无碳小车设计说5.(完整编辑版)

1、无碳小车无碳小车设计说明构架部分转向部分驱动部分细节零件部分制造材料（一）构架部分整个车身基本由支架构成， 重物下落处由细绳织成网，同时还能起到减轻因碰撞而损失能量的作用。2. 重物落差0.5米，物重1kg.4-'3.车身为梯形结构dNTg4II4.载重物置于梯形原动轮正下方，即车的中心部分，由支架固定，这样一方面为了保 持车身的平衡，另一方面为了节省空间，使车身体积尽可能的小。（二）驱动部分1.驱动原理进而克服阻力做功,绳的拉力为动力，将物块下落的势能尽可能多的转换为小车的动能, 推动小车。重下落加速设计梯形原动轮r,带轮传动比为i=4,后轮驱动轮半径为r4=30mm.度为ai,车前

2、进加速度为a2,则对重物受力有:mg=98NT-mg=ma i忽略其它微小因素，力矩平衡有（设车前进的驱动力为F)Tr=iFr 4设路面对车的摩擦力为f,车身重为M （粗略估计M=3Kg ），摩擦系数取0.02f= jiMgF-f=Ma 2且最后减故使重物先做变加速运动，然后做变减速运动， 小车先加速后匀速最后减速, 速过程2.1)2)14 LJi为减小重物下落到最低点时与车身发身碰撞损失能量,所以使当物块距小车很近时,动轮的半径再次变小，绳子的拉力不足以使原动轮匀速转动,续前进。可设车减速的加速度为a,为使小车下落后不脱离车身,a<=1 °即加速度 a2>=-0.17m

3、/s,故由以上推理可原重物减速下落，车减速继则如上图受力分析知设计 rmax30mmrmin = 5mmr 中=10mm梯形原动轮在起始时原动轮的转动半径较大，起动转矩大，有利起动。左视图起动后，原动轮半径变小，转速提高，转矩变小，和阻力平衡后小车匀速运动。3）当物块距小车很近时，原动轮的半径再次变小，绳子的拉力不足以使原动轮匀速转动,小车缓慢减但是由于物块的惯性，仍会减速下降，原动轮的半径变小，总转速比提高,速，直到停止，物块停止下落，正好接触小车3. 带轮传动1）主动轮半径 R1=40mm厚度 di=10mm从动轮半径 R2=10mm厚度 d 2=10mm2）为尽可能减小因带传动时摩擦做功

4、消耗能力,故带轮传动设计为同步带传动，同时为尽可能减轻车身重量，带轮由工程塑料加工制成。4. 驱动轮和转向轮设计厚度d=10mm驱动轮 直径1=60mm转向轮直径2=30mm厚度 d3=10mm加工原材料均为工程塑料5. 在后轮转轴上安放多个不同半径的带轮，微调转矩，适应不同的环境下阻力的不同。同时制作多套后轮，微调转矩。改变后轮时，也要相应的改变转向（现场可实传动轮的大小，同时保持车身水平，适当调整前轮转轴的长度。现）（三）转向部分原理：以固定在驱动轴上的凸轮控制前轮的左右有周期的摆动，达到控制转向的目的。JJ2，顶针设计滚子采用与弹簧配合的直动顶针，避免摆动顶针压力大及摆动耗能等缺点。顶针

5、与凸轮连接的一端，采用滚子滑动，减少摩擦损耗。3，凸轮设计形状：椭圆状凸轮，曲线缓和，适合低速机械运动。路线与凸轮的配合A .路线设计根据实际情况，设定小车绕过障碍物时，距其0.1m，则设路线方程为y=sinax+0.1。并将点（1,0.1 ）代入方程，得到路线方程为y=s in 0.1x+0.1。YsinO. lx + 0. lYiIs0 。B .凸轮轮廓设计根据实际路线，凸轮基圆半径设计为50mm，最大落差为150mm 。对凸轮轮廓积分得轮廓总长s2。C.要求s1与s2成整数比关系。D .进行实地试验，对凸轮与路线的配合进行优化（四）细节零件部分车由因各零件质量都相对较轻，轴本身所需承受的

