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第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛结构设计报告总 页第 1 页产品名称：无碳小车编 号1、设计概述依照竞赛命题，设计小车行走动力依靠重物牵引细线直接获得，牵引细线缠绕在轴上，细线的拉力转换成扭矩，驱动后轮使小车前行；同时后轴带动曲柄摇杆机构，控制前转向轮周期摆动，实现小车规则性曲线行走避开障碍物；小车启动时加速运行，启动后保持低速匀速运行，以保证整车运行的稳定性。在保证刚性的前提下，尽可能减轻车重，减少运动部件摩擦，采用尽可能短的传动链等措施，以提高小车的行走距离。2、设计方案整体结构方案：小车为三轮结构，后轮驱动、前轮转向，三个轮呈等腰三角分布，车身上竖起一桁架结构的塔架以获得重物下落高度。 驱动结构方案: 重块连接细线绕过塔架顶部滑轮缠绕在齿轮轴上，通过一级增速使后轴转动,两后轮一轮主动一轮从动驱动小车前行；小车在启动时，为获得较大的牵引力，在齿轮轴上装一锥形套，细线缠绕在锥形套上，以实现加速启动，启动后保持匀速运动。轨迹控制方案：后主轴上安装一个带有胶圈的小轮，利用摩擦力驱动圆盘回转，圆盘轴与后主轴垂直，下部安装曲柄，通过连杆推动与前轮固定的摆杆摆动，控制前轮周期摆动。调整结构方案：调节摩擦轮与摩擦盘的相对位置，无级调整减速比，对运动周期进行调整；通过改变增速齿轮的齿数调整牵引力，改变摩擦轮与摩擦盘的张紧力调节运动阻力，使牵引力与运动阻力相等；改变摆杆的长度来调节摆幅；精确调节连杆的长度保证小车行走轨迹中心为直线。整车基本采用铝合金材料，减轻车体重量和控制材料成本。3、设计结果小车总长277毫米，宽137毫米，高700毫米,前后轴距182.5毫米，后轮直径150毫米，前轮直径40毫米，细线缠绕的传动轴通过一级3:1增速齿轮带动后轴转动。整车中心最大行走摆幅为360毫米，运动轨迹距离51.1米，自行绕过障碍数量43个，加速距离约为1.6米，匀速运动速度约为25米分钟。4、总结和体会本设计结构合理，调整方便，实现了命题要求。采用摩擦副结构实现了无级调整减速比以精确调整周期，而且通过调整胶圈预压力大小可以微调小车整体的运行阻力以控制小车速度。通过本次比赛，我们丰富了工程实践经验，增强了创新意识，学到了很多在课堂上无法学到的知识。装订线学校名称： 结构设计总图比例第2 页第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛-设计图共3页装订线学校名称： 驱动及转向原理图
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