無(wú)碳小車(chē)試驗(yàn)報(bào)告

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)設(shè)計(jì)題目 : 競(jìng)賽題目無(wú)碳小車(chē)的設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：所在學(xué)院：海洋信息工程學(xué)院學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師：宮文峰2015 年 12 月 11 日目錄 2第一章 概述 31.1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)與目的 31.1.2 課程設(shè)計(jì)任務(wù) 31.2 無(wú)碳小車(chē)設(shè)計(jì)的目的與任務(wù) 3第二章 選題介紹 42.1 選題背景、意義 4第三章 總體設(shè)計(jì) 43.1 方案設(shè)計(jì) 43.1.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 53.1.4 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 63.1.5 行走機(jī)構(gòu) 73.1.6 微調(diào)機(jī)構(gòu) 8第四章 運(yùn)動(dòng)分析 94.1 用解析法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合與分析 94.2 齒輪參數(shù)的分析 1

2、2第五章 設(shè)計(jì)小結(jié) 1 2參考文獻(xiàn)： 1 3第一章 概述機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類(lèi)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生第一次課程設(shè)計(jì)， 是重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)， 對(duì) 于培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、 解決工程實(shí)際中機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)能力等 有著十分重要意義。本次課程設(shè)計(jì)以第五屆全國(guó)大學(xué)生工程能力綜合訓(xùn)練競(jìng)賽 “無(wú)碳小車(chē)” 題目為基礎(chǔ)， 進(jìn) 行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)對(duì)題目進(jìn)行了從新分解， 運(yùn)用課程內(nèi)所學(xué)知識(shí)， 通過(guò)查閱資料結(jié)合前人經(jīng) 驗(yàn)，從幾個(gè)方面進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)與分析選擇， 依據(jù)機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念， 設(shè)計(jì)出一個(gè)完全依 靠重力勢(shì)能提供動(dòng)力，以平面轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)周期性轉(zhuǎn)向自動(dòng)避讓障礙物的輕質(zhì)小車(chē)方案。1.1 課程設(shè)計(jì)目的與任

3、務(wù)1.1.1 課程設(shè)計(jì)目的1）綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，分析和解決與本課程有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題， 促進(jìn)所學(xué)理論知識(shí)的鞏固、深入和歸納；2）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、綜合設(shè)計(jì)能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；3）加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練， 提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際需求進(jìn)行創(chuàng)新思維、 綜合和工藝制作等實(shí)際工作能力；4）提高學(xué)生運(yùn)算、繪圖、表達(dá)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)、搜集和整理資料能力；5）為將來(lái)從事技術(shù)工作打基礎(chǔ)。1.1.2 課程設(shè)計(jì)任務(wù)結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單或中等復(fù)雜程度的機(jī)械系統(tǒng)， 讓學(xué)生根據(jù)使用要求和功能分析， 開(kāi)拓思路， 敢于創(chuàng)新， 巧妙地構(gòu)思其工作原理和選擇工藝動(dòng)作過(guò)程； 由所選擇的工作原理和工藝動(dòng)作過(guò) 程綜合

4、應(yīng)用所學(xué)過(guò)的各類(lèi)常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、 運(yùn)動(dòng)原理、 工作特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合等知識(shí)， 進(jìn) 行機(jī)構(gòu)的選型、創(chuàng)新與組合，構(gòu)思出各種可能的運(yùn)動(dòng)方案，并通過(guò)方案評(píng)價(jià)、優(yōu)化篩選，選 擇最佳方案； 就所選擇的最佳運(yùn)動(dòng)方案， 應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)方法 （也可以使用圖解 法）進(jìn)行機(jī)構(gòu)尺度綜合和運(yùn)動(dòng)分析；由運(yùn)動(dòng)方案和尺度綜合結(jié)果繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。1.2 無(wú)碳小車(chē)設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)設(shè)計(jì)一種小車(chē)， 驅(qū)動(dòng)其行走及轉(zhuǎn)向的能量是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理， 由給定重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換而得到的。該給定重力勢(shì)能由質(zhì)量為 1Kg的標(biāo)準(zhǔn)砝碼（ 5065 mm，碳鋼制作）來(lái)獲得，砝碼的可下降高度為 400 2mm。標(biāo)準(zhǔn)砝碼始終由小車(chē)承載，不 從小車(chē)上

