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文檔簡介

1、第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽湖北省預賽無碳小車方案設計說明書 參賽者：易幻、周順、王秋林、施冠宇摘要第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽命題主題為“以重力勢能驅動的具有方向控制功能的自行小車”。在設計小車過程中特別注重設計的方法，力求通過對命題的分析得到清晰開闊的設計思路；作品的設計做到有系統性規范性和創新性；設計過程中綜合考慮材料 、加工 、制造成本等給方面因素。我們借鑒了參數化設計 、優化設計 、系統設計等現代設計發發明理論方法；采用了UG等軟件輔助設計。我們把小車的設計分為二個階段：方案設計、技術設計。通過每一階段的深入分析、層層把關，是我們的設計盡可能向最優設計靠攏。方案設計階

2、段根據小車功能要求我們根據機器的構成（原動機構、傳動機構、執行機構、控制部分、輔助部分）把小車分為車架 、原動機構 、傳動機構 、轉向機構 、行走機構五個模塊，進行模塊化設計。分別針對每一個模塊進行多方案設計，通過綜合對比選擇出最優的方案組合。我們的方案為：原動機構采用了挖槽的薄壁圓筒、傳動機構沒有采用齒輪機構、轉向機構采用桿、行走機構采用單輪驅動實現差速。其中轉向機構利用了調心軸承、關節軸承。技術設計階段我們先對方案建立數學模型進行理論分析、運動學分析、動力學分析。進而得出了小車的具體參數和運動規律。接著應用UG軟件進行了小車的實體建模和部分運動仿真。在實體建模的基礎上對每一個零件進行了詳細

3、的設計，綜合考慮零件材料性能、加工工藝、成本等。小車大多數零件是標準件、可以購買，同時除部分要求加工精度高的部分需要特殊加工外，大多數都可以通過手工加工出來。因為小車受力都不大，因此大量采用膠接，簡化零件及零件裝配。調試過程會通過微調等方式改變小車的參數進行試驗，在試驗的基礎上驗證小車的運動規律同時確定小車最優的參數。 以下是無碳小車的裝配圖與重要零件的零件圖及簡要說明：轉向機構原理簡介：轉向機構是本小車設計的關鍵部分，直接決定著小車的功能。轉向機構也同樣需要盡可能的減少摩擦耗能，結構簡單，零部件已獲得等基本條件，同時還需要有特殊的運動特性。能夠將旋轉運動轉化為滿足要求的來回擺動，帶動轉向輪左右轉動從而實現拐彎避障的功能。該小車起到轉向功能的重要零部件是挖槽的薄壁圓筒、轉向桿等。與重物相連的細繩與后輪軸相連，重物下降時帶動后輪軸轉動，帶動薄壁圓筒的轉動，圓筒的槽中插入轉向桿，轉向桿與前輪軸相接，經計算把薄壁圓筒展開為長方形為正弦曲線的一個周期，剛好實現后輪轉兩圈可以實現前輪的一次轉向。優點：只需設計適當的圓筒槽曲線，便可使從動件得到有規律的預期運動，而且結

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