6、压力和扭力也不太大，且考虑到车身重量问题，故驱动轴和原动轴均可用工程塑料加工而成。原动轴长 L1=170mm 直径d1=10mm驱动轴长L2=240mm 直径d2=10mm?轴承深沟球滚动轴承GB/T 276-1994B/3AAFfJ11dB/61FH1JDBd=1ommD=30mm B=9mm?滑轮内径d=10mm 外径D=50mm其它结构都由工程塑（平均值比较要?细绳（五）制造材料整个小车制作的选材除部分标准零件，如轴承，系绳，滑轮等外,料加工制造而成。采用工程塑料，有如下优点:A. 工程塑料具有低密度性，可以尽可能减轻车身重量。B. 金属比较于塑料最大的优点之一就是它们具有很高的硬度比塑

7、料的高8 倍）。然而，在考虑到车身重量相对较小，所需承受力不大的情况下, 并不需要这么高的硬度。，此时工程塑料更适合。C. 设计的灵活性D.不使用润滑自润滑性小车制作所需材料为轴承 5个，半径30mm轮两个、半径15mm轮一个、滑轮一个、轴（10 l=130mm）一根、凸轮、梯形原动轮、同步轮、轴（10 l=240mm） 根、原 动轮、车身支架一副、支撑杆一副以及弹簧，细线等部件成本分析鉴于工程塑料的各种优良性能，我们小组选用其为小车支架材 料。具体选用其中的通用塑料pc为材。市场价格为32元/kg。我们 预估材料损耗率为50%左右，则总需原料2kg，共64元。轴承市场价格从1元到10元不等，

8、深沟球滚动轴承 GB/T 276-1994 价位在4元到8元左右，这里单价估计为5元。所以小车的总计材料成本价格为:工程塑料原料64+轴承5元X5+弹簧3元+细线2元+传动带1 元=96元加工工艺驱动轴和原动轴工步工步内容及要求主轴转速(r/min )切削速度(m/mi n)轴向 进给 量mm/r径向进给量mm/r走刀次数1粗车端面15064.40.512半精车端面15067.40.2513粗车外圆到 10.5mm35090.50.50.534精车外圆到 10mm4001250.250.252凸轮轴序号工序名称工序内容定位基准设备2铣端面钻中心孔毛坯外圆中心孔机床3粗车外圆顶尖孔多刀半自动车床

9、4精车外圆精车各外圆并切槽、倒角锥堵顶尖孔数控车床5铣键槽凸轮，齿轮键槽端面，外圆立式铣床6钳工端面孔去锐边倒角，去毛刺7检验按图样要求全部检验带轮同步齿形带带轮齿形加T的疋确与否，将直接燃响传动性能以及齿形带的寿命0闵 此同歩齿形带帯轮的齿形址妤采川专阳的直线齿廓盘形饶丿加工，或采出可展成百线齿 膺的特制滚糾mT.小批最生产吋HJW8号渐开线盘形齿轮饶刀或标?齿轮讓刀加 但切出的齿%，且齿形为渐形线，它与=妙的11线齿螂之间疔在 址偏差-我中S号 渐开线盘形洗川切出的齿形偏差在带轮的允许公蔓范闱内U而用标准齿轮滚4切削时, 若帯轮齿数牧少a至J0),则齿形与a线齿!S!间偏差较人，故只适用于模数小、齿数多的1皆 耗川T*但用滚刀加丁吋轮齿的节距iK差比用铳刀丿川工吋小.瓦凸轮：根据转向部分中的凸轮轮廓设计，根据实际重量确定，通过铸工制成。梯形原动轮：根据实际重量确定，通过铸造和钳工制成。转向轮和驱动轮：材料选用塑料