S型無碳小車的設計【帶SolidWorks三維】【13張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

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S型 小車 無碳設計 solidworks三維 S型無碳小車的設計 cad圖紙 畢業(yè)論文
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S型無碳小車的設計【帶SolidWorks三維】【13張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

27頁 12000字數(shù)+論文說明書【詳情如下】

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無碳小車的設計與實現(xiàn)

摘  要

本文圍繞無碳小車的設計,以全國大學生工程訓練綜合能力競賽的競賽命題為核心,系統(tǒng)地說明了符合比賽要求的無碳小車從設計構思到參數(shù)計算以及最后的加工裝配的設計思路和步驟。主要介紹了無碳小車的機械機構構成、技術參數(shù)、零件機械加工工藝、小車零部件的加工方式與加工裝配。

無碳小車主要由車體、驅動機構、傳動機構、轉向機構和微調機構六個機械結構組成,其中轉向機構為無碳小車實現(xiàn)行駛S型軌跡的機構,是無碳小車核心機構。該小車的轉向機構根據(jù)正弦機構的原理,在正弦機構的基礎上優(yōu)化和修改而來。而微調機構則是用于調整轉向機構的周期,使小車的行駛軌跡能夠根據(jù)實際需要而改變。轉向機構和微調機構的設計是無碳小車設計最為重要的一部分,是實現(xiàn)競賽命題的要求的核心機構。

在小車加工調試完成后,經(jīng)過驗證小車的設計與制造符合競賽命題的性能要求。通過這次設計,增強了我們的綜合能力,并真正能把所學知識真正用在工作和生活中。

關鍵詞:無碳小車;正弦機構;單輪驅動;機械加工

Design and Implementation of carbon-free Vehicle

Abstract

This paper focuses on design of carbon-free vehicle, contest of the national competition for engineering training college students comprehensive ability as the core system that meets the game requirements, parameter calculation and carbon-free vehicle from design concept to final design idea and steps of processing and assembling. Introduces carbon-free vehicle for mechanical structure, technical parameters and machining of parts, car parts and processing method and processing and Assembly.

Carbon-free vehicle is mainly driven by the body, body, transmission, steering gear, trimmer bodies consists of six mechanical structure, including steering mechanism for carbon-free car bodies to achieve s-bend, that is carbon-neutral core trolley Agency. The car's steering mechanism based on the principle of sine mechanism, in sine mechanism based on optimization and modification. And fine-tuning is used to adjust the steering mechanism of the period, the car of course can change according to the actual need. Steering mechanisms and fine-tuning mechanism is designed to be carbon-free car design is the most important part of is the core institutions meet the contest requirements.

Processing in the car after debugging is complete, proven performance of car design and manufacture meet the contest requirements. Through this design enhances our overall ability and really can really use what they have learned in work and in life.

Key words: carbon-free vehicle; sine mechanism; Single-wheel driving; machining

目  錄

 1 緒  論 4

1.1 無碳小車越障競賽命題要求 4

1.2 無碳小車越障競賽環(huán)境 4

1.3 設計和加工思路 5

1.4 本設計的意義 5

2 機械結構設計 7

2.1 車體 7

2.2 原動機構 9

2.3 傳動機構 9

2.4 轉向機構 10

3 技術設計 13

3.1小車齒輪齒數(shù)比的計算 13

3.2運動學模型 14

3.3后輪半徑與繞線輪半徑計算 15

3.4標準件及其材料件列表 15

3.5確定非標準件的零件尺寸 16

3.6小車整體裝配效果圖 17

4小車的加工裝配以及調試 18

4.1需要自行加工的零件及加工方法 18

4.1.1使用亞克力板作為加工原材料的工件 18

4.1.2使用鋁合金作為加工原材料的工件 19

4.1.2使用45號鋼作為加工原材料的工件 19

4.2 小車的裝配 19

4.3 小車的調試 20

5 結果評價分析 22

5.1 小車設計結果 22

5.2 小車設計方案的優(yōu)缺點 22

5.3 改進方向 23

參考文獻 24

附錄 1 小車數(shù)學模型方程 25

 1 緒  論

當今社會人類活動對自然的污染越加嚴重,尋求清潔能源的行動勢在必行。無碳車的概念開始應運而生。無碳車是一種十分環(huán)保的短途代步工具,具有節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保的特點。無碳車的應用和推廣對保護環(huán)境和人類的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。全國大學生工程訓練綜合能力競賽響應了綠色無碳的社會潮流,提出了無碳小車越障競賽命題要求,而我們通過設計無碳小車模型,希望可以為無碳小車越障競賽命題提供一種將重力勢能轉換為機械能的新思路。

1.1 無碳小車越障競賽命題要求

以重力勢能驅動的具有方向控制功能的自行小車作為要求,設計一種小車,由給定重力勢能作為能量來源,通過能量轉換驅動其行走及轉向。給定重力勢能為4焦耳(取g=10m/s2),競賽時統(tǒng)一使用質量為1Kg的重塊(R25×65 mm,普通碳鋼)作垂直下降來獲得,落差400±2mm,重塊落下期間,必須由小車承載并與小車一起運動,不允許從小車上掉落。圖1為小車示意簡圖。

