2013四川省大赛报告.doc

2013四川省大学生工程训练综合能力竞赛作品设计报告总 页第 页产品名称：s型小车编 号设计方案一、设计概述（作品名称:西风号）1.小车主要运用了曲柄连杆机构配合锥齿轮、直齿轮机构来实现动力的传动和小车转向。2.小车采用了前轮和主动后轮在同一前进线上的方式，从动轮后轮为空套结构，实现小车差速适应。3.原动力机构为线轮机构。4.重物支撑为三杆包围支撑。二、设计思路及方案 1基本结构思路:(1)分析了势能要转化为水平的动能后，要实现左右摆动曲线，采用了板架式结构，在底板上布置了轴承座，重物支撑杆，驱动、从动轴、以及锥齿轮。（2）重物通过线轮带动主动轴的直齿轮传递动力给从动轴的锥齿轮，再传给拨叉前轮。（3）锥齿轮下的曲柄摆杆连接前轮调节方向。（4）小车后轮用空套轮加固定轮实现差速。（5）小车的调节绕障碍的机构采用不同的曲柄半径槽来实现。 2相关计算：（1）先以100mm作文小车与桩的安全距离。这实际运行时，以后轮为基准，130mm的间距计算安全距离。（2） 小车的长度是200mm左右，所以小车的一个周期轨迹的长度为L=2000+200=2200mm。（3） (2)利用辅助软件计算，设定小车后轮直径为200mm，则小车传动比i=2200/(3.14*200)=3.57,为了取齿数方便，我们取传动比i=3.75,模数m=1,大齿轮Z1=75,小齿轮Z2=20.则大齿轮分度圆D1=75mm,小齿轮分度圆直径D2=20mm。（4） 锥齿轮不起减速作用，只起改变力的方向作用，取传动比为i=1.模数m=1,齿数Z=32.（5） 由齿轮中心距a=47.5mm，后轮直径D=200mm,线拉力F=10N(重物1KG),小车自重700G,查表得摩擦系数k=0.05,又力矩平衡方程F*D/2=T动，由平衡方程得后动力轴直径D=12mm.三、外形传动原理构架俯视图前视图装配图比例第 页2012四川省大学生工程训练综合能力竞赛-装配图共 页队号：队号：装订线学校名称：学校名称：零件图比例：第 页2012四川省大学生工程训练综合能力竞赛-零件图共 页队号：装订线学校名称：2012四川省大学生工程训练综合能力竞赛机械加工工艺过程卡片共2页第1 页编号：产品名称小 车生产纲领500件/年零件名称小齿轮生产批量42件/月材料 尼龙毛坯种类圆柱棒料毛坯外形尺寸D30*100mm每毛坯可制作件数5每台件数 1备注序号工序名称工序内容工 序 简 图机床夹具刀具量具附具工时（min）1粗车毛坯三角卡盘夹紧工件，先粗车右端面，再车小阶梯15+00.05 长l=8mm。加工余量15mm.粗车大外圆28+00.05长10mm，加工余量2mm。三爪卡盘高速钢外圆车刀游标卡尺52精车三角卡盘夹紧工件，再精车小阶梯14+00.05 长l=8mm。加工余量1mm.精车大外圆27+00.05mm,长10mm，加工余量1mm。换向夹小阶梯轴车端面三爪卡盘高速钢外圆车刀、切槽刀游标卡尺63钻孔在车床上用三爪卡盘夹小端圆，用顶尖钻中心孔4 0-0.05。三爪卡盘直径为4mm的顶尖钻44滚齿用心轴和底端面定位夹紧，滚齿机上按模数m=1,齿数z=25滚齿。保证=7.73, K=3.心轴模数m=1的滚齿刀公法线千分尺155钻底孔划线标记后，用平口虎钳夹紧定位，选用麻花钻钻2.5-0.050底孔，且孔中心距离右端面4mm平口虎钳直径2.5mm麻花钻26攻丝平口虎钳夹持工件两端面，对紧钉螺纹底孔进行攻M3的螺纹孔，然后去毛刺飞边。平口虎钳M3丝锥、美工刀2编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期队号：装订线学校名称：2012四川省大学生工程训练综合能力竞赛加工工艺分析总 页第页编号： 产品名称小车齿轮生产纲领500件/年零件名称生产批量42件/月齿轮加工工艺分析 圆柱齿轮的加工工艺程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的的精加工。在编制工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而采取各种不同的工艺。1、基准的选择 在加工小齿轮时，车外圆和滚齿进行了多次装夹，所以在基准的选择时我们应做到 1)应选择基准重合、统一的定位方式； 2)内孔定位时，配合间隙应近可能减少； 3)定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。 所以我们粗车外圆毛坯时和精车外圆时都是以中心轴和左端面为基准。车外圆时用三爪卡盘来夹持工件找到基准。滚齿时用心轴和底面作为加工定位方式，基准依然是中心轴。 2、 齿轮毛坯的加工 齿轮的毛坯加工是指粗精车齿轮外圆表面，以及齿轮内孔的加工。在这个过程中要加工出齿顶圆的尺寸，而齿顶圆直径D27mm在下一个环节的滚齿加工中起到很重要的作用，所以对齿顶圆的要求较高。在加工毛坯时应该保证以下三个方面 1)当以齿顶圆作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度； 2)保证定位端面和定位孔或外圆间的垂直度； 3)提高齿轮内孔的制造精度，减少与夹具心轴的配合间隙； 3、齿轮齿形的加工 根据不同的模数要求要选择不同的加工方法，传统的有滚齿型和插齿型两种。滚齿适合各种类型的齿形加工，比较方便。而插齿比较适合外形尺寸较大的齿轮加工。我们的齿轮是小批量生产，而且材料是尼龙，所以我们采用的滚齿机来加工齿轮外形。夹具采用的是心轴方式，滚齿需要滚出模数m=1,齿数z=25的齿廓。在经过齿形加工后，由于材料的原因，我们的齿轮传递的扭矩比较小，并且寿命要求不长，所以不需要进行热处理。3、 定位紧钉孔的加工及后期去毛刺处理 在将齿轮的重要面加工出来之后，需要考虑齿轮的扭矩传递方式。在轴与齿轮之间的扭矩传递可以是通过键连接和紧钉螺钉连接。因为我们的齿轮的规格较小，所以不建议采用键连接方式，