【正文】 第十章 彈跳小車方案（二）主要零配件的設(shè)計與計算 傳動軸直徑的估算及驗算（包括彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、花鍵鍵側(cè)擠壓力及危險斷面的強度等） 前后軸的計算小車行走時：軸的材料選用45鋼，許用切應(yīng)力[]=40Mpa ,許用應(yīng)力 []=130Mpa ,由此可知電機要輸出的扭矩(軸的扭矩)==預設(shè)軸的外伸量L=30mm，小車的整體重量m=5kg，則每個軸受到的彎矩=由第三強度理論： 抗彎截面系數(shù)帶入數(shù)據(jù)，解之得最小軸徑d=4mm。因為在設(shè)計過程中要考慮軸與其它標準件間的配合，四軸的尺寸有所變化；前軸為兩驅(qū)動軸，后軸不同，前后軸的結(jié)構(gòu)也有所不同，兩軸的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示。豎著方向的速度vt由 有Vt=則沿著彈射方向的速度 =小車所需動量 =彈簧在釋放過程中，彈射筒與地面接觸，所以動量不守恒。材料直徑d=3mm， 彈簧中徑D=14mm ， 許用應(yīng)力=685Mpa ，一圈彈簧剛度=291Nmm1 ，有=有效圈數(shù) N=9實際彈性系數(shù) =實際的最大壓縮力 F=1293N彈簧的校核公式 式中： 曲線系數(shù) 旋繞比 由K= ，C=， 得 《 （合適）。材料45鋼，如下圖所示為卡筍軸。由= D==[]/=30Mpa/ d=取卡筍軸直徑 D=10mm。材料45鋼，如下圖所示。則=解脫臂爪單臂垂直與斜面的受力=888N垂直水平方向的分力 =根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，取臂的最外端到中心的距離L=41mm ，板的厚度h=5mm，兩同心圓半徑R=20mm，r= ，小臂的長度為24mm，取許用彎曲應(yīng)力[]=100Mpa，則最大彎矩 = 抗彎截面系數(shù) =則=[](合適) 絲杠螺母的選取 在此滾珠絲杠螺母的作用是通過一個滑鍵軌道的引導，使螺母移動，進而壓縮彈簧。圖36 滾珠絲杠絲杠的最小直徑為6mm，受最大壓力為F0 。圖37 彈射筒 彈射筒與其保持架之間的鏈接為一槽與一導向件，如下圖所示。圖39 電機保持架 車輪軸的設(shè)計及其保持架 車輪軸的作用是連接車輪和電機（之間還有聯(lián)軸器，并有軸承支承)，考慮到其它選購件的尺寸，設(shè)計的較大，材料為鋁合金，車輪軸如下圖所示 圖40 前輪軸（左）與后輪軸（右） 小車底板的設(shè)計小車底板為一塊厚度為2mm的鋁合金板，起固定零件與支撐整個車體的作用。圖44 Arduino Duemilanove 328控制板圖45 DFduino傳感器擴展板 圖46 直流電機驅(qū)動模塊DFMD 圖47 一套APC220無線數(shù)傳 圖48 TowerPro MG995舵機電機驅(qū)動DF—MD 圖49 電機驅(qū)動DF—MD 電機控制程序//PWM調(diào)速代碼：int E1 = 6。int E2 = 5。 void setup() { pinMode(M1， OUTPUT)。 } void loop() { int value。 value = 255。 // 高正轉(zhuǎn) 低反轉(zhuǎn) E=0，電機停止 digitalWrite(M2，HIGH)。 //PWM調(diào)速 analogWrite(E2， value)。 }}舵機圖圖50 舵機圖單獨控制舵機程序如下：include Servo myservo1。 int pos = 0。 //舵機接到Pin4上 (12)。 pos 90。 //改變舵機度數(shù) (90pos)。 // 延時 } //收起小車支架 for(pos = 0。 pos += 1) //從180度轉(zhuǎn)到1度，步進1度 { (180pos)。 //改變舵機度數(shù) delay(15)。 // 定義舵機1Servo servo2。 (8)。 (2200)。 (9)。 (2200)。 (19200)。 (Ready)。 