《无动力自滑车》word版.doc

无动力自滑车专业班级：机械设计制造及其自动化074班指导教师：李强摘要：提出重心位置可前后调节的创新理念，自滑车重心相对靠后来实现车子的最大滑行距离。在此基础上制作了以制作精密为首要前提的无动力自滑车。通过精密计算制定出车子各部分尺寸，加工精细准确。关键词：重心调节；精密计算；精确加工一、设计目的通过精密地计算和加工以及重心的可移动调整，设计出自滑车的整体外形和各部分尺寸，来实现无动力自滑车的最大滑行距离。提高我们自身的动手制作能力，把理论知识运用于实践中去。二、工作原理（1）动力来源小车自身的重力。（2）阻力来源在空气阻力忽略不计的情况下，小车的阻力主要来自于车轮与地面的摩擦和车轮轴与轴套间的摩擦，并且这个阻力随车身重量的增加而增加。（3）平衡性必须保持车的直线运动才能跑的最远，这个与重心的确定和制作的精度有关。车身的长度和宽度我们采取了接近饱和的设计，这样有利于车子在跑动中的稳定。有车总重的限制为3kg，在40度的斜坡上2米处下滑；车身最大为320*200，下面为水泥地面；要求车有美观的外壳，作如此设计。图1 小车结构简图三、设计计算（1）重心的确定：由于我们设计的小车为对称的，外壳的质量可以忽略，所以各部分的重心可以看做都分布在小车的对称线上。要是以前轮为始端，重心越向后就可以获得更多的重力势能。所以本车的重心在距离前端约200处。如图2所示：重心在距离前端的三分之二处。 m=0.5kg m=1kg 重心位置 m=1.5kg图2 重心位置确定简图图3 重心与稳定性图线根据图3图线可知，小车重心越高，跑得越远，而车的稳定性越差。图中A点为两线的交点，也就是距离远又保证稳定性的最佳点，故小车的重心取在A点更合适。这点需要经过多次试验加以调整，使重心尽量接近此点。（2）零件尺寸的确定轮子的设计是为了减少轮与地面的摩擦力，同时在确保稳定和不超重的前提下尽量增加轮的重量，因此轮子的直径和轮子的厚度如下：轮的厚度为8，前轮直径70，后轮直径80。综合轮的厚度和车身宽度，且在满足强度要求和质量限制的条件下设计轴的尺寸如下：图4 轴的设计尺寸图图5 轴套设计尺寸图四、加工工艺1.轴工序号工序内容设备及工具1圆钢下料14mm*170mm手锯2车两端端面，钻两头3中心孔车床3粗车，安装三爪卡盘与顶尖粗车11mm外圆，长164mm粗车两端9mm外圆，长21mm粗车两端7mm外圆，长17mm粗车10mm外圆长102mm4热处理调质230270HBS5精车，安装三爪卡盘与顶尖精车两端6mm外圆，长17mm精车8mm外圆，长12mm车退刀槽，倒角车床6套丝6mm至退刀槽车床7磨削，双顶尖装夹磨8至尺寸，长12mm磨床8检验2.轴套工序号工序内容设备及工具1钢块下料a25mm*b25mm*c25mm手锯2粗铣a22mm*b20mm*19mm铣床3精铣台阶高15mm，宽10mm铣床4精铣轴套通心孔8mm，保证位置尺寸铣床5钻孔4mm两个，保证位置尺寸钳工6检验五、设计创新点（1）前后轴间距可调，更方便确定最佳重心位置。（2）在保证强度的前提下尽量减轻底板重量，减少轴与轴套之间的摩擦。（3）把整车的重量集中在车轮，而其中后轮的质量占其中的大部分，这样不仅可以提高车在坡上的重心，而且可以增加车的惯性。参考文献1张鬲君主编金工技术基础 上海东华大学出版社，2003 .2周事权主编工程实践 华中科技大学出版社，第三版