5、掉落。圖 1 為小車(chē)示 意圖。小車(chē)在行走過(guò)程中完成所有動(dòng)作所需的能量均由此給定重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換而得， 小車(chē)具有轉(zhuǎn) 向控制機(jī)構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能。第二章 選題介紹2.1 選題背景、意義本設(shè)計(jì)源于 6 年第五屆全國(guó)大學(xué)生工程能力綜合訓(xùn)練競(jìng)賽“無(wú)碳小車(chē)” ，該競(jìng)賽要求以 一個(gè)指定尺寸與質(zhì)量的重塊為動(dòng)力源， 用能量的轉(zhuǎn)換來(lái)取得動(dòng)能， 小車(chē)能依據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置 來(lái)達(dá)到繞過(guò)事先安排障礙物的目的。 挑戰(zhàn)杯是“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生系列科技學(xué)術(shù)競(jìng)賽的簡(jiǎn) 稱(chēng)，是由共青團(tuán)中央、中國(guó)科協(xié)、教育部和全國(guó)學(xué)聯(lián)、地方省級(jí)人民政府共同主辦的全國(guó)性 的大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技創(chuàng)業(yè)類(lèi)競(jìng)賽， 承辦高校為國(guó)內(nèi)著名大學(xué)。 “挑戰(zhàn)杯”競(jìng)

6、賽在中國(guó)共有 兩個(gè)并列項(xiàng)目，一個(gè)是“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽（大挑） ；另一個(gè)則是 “挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽（小挑） 。這兩個(gè)項(xiàng)目的全國(guó)競(jìng)賽交叉輪流開(kāi)展，每個(gè) 項(xiàng)目每?jī)赡昱e辦一屆。 “挑戰(zhàn)杯”系列競(jìng)賽被譽(yù)為中國(guó)大學(xué)生學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的“奧林匹 克”盛會(huì)，是目前國(guó)內(nèi)大學(xué)生最關(guān)注最熱門(mén)的全國(guó)性競(jìng)賽，也是全國(guó)最具代表性、權(quán)威性、 示范性、導(dǎo)向性的大學(xué)生競(jìng)賽。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的提升， 無(wú)碳的理念也越來(lái)越被人們提上研究的課題。更潔凈、 更環(huán)保、更節(jié)能、 更高效的理念也深入人心。 本小車(chē)是對(duì)“無(wú)碳”理念的探索與開(kāi)發(fā)， 對(duì)未來(lái)“無(wú) 碳”的憧憬。 小車(chē)構(gòu)思巧妙， 在完成設(shè)計(jì)的要求下充

7、分考慮了外觀(guān)和成本等問(wèn)題， 方便以后 的擴(kuò)展和進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)。并能滿(mǎn)足大部分初高中及大學(xué)學(xué)生對(duì)機(jī)械知識(shí)實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)與了解。 對(duì)激發(fā)青少年對(duì)機(jī)械構(gòu)造的熱情有深遠(yuǎn)的影響。第三章 總體設(shè)計(jì)3.1 方案設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)小車(chē)的功能分析小車(chē)需要完成重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)換、 驅(qū)動(dòng)自身行走、 自動(dòng)避開(kāi)障礙 物。為了方便設(shè)計(jì)這里根據(jù)小車(chē)所要完成的功能將小車(chē)劃分為五個(gè)部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì) （車(chē)架 、原動(dòng)機(jī)構(gòu) 、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 、行走機(jī)構(gòu) 、微調(diào)機(jī)構(gòu)） 。為了得到令人滿(mǎn) 意方案， 采用擴(kuò)展性思維設(shè)計(jì)每一個(gè)模塊， 尋求多種可行的方案和構(gòu)思。 經(jīng)過(guò)對(duì)比各種方 案的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況選取符合合適的方案。3.1.1 車(chē)架車(chē)架不用承受很