static int v = 0。 if ( ()) {//讀取串口數(shù)據(jù) case 39。...39。: v = v * 10 + ch 39。//字符換算成10進制 break。 case 39。: (v)。b39。 //如果數(shù)據(jù)后帶b，則表示是servo2的數(shù)據(jù)，比如串口發(fā)送90b v = 0。 break。 }綜上所述，小車結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)實可靠，操作方便，實用性很強。圖51 實物圖第十三章 彈跳小車方案（二）技術(shù)經(jīng)濟分析 產(chǎn)品功能設(shè)計的經(jīng)濟性　 當前，移動小車的應(yīng)用范圍日益廣泛，比如考古探測、星際探索、軍事偵察以及反恐行動等。一旦地勢凹凸不平，輪子或履帶驅(qū)動的小車將無法發(fā)揮應(yīng)有的作用。此創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)品具有多功能性，在軍用和民用都有很好的前景，很大程度上提升了小車的應(yīng)用范圍，為未來小車的研究提供了全新的思考角度，在探測方面，具有很高的價值，與現(xiàn)階段市場上的小車相比，具有更高的實用性，更好的市場的前景。 本產(chǎn)品合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性，有助于節(jié)約材料，縮短加工工時、提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，即有利于降低產(chǎn)品的成本。 產(chǎn)品造型設(shè)計的經(jīng)濟性由于要親自制造產(chǎn)品，造型設(shè)計時沒有充分顧及產(chǎn)品的美感，不過最為物理模型可以接受，相信如果設(shè)計能夠投產(chǎn)，造型稍加改變，必將使產(chǎn)品“物美價廉”，以美的視覺感受影響人的生活質(zhì)量，獲得市場高效率的回報。但實踐表明，有時選用成本雖高但性能更優(yōu)的材料，由于其產(chǎn)品使用壽命更長、維修費用更低、能耗少等多方面優(yōu)點，從產(chǎn)品總成本的角度來考慮，反而是經(jīng)濟的。可見產(chǎn)品材料選擇設(shè)計的經(jīng)濟性還是不錯的。材料基本上選用型材，只需簡單車削、刨銑，材料利用率高；對加工精度不高，降低了加工成本；結(jié)構(gòu)多為簡單的幾何形，普通機床就能完成。結(jié)束語經(jīng)過將近半個學年的努力，今天終于將這一具有自救功能的晾衣架設(shè)計完成。創(chuàng)新點2：實現(xiàn)雙面行駛與彈跳功能當前，移動小車行駛過程一旦遇到地勢凹凸不平，輪子或履帶驅(qū)動的小車將無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用，并且在遇到障礙車子翻轉(zhuǎn)之后，將無法有效實現(xiàn)自身功能，需要人工將其翻身后才能繼續(xù)發(fā)揮其作用。這也是本產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。 在課題設(shè)計過程中，我主要負責的是三維建模和動畫演示，以及部分二維圖的繪制與修改。所以看起來還真不是很簡單的事情。不過，學到知識最多的還是要屬在加工階段，自己親在在加工中心對模型加工，我負責的是銑工部分，金工實習的時候也就是看看銑床，自己銑個東西玩玩，這次我就是一個工廠工人，要嚴格按照圖紙上的尺寸來加工，我學會的不僅是在操作銑床上的知識，還有如何加工一個工件的工藝過程，以致于到整個產(chǎn)品的加工工藝流程，這些知識也就是在學習制造課程的時候理論理解過，現(xiàn)在真正的與實踐結(jié)合，達到了對其的深入理解。 在不斷的學習、工作過程中我體會到：四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的各位老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。導學18