無(wú)碳小車設(shè)計(jì)說(shuō)5.(完整版)docx

..無(wú)碳小車無(wú)碳小車設(shè)計(jì)說(shuō)明構(gòu)架部分轉(zhuǎn)向部分驅(qū)動(dòng)部分細(xì)節(jié)零件部分制造材料構(gòu)架部分支架與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接部分用軸承連接,軸承固定在與支架一起成型的耳上。支架與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接部分用軸承連接,軸承固定在與支架一起成型的耳上。車身采用三輪結(jié)構(gòu)〔一個(gè)轉(zhuǎn)向輪,兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪,為減輕車身重量,減小摩擦的損耗,整個(gè)車身基本由支架構(gòu)成,重物下落處由細(xì)繩織成網(wǎng),同時(shí)還能起到減輕因碰撞而損失能量的作用。重物落差0.5米,物重1kg.車身為梯形結(jié)構(gòu)載重物置于梯形原動(dòng)輪正下方,即車的中心部分,由支架固定,這樣一方面為了保持車身的平衡,另一方面為了節(jié)省空間,使車身體積盡可能的小。驅(qū)動(dòng)部分驅(qū)動(dòng)原理繩的拉力為動(dòng)力,將物塊下落的勢(shì)能盡可能多的轉(zhuǎn)換為小車的動(dòng)能,進(jìn)而克服阻力做功,推動(dòng)小車。設(shè)計(jì)梯形原動(dòng)輪r,帶輪傳動(dòng)比為i=4,后輪驅(qū)動(dòng)輪半徑為r4=30mm,重下落加速度為a1,車前進(jìn)加速度為a2,則對(duì)重物受力有： Tmg=9.8NT-mg=ma1忽略其它微小因素,力矩平衡有〔設(shè)車前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力為FTr=iFr4設(shè)路面對(duì)車的摩擦力為f,車身重為M〔粗略估計(jì)M=3Kg,摩擦系數(shù)取0.02則f=μMgF-f=Ma2故使重物先做變加速運(yùn)動(dòng),然后做變減速運(yùn)動(dòng),小車先加速后勻速最后減速,且最后減速過(guò)程為減小重物下落到最低點(diǎn)時(shí)與車身發(fā)身碰撞損失能量,所以使當(dāng)物塊距小車很近時(shí),原動(dòng)輪的半徑再次變小,繩子的拉力不足以使原動(dòng)輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng),重物減速下落,車減速繼續(xù)前進(jìn)?？稍O(shè)車減速的加速度為a,為使小車下落后不脫離車身,則如上圖受力分析知α<=1°即加速度a2>=-0.17m/s ,故由以上推理可設(shè)計(jì)rmax=30mmrmin=5mmr中=10mm梯形原動(dòng)輪80mm左視圖80mm左視圖在起始時(shí)原動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,有利起動(dòng)。起動(dòng)后,原動(dòng)輪半徑變小,轉(zhuǎn)速提高,轉(zhuǎn)矩變小,和阻力平衡后小車勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物塊距小車很近時(shí),原動(dòng)輪的半徑再次變小,繩子的拉力不足以使原動(dòng)輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng),但是由于物塊的慣性,仍會(huì)減速下降,原動(dòng)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,正好接觸小車帶輪傳動(dòng)主動(dòng)輪半徑R1=40mm厚度d1=10mm從動(dòng)輪半徑R2=10mm厚度d2=10mm為盡可能減小因帶傳動(dòng)時(shí)摩擦做功消耗能力,故帶輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)為同步帶傳動(dòng),同時(shí)為盡可能減輕車身重量,帶輪由工程塑料加工制成。驅(qū)動(dòng)輪和轉(zhuǎn)向輪設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)輪直徑Φ1=60mm厚度d=10mm轉(zhuǎn)向輪直徑Φ2=30mm厚度d3=10mm加工原材料均為工程塑料在后輪轉(zhuǎn)軸上安放多個(gè)不同半徑的帶輪,微調(diào)轉(zhuǎn)矩,適應(yīng)不同的環(huán)境下阻力的不同。同時(shí)制作多套后輪,微調(diào)轉(zhuǎn)矩。改變后輪時(shí),也要相應(yīng)的改變轉(zhuǎn)向傳動(dòng)輪的大小,同時(shí)保持車身水平,適當(dāng)調(diào)整前輪轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度?！