8、大的力，精度要求低。考慮到重量影響加工難易等，車(chē)架采用鋁合金 制作成三角底板式。圖一3.1.2 原動(dòng)機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是將重塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車(chē)的驅(qū)動(dòng)力。能實(shí)現(xiàn)這一功能的方案有 多種，就效率和簡(jiǎn)潔性來(lái)看繩輪最優(yōu)。 小車(chē)對(duì)原動(dòng)機(jī)構(gòu)還有其它的具體要求。 1. 驅(qū)動(dòng)力適中， 不至于小車(chē)拐彎時(shí)速度過(guò)大傾翻， 或重塊晃動(dòng)厲害影響行走。 2. 到達(dá)終點(diǎn)前重塊豎直方向的 速度要盡可能小， 避免對(duì)小車(chē)過(guò)大的沖擊。 同時(shí)使重塊的動(dòng)能盡可能的轉(zhuǎn)化到驅(qū)動(dòng)小車(chē)前進(jìn) 上，如果重塊豎直方向的速度較大，重塊本身還有較多動(dòng)能未釋放，能量利用率不高。 3. 由于不同的場(chǎng)地對(duì)輪子的摩擦摩擦可能不一樣，在不同的場(chǎng)地小車(chē)是需要的動(dòng)

9、力也不一樣。 在調(diào)試時(shí)也不知道多大的驅(qū)動(dòng)力恰到好處。 因此原動(dòng)機(jī)構(gòu)還需要能根據(jù)不同的需要調(diào)整其驅(qū) 動(dòng)力。 4. 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高?；谝陨戏治鑫覀兲岢隽溯敵鲵?qū)動(dòng)力可調(diào)的繩輪滾筒式原動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過(guò)改變繩子繞在 繩輪上不同位置來(lái)改變其輸出的動(dòng)力。3.1.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能是把動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪上。要使小車(chē)行駛的更遠(yuǎn)及 按設(shè)計(jì)的軌道精確地行駛，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必需傳遞效率高、傳動(dòng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕等。1. 不用其它額外的傳動(dòng)裝置，直接由動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)輪子和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，此種方式效率高、 結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。 但重錘很大一部分能量轉(zhuǎn)換成了重錘的動(dòng)能， 在不考慮其它條件時(shí)這是最優(yōu)的 方式。2. 帶輪具有結(jié)

10、構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉、緩沖吸震等特點(diǎn)但其效率及傳動(dòng)精度并 不高。不適合本小車(chē)設(shè)計(jì)。3. 齒輪具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動(dòng)比穩(wěn)定但價(jià)格較高。因此在第一種方 式不能夠滿(mǎn)足要求的情況下優(yōu)先考慮使用齒輪傳動(dòng)。因此，比較上述幾種機(jī)構(gòu)選擇齒輪作為小車(chē)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。3.1.4 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是本小車(chē)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，直接決定著小車(chē)的功能。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)也同樣需要盡 可能的減少摩擦耗能， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 零部件已獲得等基本條件， 同時(shí)還需要有特殊的運(yùn)動(dòng)特性。 能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滿(mǎn)足要求的來(lái)回?cái)[動(dòng)， 帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪左右轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)拐彎避障的功能。 能實(shí)現(xiàn)該功能的機(jī)構(gòu)有： 凸輪機(jī)構(gòu) +搖桿、 曲柄連桿 +搖桿、曲

11、柄搖桿、錐齒輪加曲柄擺桿機(jī) 構(gòu)等等。凸輪 ：凸輪是具有一定曲線(xiàn)輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)高副接觸可以使從動(dòng) 件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?便可使從動(dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)， 而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 緊湊、設(shè)計(jì)方便；缺點(diǎn)：凸輪輪廓加工比較困難。 在本小車(chē)設(shè)計(jì)中由于：凸輪輪廓加工比較困難、尺寸不能夠可逆的改變、精度也很難保證、 重量較大、效率低能量損失大（滑動(dòng)摩擦）因此不采用曲柄連桿 +搖桿： 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤(rùn)滑，故磨損減小，制造方便， 已獲得較高精度； 兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來(lái)維系的， 它不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需 利用彈簧

12、等力封閉來(lái)保持接觸。缺點(diǎn)： 一般情況下只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡， 且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜； 當(dāng)給定的運(yùn) 動(dòng)要求較多或較復(fù)雜時(shí)， 需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)往往比較多， 這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 工 作效率降低， 不僅發(fā)生自鎖的可能性增加， 而且機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)制造、 安裝誤差的敏感性增 加；機(jī)構(gòu)中做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所長(zhǎng)生的慣性力難以平衡， 在高速時(shí)將引起 較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故連桿機(jī)構(gòu)在此小車(chē)暫不考慮。曲柄搖桿 結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但和凸輪一樣有一個(gè)滑動(dòng)的摩擦副，其效率低。其急回特性導(dǎo)致難以設(shè)計(jì)出較好的機(jī)構(gòu)。錐齒輪加曲柄擺桿機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，其急回特性能較好的解決小車(chē)較好

