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1 总 4 页第 1 页产品名称 无碳小车 第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛 结构设计报告结构设计报告 编号刘亚运 陈建强 王昌省 1 1 设计概述 设计概述 根据比赛要求 为实现小车自动绕桩避障这一功能 需要考虑以下因素 1 根据小车功能设计要求 小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物 小车前进的路线具有一定的周期性 考虑到小车转向时速度有 损失 小车前进的线路是命题设计要求的最优解 2 结构尽量简单 以节约能源 同时需要降低重心以保持其稳定性 3 鉴于运动过快可能会使精度降低并浪费能源 故宜适当设置其传动比 2 2 设计方案 设计方案 1 动力源 将重物固定于绳子上 绳子系在轴 1 上 重物下落拉动轴 1 转动 通过齿轮啮合驱动轴 2 进而使小车前进 2 差速部分 当重锤下落时 通过滑轮轴连接线驱动大齿轮转动 带动驱动 轴回转 并通过传动齿轮带动后轴回转 由于小车在前进时要走 S 形路线 在转弯时内侧的车轮与外侧的车轮转速不一样 后面两个轮子走过的距离不 同 因此两个后轮上采用了不同的连接方式 其中一个后轮随轴转动 而另 一个后轮在轴上空转 从而实现差动 同时通过简单计算应用调心轴承 轴承代号 1026 进行微调 3 前轮转向部分 轴 1 的齿轮上凸起与连杆 1 形成铰链接 随着齿轮 1 转动 驱动杆周期性往复运动 前轮伸出端与连杆 2 形成铰链接 随着杆的往复运动进而实现周期性转向 连杆 1 与连杆 2 通过万向节联轴器链接 通过两个旋转自由度适应前轮伸出 传动部分 2 端轴向周期往复运动带来的尺寸变化 万向节联轴器能够有效实现扭矩传递 4 基于此设计 小车以正弦曲线的方式向前运动 实现避障功能 5 调整部分 在连杆处增加微调结构 从而为以后的调试提供方便 装 订 线 学校名称 山东大学工程训练中心 3 总 4 页第 2 页产品名称 无碳小车 第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛 结构设计报告结构设计报告 编号 小车各个部分的关系为 其中 r1 r2 为前后齿轮的半径和速 sindl l l arcsin 2 1 2 11 2 r Rr tR r r tRs 1 2 d 为前齿轮旋钮的位置 由此可得 对其进行微分 其在 Rr sr 1 2 sin l d arcsin sin l arcsin 2 1 dr Rr s d l l r Rr s 2 2 2 2 1 sin d 1 1 前进方向的积分为障碍长度 从而得到主要零件的设计尺寸 前轴 6 后轴 16 前轮 40 宽度 8 后轮 150 大小齿轮齿数比为 5 1 大齿轮齿数为 Z1 50 小齿轮为 Z2 10 模数 m 1 装 订 线 学校
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