铂F(xiàn)場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向部分原理：以固定在驅(qū)動(dòng)軸上的凸輪控制前輪的左右有周期的擺動(dòng),達(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目的。1,前輪固定軸承設(shè)計(jì)此設(shè)計(jì)可活動(dòng)固定與凸輪相連的頂針,方便對(duì)實(shí)際路線的優(yōu)化。此設(shè)計(jì)可活動(dòng)固定與凸輪相連的頂針,方便對(duì)實(shí)際路線的優(yōu)化。2,頂針設(shè)計(jì)滾子滾子采用與彈簧配合的直動(dòng)頂針,避免擺動(dòng)頂針壓力大及擺動(dòng)耗能等缺點(diǎn)。頂針與凸輪連接的一端,采用滾子滑動(dòng),減少摩擦損耗。3,凸輪設(shè)計(jì)形狀：橢圓狀凸輪,曲線緩和,適合低速機(jī)械運(yùn)動(dòng)。路線與凸輪的配合A．路線設(shè)計(jì)1m0.1m1m0.1m根據(jù)實(shí)際情況,設(shè)定小車?yán)@過(guò)障礙物時(shí),距其0.1m,則設(shè)路線方程為y=sinax+0.1。并將點(diǎn)〔1,0.1代入方程,得到路線方程為y=sin0.1x+0.1。對(duì)一個(gè)周期內(nèi)的路線積分得S1=QUOTE。B．凸輪輪廓設(shè)計(jì)50mm50mm50mm50mm根據(jù)實(shí)際路線,凸輪基圓半徑設(shè)計(jì)為50mm,最大落差為150mm。對(duì)凸輪輪廓積分得輪廓總長(zhǎng)s2。C．要求s1與s2成整數(shù)比關(guān)系。D．進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn),對(duì)凸輪與路線的配合進(jìn)行優(yōu)化細(xì)節(jié)零件部分軸因各零件質(zhì)量都相對(duì)較輕,軸本身所需承受的壓力和扭力也不太大,且考慮到車身重量問(wèn)題,故驅(qū)動(dòng)軸和原動(dòng)軸均可用工程塑料加工而成。原動(dòng)軸長(zhǎng)L1=170mm直徑d1=10mm驅(qū)動(dòng)軸長(zhǎng)L2=240mm直徑d2=10mm軸承深溝球滾動(dòng)軸承GB/T276-19942B/3AdB/6DBd=1ommD=30mmB=9mmB滑輪內(nèi)徑d=10mm外徑D=50mm細(xì)繩制造材料整個(gè)小車制作的選材除部分標(biāo)準(zhǔn)零件,如軸承,系繩,滑輪等外,其它結(jié)構(gòu)都由工程塑料加工制造而成。采用工程塑料,有如下優(yōu)點(diǎn)：工程塑料具有低密度性,可以盡可能減輕車身重量。金屬比較于塑料最大的優(yōu)點(diǎn)之一就是它們具有很高的硬度〔平均值比較要比塑料的高8倍。然而,在考慮到車身重量相對(duì)較小,所需承受力不大的情況下,并不需要這么高的硬度。,此時(shí)工程塑料更適合。設(shè)計(jì)的靈活性不使用潤(rùn)滑自潤(rùn)滑性小車制作所需材料為軸承5個(gè),半徑30mm輪兩個(gè)、半徑15mm輪一個(gè)、滑輪一個(gè)、軸<Φ10l=130mm>一根、凸輪、梯形原動(dòng)輪、同步輪、軸<Φ10l=240mm>一根、原動(dòng)輪、車身支架一副、支撐桿一副以及彈簧,細(xì)線等部件。成本分析鑒于工程塑料的各種優(yōu)良性能,我們小組選用其為小車支架材料。具體選用其中的通用塑料pc為材。市場(chǎng)價(jià)格為32元/kg。我們預(yù)估材料損耗率為50%左右,則總需原料2kg,共64元。軸承市場(chǎng)價(jià)格從1元到10元不等,深溝球滾動(dòng)軸承GB/T276-1994價(jià)位在4元到8元左右,這里單價(jià)估計(jì)為5元。所以小車的總計(jì)材料成本價(jià)格為：工程塑料原料64+軸承5元×5+彈簧3元+細(xì)線2元+傳動(dòng)帶1元=96元加工工藝驅(qū)動(dòng)軸和原動(dòng)軸工步工步內(nèi)容及要求主軸轉(zhuǎn)速〔r/min切削速度<m/min>軸向進(jìn)給量mm/r徑向進(jìn)給量mm/r走刀次數(shù)1粗車端面15064.40.512半精車端面15067.40.2513粗車外圓到10.5mm35090.50.50.534精車外圓到10mm4001250.250.252凸輪軸序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)設(shè)備2銑端面鉆中心孔毛坯外圓中心孔機(jī)床3粗車外圓頂尖孔多刀半自動(dòng)車床4精車外圓精車各外圓并切槽、倒角錐堵頂尖孔數(shù)控車床5銑鍵槽凸輪

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齒輪鍵槽端面,外圓立式銑床6鉗工端面孔去銳邊倒角,去毛刺7檢驗(yàn)按圖樣要求全部檢驗(yàn)帶輪凸輪：根據(jù)轉(zhuǎn)向部分中的凸輪輪廓設(shè)計(jì),根據(jù)實(shí)際重量確定,通過(guò)鑄工制成。梯形原動(dòng)輪：根據(jù)實(shí)際重量確定,通過(guò)鑄造和鉗工制成。轉(zhuǎn)向輪和驅(qū)動(dòng)輪：材料選用塑料