13、避開(kāi)距離改變 的障礙物。同時(shí)可以通過(guò)改變曲率半徑做成小車(chē)行駛的微調(diào)機(jī)構(gòu)。綜合上面分析我們選擇曲柄連桿 +搖桿作為小車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的方案。圖3.1.5 行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)即為三個(gè)輪子，輪子又厚薄之分， 大小之別，材料之不同需要綜合考慮。有摩擦理論知道摩擦力矩與正壓力的關(guān)系為M對(duì)于相同的材料 為一定值。而滾動(dòng)摩擦阻力NR ，所以輪子越大小車(chē)受到的阻力越小，因此能夠走的更遠(yuǎn)。但由于加工問(wèn)題材料問(wèn)題安裝問(wèn)題等等具體尺寸需要進(jìn)一步分析確定。 由于小車(chē)是沿著曲線(xiàn)前進(jìn)的，后輪必定會(huì)產(chǎn)生差速。但小車(chē)質(zhì)量較小，速度不快，可 以考慮不使用差速，輪可以采用雙輪同步驅(qū)動(dòng)。綜上所述行走機(jī)構(gòu)的輪子應(yīng)有恰當(dāng)?shù)某叽?，輪子邊緣?yīng)竟可

14、能與地的接觸面積小。3.1.6 微調(diào)機(jī)構(gòu)一臺(tái)完整的機(jī)器包括：原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制部分、輔助設(shè)備。微調(diào)機(jī)構(gòu) 就屬于小車(chē)的控制部分。由于前面確定了錐齒輪加曲柄擺桿機(jī)構(gòu)方案，由于錐齒輪加曲柄擺桿機(jī)構(gòu)加工誤差， 安裝精度等， 因此就必須加上微調(diào)機(jī)構(gòu)， 對(duì)誤差進(jìn)行修正。 這是采用微調(diào)機(jī)構(gòu)的原因之一， 其二是為了調(diào)整小車(chē)的軌跡 （幅值，周期， 方向等），使小車(chē)走一條最優(yōu)的軌跡。微調(diào)機(jī)構(gòu)可以采用下錐齒輪下的圓盤(pán)開(kāi)槽，通過(guò)微調(diào)曲率半徑即可。如圖圖三由于理論分析與實(shí)際情況有差距，只能通過(guò)理論分析得出較優(yōu)的方案而不能得到最優(yōu)的方案。 因此我們?cè)O(shè)計(jì)了一種機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的小車(chē)， 通過(guò)小部分的改動(dòng)便可以改裝成其它方

15、案， 再 通過(guò)試驗(yàn)比較得到最優(yōu)的小車(chē)。3.2 傳遞路線(xiàn) 重錘從高處往下落時(shí)，繩子拉動(dòng)階梯滾筒，帶動(dòng)齒輪把動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪使小車(chē)往前 運(yùn)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 錐齒輪下的轉(zhuǎn)盤(pán)也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)， 通過(guò)擺桿往復(fù)的擺動(dòng)實(shí) 現(xiàn)導(dǎo)向輪周期性的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的轉(zhuǎn)向。第四章 運(yùn)動(dòng)分析4.1 用解析法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合與分析當(dāng)重物下降 dh 時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸（軸 3）轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 d 3 ，則有d 3 h / r 3則曲柄軸（ a 軸 2）轉(zhuǎn)過(guò)的角度 d 2 d 3 / i 3 小車(chē)移動(dòng)的距離為（以 A 輪為參考） ds R d 2軸 1 轉(zhuǎn)過(guò)的角度為d 1 d 2/ i 2b、轉(zhuǎn)向：當(dāng)大錐齒輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度為1 ，