設計要求:

(1)要求小車行走過程中完成所有動作所需的能量均由此重力勢能轉換獲得,不可使用任何其他的能量來源。

(2)要求小車具有轉向控制機構,且此轉向控制機構具有可調節(jié)功能,以適應放有不同間距障礙物的競賽場地。

(3)要求小車為三輪結構,具體設計、材料選用及加工制作均由參賽學生自主完成。

1.2 無碳小車越障競賽環(huán)境

競賽場地有兩個,主場地一作為車賽場地,占地2300平米,場地地面為國際室內球類競賽用標準復合木地板;主場地二作為加工制作裝調競賽場地,配有普車、普銑、數(shù)車、數(shù)銑和快速成型等比賽用機床,配有鉗工工作臺和鉆床等設施設備。加工競賽需要的通用工卡量具由參賽隊自帶。

1.3 設計和加工思路

5 結果評價分析

分析無碳小車的設計與實現(xiàn)的成品,將小車的實際性能與理論性能作對比,并以此來尋找在小車的設計和制作過程中的由于設計或加工等問題導致的缺陷和問題,并通過分析小車成品的缺陷和問題,改進小車的設計和制造。

5.1 小車設計結果 

在經(jīng)過對小車的設計優(yōu)化、加工裝配和微調總結后,最終設計并實現(xiàn)能夠實現(xiàn)競賽命題并達到預期性能需求的無碳小車。該無碳小車可以能依靠所給定重力勢能,能夠自動啟動前行,并在行駛的過程中自動行駛出S型軌跡,且在實現(xiàn)平穩(wěn)行駛,可以調節(jié)轉彎半徑和周期。  

5.2 小車設計方案的優(yōu)缺點 

小車設計方案的優(yōu)點: 

(1) 小車的轉向機構與驅動機構結構簡便高效,零件的幾何關系簡潔明了,易于計算和仿真。

(2) 車身使用亞克力板為原理制作,使得小車車身更加輕巧,使用齒輪和帶輪傳動,能量傳遞效率高且能力損失少。 

(3) 采用單輪驅動,不需要安裝差速器,減少小車整體的質量和成本,同時具有較大的驅動輪,使小車行駛時效率比較高、能量損失小,能夠在比較粗糙地面行駛并行走更遠的距離。 

(4) 微調機構和轉向機構利用了正弦機構的原理,可以減少誤差并能通過調整微調機構參數(shù),來實現(xiàn)糾正小車的行駛軌跡,并調節(jié)小車的行駛的周期和半徑,有利于小車適應轉彎繞障和避開障礙物。 

(5) 通過對機構設計的調整,使小車零件對加工精度要求降低,減少小車的加工成本,并讓小車更加易于修改、加工、安裝及微調。 

(6) 由于用于制作小車的原材料價格比較低且小車的加工成本不高,可以讓小車整體造價保持一個比較低的水平,可以在確保小車的性能達到要求的同時控制小車的成本。

小車設計方案的缺點: 

(1) 由于在設計時,沒有考慮到理論和實際的區(qū)別,缺少設計經(jīng)驗,讓小車理論性能和實際性能有出入。

(2) 小車的加工受到成本、時間、加工技術和加工范圍的限制,導致小車的整體加工精度不高,出現(xiàn)了許多不該出現(xiàn)的加工誤差。

(3) 在不同的地面測試時,小車所行駛的距離波動比較大,微調機構微調滑塊位置很難把握準確,難以根據(jù)不同類型的地面進行合適的微調,而且微調時比較繁瑣和耗時。

(4) 小車的微調機構和轉向機構的轉動平面垂直于地面,在工作時會受到重力加速度的影響,使得機構工作時精準度收到影響。

(5) 對各種機構認識還不夠全面和透徹,無法根據(jù)實際需要設計出性能更好且足夠簡便的機構。   

5.3 改進方向 

(1) 加工精度和裝配精度是碳小車改進的一個大方向之一。如果能夠找到更加合適的加工工藝可以提高小車零件的加工精度并減少后期的調試工作,也可以讓小車現(xiàn)實得到更好的運動效果,同時控制小車的成本。

(2) 設計性能更加良好的轉向機構和微調機構,用于提高轉向機構的效率和穩(wěn)定性,同時提高微調機構的微調范圍,讓小車可以更大范圍的調節(jié)調節(jié)轉彎半徑和周期,提高小車在各種地面的適應能力。

(3) 修改微調機構和轉向機構,使其的轉動平面平行于地面,減少重力對微調機構和轉向機構工作時的影響。

(4) 在設計階段對小車進行更多的計算和仿真。通過更多的計算和仿真來選擇更好的設計方案和參數(shù),令小車的理論性能得到提高。

(5) 改進機構的配合的合理性。通過使機構的配合更加合理,使小車更容易裝配并提高小車零件裝配時裝配精度。

參考文獻

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