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)拐彎避過障礙物的功能。 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)的選擇是無碳小車設(shè)計的關(guān)鍵部分，這直接決定著無碳小車的使用功能。兩根傳動軸的材料選用硬鋁，采用階梯軸的方式對軸上零件進行軸向定位，另外利用軸套對齒輪，繞繩輪，曲柄盤和后輪進行徑向定位。過載時帶將會在帶輪上打滑,可防止薄弱零部件損壞,起到安全保護作用不能保證精確的傳動比；帶輪材料一般是鑄鐵等；質(zhì)量較大蝸桿渦輪傳動有比較大的傳動比，非常緊湊的結(jié)構(gòu)；傳動平穩(wěn)；噪聲??； 帶傳動結(jié)構(gòu)簡單,適用于兩軸中心距較大的傳動場合。和帶傳動比較,它能保證準(zhǔn)確的平均傳動比,傳遞功率較大,且作用在軸和軸承上的力較小。要求較高的制造和安裝精度，成本較高；不適宜遠距離兩軸之間傳動鏈傳動和齒輪傳動比較,它可以在兩軸中心相距較遠的情況下傳遞運動和動力?？紤]到現(xiàn)有的加工能力，齒輪采用線切割機床進行加工。所以。 齒輪參數(shù)序號模數(shù)齒數(shù)中心孔/mm分度圓直徑/mm厚度/mm大齒輪9620723小齒輪166125為了減輕小車的重量，將大齒輪確定為3mm厚的片齒輪，質(zhì)量為硬鋁。按照傳動比的選擇原則，同時考慮到小車在行駛時要求傳動比準(zhǔn)確和加工工藝性，將傳動比初步確定為1：6，大齒輪齒數(shù)為96，小齒輪齒數(shù)為16。選擇一級齒輪組可以避免二級齒輪傳動帶來的較大的阻力和較大的傳動誤差。常用的傳動方式包括：齒輪傳動、鏈傳動、帶傳動、蝸桿渦輪傳動。支撐架上有兩個5mm的孔，用于滑輪的軸的徑象定位。重物支撐架采用硬鋁制成，要求三個孔的相對位置要完全和地板上的三個孔的位置匹配，不然重物支撐桿就會傾斜，影響小車的正常運行。重物支撐桿支架采用3根M5的碳鋼絲桿成等邊三角形分布，可以防止重物在下降的過程中晃動。 小車?yán)@繩輪模型 重物支撐架的設(shè)計重物支撐架的作用是固定滑輪，懸掛重物的支架。傳動機構(gòu)上我們設(shè)置的傳動比是1:6，這樣能使重物下落相同高度能有更遠的行駛路程。也可以通過調(diào)整使小車的速度平緩的前進，同時也方便轉(zhuǎn)向。（5）機構(gòu)簡單，效率高。因此在調(diào)試的時候也不知道需要多大的驅(qū)動力才能恰到好處。（3）到小車在到達終點前重塊在豎直方向上的速度要盡可能小，這樣能夠避免發(fā)生碰撞而造成損失能量。（2）應(yīng)該使重物塊的動能盡可能的轉(zhuǎn)化到驅(qū)動無碳小車的前進上，但是如果重物塊在豎直方向上的速度比較大，重物本身就會還有較多動能未釋放，這樣的后果就是能量利用率不高。小車對繞繩輪還有其它的具體要求。 繞繩輪的設(shè)計驅(qū)動機構(gòu)的作用是將重塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為小車的驅(qū)動力。根據(jù)這個結(jié)論，我們可以在保證車身長度一定的前提下，把定滑輪的半徑盡可能的取得大的值。 不同力臂時力矩示意圖由于質(zhì)量為1Kg的重塊（￠5065 mm，普通碳鋼）通過棉線繞過定滑輪轉(zhuǎn)動時，在定滑輪上形成一個驅(qū)動力矩M。2mm的重物支撐架上使其自由落下，為小車前進提供能量。當(dāng)物塊距小車很近時，原動輪的半徑再次變小，繩子的拉力不足以使原動輪勻速轉(zhuǎn)動，但是由于物塊的慣性，仍會減速下降，原動輪的半徑變小，總轉(zhuǎn)速比提高，小車緩慢減速，直到停止，物塊停止下落，正好接觸小車。帶輪設(shè)計成錐形，在起始時原動輪的轉(zhuǎn)動半徑較大，起動轉(zhuǎn)矩大，有利起動。 原動機構(gòu)的設(shè)計 滑輪的設(shè)計小車的原動機構(gòu)采用滑輪懸掛，其上掛有一根伸縮性較小棉線，在棉線的一端掛有一重塊，另一端則纏繞在小車驅(qū)動軸的繞線筒上，中間懸掛在支撐架上的滑輪上。 不同間距對應(yīng)的余弦函數(shù)圖像長度,。由于小車要適應(yīng)不同距離的障礙物的場地，所以函數(shù)的周期是變化的，因此對應(yīng)的函數(shù)圖像也是不同的。 