16、曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度為則 與 1 滿(mǎn)足以下關(guān)：atan(e * sin( 1)/(L - e * cos( 1)解上述方程可得 1 與 的函數(shù)關(guān)系式1c、小車(chē)行走軌跡只有 A 輪為驅(qū)動(dòng)輪，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)過(guò)角度時(shí)，如圖：則小車(chē)轉(zhuǎn)彎的曲率半徑為ba1tan小車(chē)行走 ds 過(guò)程中，小車(chē)整體轉(zhuǎn)過(guò)的角度ds當(dāng)小車(chē)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 時(shí)，有dx ds sindy ds cosd、小車(chē)其他輪的軌跡以輪 A 為參考，則在小車(chē)的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中， B的坐標(biāo) B a1 a2 ,0C的坐標(biāo) C a,d 在地面坐標(biāo)系中，有xBxA(a1a2 ) cosyByA(a1a2) sinxCxAa1 cosdsinyCyAd cosa1 sin

17、由上述公式可知， 調(diào)整曲柄長(zhǎng)度及前輪中心到齒輪中心的水平距離可調(diào)整前輪擺角， 從而可 以改變小軌跡曲線(xiàn)的幅值；調(diào)整后輪半徑R，兩錐齒輪的傳動(dòng)比可調(diào)整小車(chē)軌跡周期長(zhǎng)度。而傳動(dòng)比 i3 和滾筒半徑 R3 不影響小車(chē)軌跡， 影響重物下降后小車(chē)行走的路程， 故其根據(jù)傳 動(dòng)的摩擦和小車(chē)啟動(dòng)時(shí)所需力矩作調(diào)整，分析后I3 =2 ，R3=6。通過(guò)編寫(xiě)程序，根據(jù)實(shí)際設(shè)定后輪半徑，調(diào)整各參數(shù)為R =120， e = 55，L = 93 ，i1 = 3 ，計(jì)算得到小車(chē)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。軌跡曲線(xiàn)幅值為212mm，周期長(zhǎng)度為 2040mm。該方案是通過(guò)一對(duì)錐齒輪嚙合傳動(dòng)， 通過(guò) e和 L來(lái)直接改變前輪擺角 a的大??；整

18、個(gè)車(chē)的結(jié) 構(gòu)對(duì)稱(chēng)平衡， 保證了車(chē)行駛過(guò)程中的穩(wěn)定性。 但同時(shí)限制了小車(chē)兩個(gè)后輪之間的距離必須大 于 2e ，后輪間距的增加會(huì)加大車(chē)寬，因此要求軌跡曲線(xiàn)的幅值應(yīng)足夠大，以免小車(chē)?yán)@障時(shí)4.2 齒輪參數(shù)的分析小車(chē)所受摩擦力與小車(chē)中重量成正比， 因此設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量減小尺寸， 從而減輕重量。 對(duì)于 直齒齒輪，選取模數(shù)為 1。由傳動(dòng)比 i3=2，確定軸 3上的齒輪齒數(shù) Z3 = 30，軸 2上與其嚙合 的齒輪齒數(shù) Z2 = 15。由傳動(dòng)比 i1 = 3，確定軸 2上的錐齒輪齒數(shù) Z2 = 1，8 軸 3上與其嚙合 的錐齒輪齒數(shù) Z3 = 54。第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)在此次課程設(shè)計(jì)中，能夠把理論性的知識(shí)運(yùn)用的設(shè)計(jì)

19、中，包括我們學(xué)過(guò)的內(nèi)容，如： 機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程力學(xué)、互換性技術(shù)。 當(dāng)然也少不少我們的據(jù)圖軟件， 如 soildworks CAD等等，學(xué)好這些軟件對(duì)我們將來(lái)的發(fā)展有巨大幫助。首先我們大家討論確定小車(chē)的結(jié)構(gòu)。 在網(wǎng)上我們找到了一些素材， 接下來(lái)我們要做的是 建模，這需要用的三維建模軟件 solid Works，我們確定了小車(chē)的各部分結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 的確定過(guò)程中，剛開(kāi)始想了幾種方案，經(jīng)過(guò)對(duì)比優(yōu)缺點(diǎn)，我們最終采用曲柄連桿+搖桿作為小車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的方案。在本次實(shí)驗(yàn)中我們得到很大鍛煉，收獲頗深，首先學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)齒輪， 并且計(jì)算齒輪的參數(shù)， 如：根據(jù)模數(shù) 、傳動(dòng)比算兩個(gè)分度圓直徑、 齒根高、 齒全高、 齒寬、 中心距、傳動(dòng)比等等。當(dāng)然我們也可以用三維圖畫(huà)出我們所設(shè)計(jì)的無(wú)動(dòng)力小車(chē)，對(duì)于 soildwo