8字無碳小車設(shè)計方案-第三屆大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽

第三屆大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽 參 賽 者： 學(xué) 院： 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 專業(yè)年級： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 10級 指導(dǎo)教師： 2012 年 10 月 目錄 一、 小車設(shè)計 . . 1. 工作原理 . 2. 動力裝置 . 3. 轉(zhuǎn)向裝置 . 轉(zhuǎn)向裝置的選擇 車輪功能的選擇 工作原理 4. 基本尺寸 . 二、 設(shè)計工藝 . 三、 管理方案設(shè)計 . 1.人力資源配置 . 2.進(jìn)度計劃與控制設(shè)計方案 . . 3.質(zhì)量管理設(shè)計 . . 無碳小車設(shè)計方案 一、小車設(shè)計： 1.工作原理 給定 1kg的重塊在 400mm的高度落下來，由 重力勢能轉(zhuǎn)化成小車前進(jìn)的動能，同時利用轉(zhuǎn)向裝置實現(xiàn)小車按 8 字形曲線 (近似看作 )繞樁前進(jìn)，樁距 400mm。當(dāng)重物下落時，其所帶的繩子帶動繞線軸轉(zhuǎn)動，帶動與繞線軸同軸的主動齒輪 Z1 與 Z3 轉(zhuǎn)動， Z1又帶動前面的與前輪同軸的從動齒輪Z2 轉(zhuǎn)動，驅(qū)動小車前進(jìn)。主動齒輪Z3 帶動后面的齒輪曲柄轉(zhuǎn)動，而曲柄帶動搖桿推動后輪左右擺動！ 2.動力裝置 傳動的選擇及其原理： 重物下落采取連線方式，在桿頂部裝一個定滑輪，因為這樣可以改變力的方向，當(dāng)重塊下落時連線使所繞的繞線軸轉(zhuǎn)動，從而帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實現(xiàn)小車前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎 3.轉(zhuǎn)向裝置 （ 1）轉(zhuǎn)向裝置的選擇： 選擇采用空間曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，其原理是利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)一圈，搖桿帶動連桿做前后運(yùn)動，使車輪偏轉(zhuǎn)一定角度，從而實現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)向，完成指定路線的運(yùn)動。 （ 2）車輪功能的選擇 : 因考慮小車走 8 字形需要更高的穩(wěn)定性，本方案采用前輪驅(qū)動、后輪轉(zhuǎn)向！前輪驅(qū)動比后輪驅(qū)動更加穩(wěn)定，驅(qū)動力更加平衡。本小車采用后輪轉(zhuǎn)向，這樣可以避免兩后輪同軸，實現(xiàn)兩輪差速，所以在轉(zhuǎn) 8 字形大彎的時候可以避免后輪打滑導(dǎo)致能量損失和軌跡變形。綜合考慮之后我們確定前輪驅(qū)動 后輪轉(zhuǎn)向。 （ 3）工作原理 : 繞線軸與轉(zhuǎn)向裝置之間用齒輪聯(lián)動，在從動齒輪上鉆孔，安裝曲柄。從動齒輪轉(zhuǎn)一圈，曲柄轉(zhuǎn)動，搖桿帶動連桿桿做前后運(yùn)動，小車現(xiàn)實轉(zhuǎn)向前進(jìn)，通過計算，完全可以實現(xiàn)“ 8”字形繞樁前進(jìn)。 4.基本尺寸 由以上得出 :齒輪標(biāo)準(zhǔn)得表格 齒輪 半徑 模數(shù) N 齒數(shù) Z1 36 1 72 Z2 11 1 22 Z3 9 1 18 Z4 18 1 36 R 前輪 50mm， R 后輪 =20mm， r 線 =10mm； 車長 230mm 車寬 150mm 二、設(shè)計工藝 : （ 1）小車的底板采用的是鏤空 硬質(zhì)鋁板，可以增強(qiáng)小車的強(qiáng)度，同時減輕小車的總質(zhì)量。 （ 2）在每一個軸上都加油滾動軸承，可以減小摩擦，同時可以保證運(yùn)動的精確性。 （ 3）作為驅(qū)動輪，前輪制作應(yīng)稍粗糙，增大與地面的摩擦力，以便足夠驅(qū)動小車前進(jìn)。后兩輪摩擦應(yīng)盡量減小，且輪寬較小，轉(zhuǎn)向靈活。 （ 4） 在連桿與小車導(dǎo)向桿之間利用球鉸連接，因為要實現(xiàn)不同方向的轉(zhuǎn)動。 （ 5）后輪的支撐桿子要垂直。并且要可以靈活轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)很好的轉(zhuǎn)彎。 三、管理方案設(shè)計： 1：人力資源配置 我們小組有三個人，都是同班級的同學(xué)（一個女生兩個男生），開始我們一起討論小車 的方案，確定方案后合理分配任務(wù)，一個人負(fù)責(zé)計算，一個人負(fù)責(zé)寫材料，一個人負(fù)責(zé)畫圖。正因為我們組的合理分工使得我們的工作井然有序，在很短時間內(nèi)久完成了前期工作。 2： 進(jìn)度計劃與控制設(shè)計方案 方案初定于 2012 年 9 月 27 日， 2012 年 10 月 8 日之前提交設(shè)計方案。通過初審后立即開始進(jìn)一步的精確計算并且開始加工制作，預(yù)計 2013 年三月上旬完成比賽作