間距為900mm的余弦曲線 間距為1000mm的余弦曲線 間距為1100mm的余弦曲線通過對畢業(yè)設(shè)計的題目分析可知小車的前進路線，我們可以將它近似地看成余弦函數(shù)其中A為振幅，ω為頻率。為了避免重物下落時因為小車的行走而擺動，影響小車行進的軌跡，甚至使小車傾翻，因此在小車上設(shè)計了阻止小車擺動的3根豎桿，3根豎桿由套圈固定，桿與下落重物圓周相切，形成一個圓柱形狀，使之下落穩(wěn)定。所以綜合考慮最終確定采用第3種方案。同時要增加一個零件，會增大成本。這是參照火車輪子的儲能原理。（2）重物下落時，小車向前行走，利用飛輪儲存能量。這是參照市場上大多數(shù)玩具車能量儲存的方式。通過查閱資料和市場調(diào)研，我們初步確定了3種方案。其設(shè)計思路為：查閱相關(guān)資料，進行市場調(diào)研，寫出調(diào)研分析報告，擬定將給定重物的勢能轉(zhuǎn)換為機械能的結(jié)構(gòu)和小車自動避障的機構(gòu)，確定小車一個周期行進的路線和長度，確定后輪尺寸和前后輪的傳動比，傳動機構(gòu)設(shè)計，小車車架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，小車各零件的設(shè)計（包括材料和結(jié)構(gòu)），主要零件配合部分尺寸及公差的確定、形狀、位置的確定。難點在于轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計，如何才能讓小車在900mm~1100mm的范圍內(nèi)的實現(xiàn)精確可調(diào)，是亟待解決的問題。在選擇方案時應(yīng)綜合考慮功能、材料、加工、制造成本等各方面的客觀因素，同時應(yīng)當(dāng)盡量避免直接決策，減少決策時的主觀因素，這樣才能夠使得選擇的方案能夠綜合最優(yōu)。首先把小車分為車架 、原動機構(gòu) 、傳動機構(gòu) 、轉(zhuǎn)向機構(gòu) 、行走機構(gòu) 、微調(diào)機構(gòu)六個部分分別進行設(shè)計。命題中的制造工藝能力項以要求綜合運用加工制造工藝知識的能力為主。命題中的工程管理能力項要求綜合考慮材料、加工、制造成本等各方面因素，提出合理的工程規(guī)劃。設(shè)計的作品要提交相關(guān)的設(shè)計、工藝、成本分析和工程管理報告。以小車前行的距離和成功繞障數(shù)量來綜合評定成績。小車在前行時能夠自動交錯繞過賽道上設(shè)置的障礙物。2mm，重塊落下后，須被小車承載并同小車一起運動，不允許從小車上掉落。設(shè)計一種小車，驅(qū)動其行走及轉(zhuǎn)向的能量是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，由給定重力勢能轉(zhuǎn)換來的。該題目為全國第三屆大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽題目，無碳越障小車前進的動力直接由重物下落過程中減少的重力勢能提供，只通過重力勢能與機械能的能量轉(zhuǎn)換，使得小車實現(xiàn)前進、轉(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)。因此我們設(shè)計制作無碳小車，希望可以找到新的方法來緩解能源和環(huán)保問題。無碳小車的研制，具有經(jīng)濟、環(huán)保、便利等優(yōu)點，有助于我們找到更為環(huán)保綠色的能源，有利的能量轉(zhuǎn)化途徑，以及提高能量的利用效率。 課題的基本內(nèi)容及研究意義目前全球經(jīng)濟飛速發(fā)展，帶來環(huán)境問題愈發(fā)明顯，傳統(tǒng)能源逐漸衰竭。新材料的使用以及新型加工技術(shù)的應(yīng)用，使無碳越障小車可以準(zhǔn)確地繞過更多的障礙物同時前進更遠的距離。另外，機構(gòu)的正確選用和長時間的調(diào)試也和他們的成功息息相關(guān)。（6）微調(diào)機構(gòu)有可調(diào)曲柄、曲柄盤，主要目的是為了改變曲柄的長度來改變小車轉(zhuǎn)向的角度從而達到適應(yīng)不同場地不同障礙物的而要求。（4）轉(zhuǎn)向機構(gòu)有的車用的曲柄連桿機構(gòu)用