全國大學生工程訓練綜合能力競賽

1、總15 頁第 1 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽結(jié)構(gòu)設計報告編號： 805王葉楓1、設計概述為實現(xiàn)小車繞樁走八字軌跡的功能，設計時將方案劃分為軌跡設計，轉(zhuǎn)向機構(gòu)，動力傳動模塊，微調(diào)模塊四部分。1. 軌跡近似為等徑的兩外切圓，切點變向。2. 轉(zhuǎn)向為雙輪變向，四連桿機構(gòu)聯(lián)動。3. 動力為重物牽引尼龍繩，帶動后輪，傳動為減速齒輪及凸輪機構(gòu)，推動連桿進行變向控制。4. 微調(diào)采用螺栓螺紋固定模式。綜上，以較精簡的機構(gòu)實現(xiàn)預定目標，具有較高的傳動效率以及可實現(xiàn)性。2、設計方案1. 設計目標：小車的目的在于實現(xiàn)預定軌跡，側(cè)重軌跡的穩(wěn)定性以及低損耗。2. 設計要求：軌跡的設計應側(cè)重易

2、于實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的設計應就簡，車體的布局應側(cè)重保持重心，并且還應具備微調(diào)模塊用以調(diào)節(jié)軌跡。3. 整體圖示：4. 方案介紹：以下，將就軌跡設計，轉(zhuǎn)向機構(gòu)，動力傳動模塊，微調(diào)模塊四方面進行方案介紹。軌跡設計：繞8 字大致可分為三種軌跡，一種為兩相外切的圓，第二種為兩圓及其內(nèi)公切線，第三種為正弦8 字。裝心中練訓程訂工學大東山：稱名校學線其中，外切圓需一次變向，第二種需四次變向，正弦軌跡導向輪方向時刻變化。為簡化機構(gòu)，我們將軌跡定位外切圓式。轉(zhuǎn)向機構(gòu)：為解決單導向輪容易出現(xiàn)的驅(qū)動輪差速計算困難的問題，我們采用雙導向輪，單驅(qū)動輪的模式。原理如圖。動力傳動：動力為下落的重物，經(jīng)尼龍繩帶動驅(qū)動輪的軸轉(zhuǎn)動，推動

3、小車前進。采用齒輪減速及凸輪將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為平動，推動導向輪的連桿，進行變向的控制。微調(diào)模塊：為了提高小車的適應性，需要有微調(diào)模塊便于其軌跡的調(diào)整。微調(diào)主要集中在推動桿的長度上，采用螺紋配合，通過旋入螺紋的深度調(diào)節(jié)，進而改變其軌跡。結(jié)構(gòu)設計報告總15 頁第 2 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽編號： 805王葉楓3、設計結(jié)果以下分模塊就較為重要的數(shù)據(jù)進行簡介。一基本參數(shù)：1. 軌跡設計：由于凸輪的過渡，軌跡并非標準的兩圓。其中的曲線過渡使兩圓圓心距增大，有利于小車的繞桿運行。2002. 傳動設計驅(qū)動輪轉(zhuǎn)7 圈，凸輪轉(zhuǎn)1 圈。齒輪機構(gòu)傳動比i=7 ；大輪直徑120mm，一周期

4、內(nèi)8 字總周長2638.9mm；尼龍繩繞于驅(qū)動輪軸上，軸上設有啟動錐度，如圖，理論上可繞行7 個周期。3. 轉(zhuǎn)向連桿設計三個輪共圓心。保證轉(zhuǎn)向無側(cè)滑，保證軌跡精準。tant =L/(R 圓 /2)=180/135 =53.1同理 =32.28桿長 L1=L2=30mmL3=120mm4. 車身設計裝心中練訓程訂工學大東山：稱名校學線裝心中練訓程 訂工學大東山：稱名校學線結(jié)構(gòu)設計報告總15 頁第 6 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽編號： 805王葉楓本方案優(yōu)勢與創(chuàng)新:（ 1.） 具備的優(yōu)勢1) 結(jié)構(gòu)合理：小車的整體由三個模塊組成，各個模塊工作互不干涉。2) 設計巧妙：轉(zhuǎn)

5、向機構(gòu)靈敏，能夠適應不同間距的跑道。3) 計算準確：通過三維模擬以及建立相關的數(shù)學模型進行精密的計算得出軌跡。4) 制作簡單：小車零部件設計按照相關機床條件進行設計，易加工易裝配。5) 材料成本低：小車材料選取遵循滿足使用要求的條件下越經(jīng)濟越好的原則進行選擇，整體費用不高。6) 調(diào)試周期短：小車軌跡于電腦上已經(jīng)模擬，在此基礎上進行調(diào)試方便快捷。7) 性能優(yōu)越：小車完成大賽規(guī)定動作良好，在比賽中顯示出一定的穩(wěn)定性。8) 微調(diào)機構(gòu)眾多：小車結(jié)構(gòu)上共有三處微調(diào)機構(gòu)，能夠在軌跡不理想的情況下調(diào)整進行校正。9) 理論與實踐高度結(jié)合：我們不僅在理論設計和計算上略勝一籌，在裝配以及調(diào)試中也能堅持到底，不斷探

6、索不斷改進以求達到最多最遠最穩(wěn)定的效果。（ 2.） 創(chuàng)新點：1) 利用多處微調(diào)，適應不同場地。2) 底板設計很低，降低重心提高穩(wěn)定性。3) 結(jié)構(gòu)上左右對稱，達到左右轉(zhuǎn)向穩(wěn)定。4) 結(jié)構(gòu)模塊化，易于整體互換及調(diào)試。裝心中練訓程 訂工學大東山：稱名校學線結(jié)構(gòu)設計報告總15 頁第 7 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽編號： 805王葉楓3、典型零件加工工藝（ 1） 驅(qū)動軸工藝：1) 毛胚： 14 80mm2) 材料：鋁合金3) 粗加工：a) 粗車：i. 使用機床型號： C6132ii. 夾具：三爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質(zhì)合金車刀v. 切削

7、用量： Vc=750r/min ap=2mm 進給量 f=0.3mm/r4) 精加工：a) 精車：i. 使用機床型號： C6132ii. 夾具：三爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質(zhì)合金車刀v. 切削用量： Vc=980r/min ap=0.2mm 進給量 f=0.030.04mm/rvi. 切削液：乳化液裝心中練訓程 訂工學大東山：稱名校學線結(jié)構(gòu)設計報告總15 頁第 8 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽編號： 805王葉楓（ 2） 前后輪工藝：1) 毛胚： 200 200 8mm2) 材料：鋁合金3) 粗加工：a) 數(shù)銑i. 使用的數(shù)控銑床型號： XKA714 數(shù)控銑床b) 粗車i. 使用機床型號： C6132ii. 夾具：三爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質(zhì)合金車刀v. 切削用量： Vc=750r/min ap=2mm 進給量 f=0.3mm/r4) 精加工：a) 精車：i.