综合实训答辩答辩PPT

——综合实训小组成员：任彦兵赵欢李唯翱专业年级：过程装备与控制工程2011级指导教师：包泽军肖晓华程亮陈劲松等

Report鼠车设计与制作2023/9/6西南石油大学过程装备与控制工程2011级鼠车的设计与制作目录contents鼠车设计与制作一、项目简介

一、项目研究的目的、意义

二、调研分析三、方案设计

四、工艺成本分析

五、绘制草图

六、加工制作七、安装调试

八、成品试跑九、心得体会西南石油大学机械工程2010级2023/9/6项目简介Synopsis西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作

给定一定重力势能，根据能量转换原理，将该重力势能转换为机械能并以此驱动小车行走的装置。要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量来源。给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），用质量为1Kg的重块（￠50×65mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差400±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。小车为三轮结构，小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。2023/9/6第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛无碳小车竞赛要求（S型）

目的意义Purpose西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作无碳对于当今人们的生活来说，已变得越来越重要。“推行绿色经济，转变传统观念”，提高我们大学生的环保意识，倡导低碳生活。同时，积极响应第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛主题，在机电工程学院的学生综合实训期间我们小组决定设计制作一款节能小车以提高我们的“创新”、“设计”、“制造工艺”、“实际操作”和“工程管理”等方面的能力。2023/9/6调研分析Analyse1.无碳小车-无能源消耗理论准备充分，扎实，命题分析；网上资料查询，历届无碳小车比赛成果分析；对所给材料清单的考究和选择；西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作2.节能、环保3.走S型路线4.创新（转向调节、绕桩安全性等）2023/9/6与老师一起讨论小车的工作原理；与上届参赛队员请教讨论；草图绘制，理论计算。

为设计出性能最好的小车，小组成员开展了如下工作：

2011年全国大学生工程训练综合能力竞赛给定题目是“无碳小车”（如图1），经过分析和研究，项目组成员决定设计一种节能小车，将重力势能转变成机械能，驱动小车行走，并利用机械结构，实现固定路径（如图2）自动转向。西南石油大学机械工程2010级2023/9/6调研分析Analyse节能小车研究无碳小车设计与制作方案的选择：用最简单的结构原理，打造最稳定高效的节能小车！

方案设计—方案选择西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作2023/9/6方案一：

重物下落时，小车不行走，将重物的重力势能转换为弹性势能储存在发条中，重物静止后发条释放能量驱动小车行走；方案二：

重物下落时，小车向前行走，利用飞轮储存能量。重物静止后，飞轮释放能量可继续带动小车行走一段距离；方案三：

重物下落时，直接带动小车向前行走，结构简单，加工方便，成本也较低。综合考虑，最终确定采用第3种方案

方案设计—周期选择西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作2023/9/6序号振幅间距1100mm变化

(1100-1000)间距1000mm间距900mm变化

(1000-900)变化

(1100-900)15003044.7145.52899.22759.5139285.224002776.7158.42618.32465.6152311.133702716.11632553.12395.4157320.743502655.5165.32490.22330.2160325.353002556.3172.52383.82215.7168340.662702494.7176.62318.12145.4172349.372002371.1184.72186.42001.2185.2369.9

方案设计—传动机构西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作2023/9/6综合考虑，最终确定采用”齿轮传动”

方案设计—转向机构西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作2023/9/6双凸轮机构圆柱凸轮机构曲柄滑块—

摇杆机构空间曲柄连杆机构

方案设计—转向机构西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作2023/9/6综合考虑，“空间曲柄连杆机构”无滑动副，机构简单，精度高，加工方便，故选之。

曲柄连杆机构简图

方案设计—方案成型西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作轮子：后轮直径140mm，前轮直径34mm；轴：后轮轴为阶梯轴（应力分析，最大强度校核及弯曲应力校核，防止轴因为过细无法承受巨大转矩）；传动：此轮传动，传动比则为6:1；转向：通过在绕线筒所在轴上连接另一个曲柄与万向节，再与可调长度的连杆与转向机构相连接实现空间连杆机构的运动传动，最终将绕线筒输出的圆周运动传递为所需要的前轮特定的周期摆动；能量转化：通过两根与地板固连的长杆及长杆顶部的定滑轮机构实现将重物下降的重力势能转化为动能输出并设有两个导环，套在长杆上，防止在小车运动过程中重物的晃动；车身：整个车身设计则较窄，转向灵活，质量轻，载荷分布均匀，传动机构放置在后轮轴处，以免车身受集中载荷而导致车身变形。2023/9/6

方案设计—材料选择西南石油大学机械工程2010级节能小车研究无碳小车设计与制作2023/9/6西南石油大学机械工程2010级2023/9/6工艺成本分析Cost节能小车研究无碳小车设计与制作总成本：根据大赛规定，无碳小车的成本分析包含材料成本、加工制造成本两部分。所以每个小车总成本为：总成本=每个零件的工艺成本+装配成本=加工件的工艺成本+外购件成本+装配成本小车主要加工零件的工艺成本为156.65元，外购件有轴承、关节轴承、重物立杆和重物挡杆、紧固螺钉、螺母等，总成本为25元，小车装配成本为20元。所以每个小车的总成本为：总成本=156.65+25+20=201.65元≈202元名称材料尺寸单价用料价钱（元）后轮、前轮有机玻璃厚度5mm250元/m²140x140x2mm²9.8前支撑有机玻璃厚度10mm320元/m²40x70x2mm²1.792前轮盖有机玻璃厚度8mm300元/m²20x40mm²9.24重物挡圈有机玻璃厚度8mm30x30x2mm²底板有机玻璃厚度8mm120x180mm²重物固定块有机玻璃厚度8mm20x15x2mm²组合支承有机玻璃厚度8mm50x60x2mm²前叉铝棒直径Φ2528元/m60mm1.68连杆套筒铝棒直径Φ1018元/m40mm5.04前轴铝棒直径Φ1090mm后轴铝棒直径Φ10150mm绕线筒铝棒直径Φ3040元/m20mm1.4大小轮套筒铝棒直径Φ3015mm空套后轮套铝棒直径Φ3552元/m15mm1.56固定后轮套铝棒直径Φ3515mm重物滑轮铝棒直径Φ12以上20元/m10mm0.2转向龙头铝板厚度8mm650元/m²75x10mm²0.4875大齿轮铝板厚度3mm240元/m²小齿轮铝板厚度5mm400元/m²重物横支承铝板厚度5mm65x65mm²1.85曲柄铝板厚度5mm40x10mm²轴承内径4外径12厚度42元/个6个12内径5外径14厚度52元/个1个2关节轴承内径3mm3元/个2个6重物支承碳素棒直径