8字无碳小车设计方案-第三届大学生工程训练综合能力竞赛VIP

第三届大学生工程训练综合能力竞赛 参 赛 者： 学 院： 机 电 工 程 学 院 专业年级： 机械设计制造及其自动化专业 10级 指导教师： 2012 年 10 月 目录 一、 小车设计 . . 1. 工作原理 . 2. 动力装置 . 3. 转向装置 . 转向装置的选择 车轮功能的选择 工作原理 4. 基本尺寸 . 二、 设计工艺 . 三、 管理方案设计 . 1.人力资源配置 . 2.进度计划与控制设计方案 . . 3.质量管理设计 . . 无碳小车设计方案 一、小车设计： 1.工作原理 给定 1kg的重块在 400mm的高度落下来，由 重力势能转化成小车前进的动能，同时利用转向装置实现小车按 8 字形曲线 (近似看作 )绕桩前进，桩距 400mm。当重物下落时，其所带的绳子带动绕线轴转动，带动与绕线轴同轴的主动齿轮 Z1 与 Z3 转动， Z1又带动前面的与前轮同轴的从动齿轮Z2 转动，驱动小车前进。主动齿轮Z3 带动后面的齿轮曲柄转动，而曲柄带动摇杆推动后轮左右摆动！ 2.动力装置 传动的选择及其原理： 重物下落采取连线方式，在杆顶部装一个定滑轮，因为这样可以改变力的方向，当重块下落时连线使所绕的绕线轴转动，从而带动主动齿轮转动，进而实现小车前进和转弯 3.转向装置 （ 1）转向装置的选择： 选择采用空间曲柄摇杆机构来实现转向，其原理是利用曲柄摇杆机构曲柄转一圈，摇杆带动连杆做前后运动，使车轮偏转一定角度，从而实现车轮的转向，完成指定路线的运动。 （ 2）车轮功能的选择 : 因考虑小车走 8 字形需要更高的稳定性，本方案采用前轮驱动、后轮转向！前轮驱动比后轮驱动更加稳定，驱动力更加平衡。本小车采用后轮转向，这样可以避免两后轮同轴，实现两轮差速，所以在转 8 字形大弯的时候可以避免后轮打滑导致能量损失和轨迹变形。综合考虑之后我们确定前轮驱动 后轮转向。 （ 3）工作原理 : 绕线轴与转向装置之间用齿轮联动，在从动齿轮上钻孔，安装曲柄。从动齿轮转一圈，曲柄转动，摇杆带动连杆杆做前后运动，小车现实转向前进，通过计算，完全可以实现“ 8”字形绕桩前进。 4.基本尺寸 由以上得出 :齿轮标准得表格 齿轮 半径 模数 N 齿数 Z1 36 1 72 Z2 11 1 22 Z3 9 1 18 Z4 18 1 36 R 前轮 50mm， R 后轮 =20mm， r 线 =10mm； 车长 230mm 车宽 150mm 二、设计工艺 : （ 1）小车的底板采用的是镂空 硬质铝板，可以增强小车的强度，同时减轻小车的总质量。 （ 2）在每一个轴上都加油滚动轴承，可以减小摩擦，同时可以保证运动的精确性。 （ 3）作为驱动轮，前轮制作应稍粗糙，增大与地面的摩擦力，以便足够驱动小车前进。后两轮摩擦应尽量减小，且轮宽较小，转向灵活。 （ 4） 在连杆与小车导向杆之间利用球铰连接，因为要实现不同方向的转动。 （ 5）后轮的支撑杆子要垂直。并且要可以灵活转动，以实现很好的转弯。 三、管理方案设计： 1：人力资源配置 我们小组有三个人，都是同班级的同学（一个女生两个男生），开始我们一起讨论小车 的方案，确定方案后合理分配任务，一个人负责计算，一个人负责写材料，一个人负责画图。正因为我们组的合理分工使得我们的工作井然有序，在很短时间内久完成了前期工作。 2： 进度计划与控制设计方案 方案初定于 2012 年 9 月 27 日， 2012 年 10 月 8 日之前提交设计方案。通过初审后立即开始进一步的精确计算并且开始加工制作，预计 2013 年三月上旬完成比赛作