第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽

1、第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽結(jié)構(gòu)設(shè)計報告總 15 頁第 1 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車編號：805王葉楓1、設(shè)計概述為實現(xiàn)小車繞樁走八字軌跡的功能，設(shè)計時將方案劃分為軌跡設(shè)計，轉(zhuǎn)向機構(gòu)，動力傳動模塊，微調(diào)模塊四部分。1. 軌跡近似為等徑的兩外切圓，切點變向。 2.轉(zhuǎn)向為雙輪變向，四連桿機構(gòu)聯(lián)動。 3.動力為重物牽引尼龍繩，帶動后輪，傳動為減速齒輪及凸輪機構(gòu)，推動連桿進行變向控制。 4.微調(diào)采用螺栓螺紋固定模式。 綜上，以較精簡的機構(gòu)實現(xiàn)預(yù)定目標，具有較高的傳動效率以及可實現(xiàn)性。2、設(shè)計方案1.設(shè)計目標：小車的目的在于實現(xiàn)預(yù)定軌跡，側(cè)重軌跡的穩(wěn)定性以及低損耗。 2.設(shè)計要求：軌跡的設(shè)計應(yīng)側(cè)重易

2、于實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)就簡，車體的布局應(yīng)側(cè)重保持重心，并且還應(yīng)具備微調(diào)模塊用以調(diào)節(jié)軌跡。 3.整體圖示： 4.方案介紹：以下，將就軌跡設(shè)計，轉(zhuǎn)向機構(gòu)，動力傳動模塊，微調(diào)模塊四方面進行方案介紹。 軌跡設(shè)計：繞8字大致可分為三種軌跡，一種為兩相外切的圓，第二種為兩圓及其內(nèi)公切線，第三種為正弦8字。 其中，外切圓需一次變向，第二種需四次變向，正弦軌跡導(dǎo)向輪方向時刻變化。為簡化機構(gòu)，我們將軌跡定位外切圓 式。 轉(zhuǎn)向機構(gòu)：為解決單導(dǎo)向輪容易出現(xiàn)的驅(qū)動輪差速計算困難的問題，我們采用雙導(dǎo)向輪，單驅(qū)動輪的模式。原理如圖。 動力傳動：動力為下落的重物，經(jīng)尼龍繩帶動驅(qū)動輪的軸轉(zhuǎn)動，推動小車前進。采用齒輪減速及凸輪將

3、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為平動，推動導(dǎo) 向輪的連桿，進行變向的控制。 微調(diào)模塊：為了提高小車的適應(yīng)性，需要有微調(diào)模塊便于其軌跡的調(diào)整。微調(diào)主要集中在推動桿的長度上，采用螺紋配合，通過 旋入螺紋的深度調(diào)節(jié)，進而改變其軌跡。 裝訂線學(xué)校名稱：山東大學(xué)工程訓(xùn)練中心第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽結(jié)構(gòu)設(shè)計報告總 15 頁第 2 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車編號：805王葉楓3、 設(shè)計結(jié)果 以下分模塊就較為重要的數(shù)據(jù)進行簡介。1 基本參數(shù)：1. 軌跡設(shè)計：由于凸輪的過渡，軌跡并非標準的兩圓。其中的曲線過渡使兩圓圓心距增大，有利于小車的繞桿運行。200述或關(guān)注點的摘要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置?？墒褂谩拔谋究蚬ぞ摺?/p>

4、選項卡更改重要引述文本框的格式。2. 傳動設(shè)計1 驅(qū)動輪轉(zhuǎn)7圈，凸輪轉(zhuǎn)1圈。齒輪機構(gòu)傳動比i=7；2 大輪直徑120mm，一周期內(nèi)8字總周長2638.9mm；3 尼龍繩繞于驅(qū)動輪軸上，軸上設(shè)有啟動錐度，如圖，理論上可繞行7個周期。3. 轉(zhuǎn)向連桿設(shè)計三個輪共圓心。保證轉(zhuǎn)向無側(cè)滑，保證軌跡精準。tant =L/(R圓/2)=180/135=53.1同理 =32.28桿長L1=L2=30mmL3=120mm4. 車身設(shè)計 裝訂線學(xué)校名稱：山東大學(xué)工程訓(xùn)練中心第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽結(jié)構(gòu)設(shè)計報告總 15 頁第 6 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車編號：805王葉楓本方案優(yōu)勢與創(chuàng)新:（1.） 具備的優(yōu)勢

5、1) 結(jié)構(gòu)合理：小車的整體由三個模塊組成，各個模塊工作互不干涉。2) 設(shè)計巧妙：轉(zhuǎn)向機構(gòu)靈敏，能夠適應(yīng)不同間距的跑道。3) 計算準確：通過三維模擬以及建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型進行精密的計算得出軌跡。4) 制作簡單：小車零部件設(shè)計按照相關(guān)機床條件進行設(shè)計，易加工易裝配。5) 材料成本低：小車材料選取遵循滿足使用要求的條件下越經(jīng)濟越好的原則進行選擇，整體費用不高。6) 調(diào)試周期短：小車軌跡于電腦上已經(jīng)模擬，在此基礎(chǔ)上進行調(diào)試方便快捷。7) 性能優(yōu)越：小車完成大賽規(guī)定動作良好，在比賽中顯示出一定的穩(wěn)定性。8) 微調(diào)機構(gòu)眾多：小車結(jié)構(gòu)上共有三處微調(diào)機構(gòu)，能夠在軌跡不理想的情況下調(diào)整進行校正。9) 理論與實踐

6、高度結(jié)合：我們不僅在理論設(shè)計和計算上略勝一籌，在裝配以及調(diào)試中也能堅持到底，不斷探索不斷改進以求達到最多最遠最穩(wěn)定的效果。（2.） 創(chuàng)新點：1) 利用多處微調(diào)，適應(yīng)不同場地。2) 底板設(shè)計很低，降低重心提高穩(wěn)定性。3) 結(jié)構(gòu)上左右對稱，達到左右轉(zhuǎn)向穩(wěn)定。4) 結(jié)構(gòu)模塊化，易于整體互換及調(diào)試。裝訂線學(xué)校名稱：山東大學(xué)工程訓(xùn)練中心第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽結(jié)構(gòu)設(shè)計報告總 15 頁第 7 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車編號：805王葉楓3、典型零件加工工藝（1） 驅(qū)動軸工藝：1) 毛胚：14×80mm2) 材料：鋁合金3) 粗加工：a) 粗車：i. 使用機床型號：C6132ii. 夾具：三

7、爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質(zhì)合金車刀v. 切削用量：Vc=750r/min ap=2mm 進給量f=0.3mm/r4) 精加工：a) 精車：i. 使用機床型號：C6132ii. 夾具：三爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質(zhì)合金車刀v. 切削用量： Vc=980r/min ap=0.2mm 進給量f=0.030.04mm/rvi. 切削液：乳化液 裝訂線學(xué)校名稱：山東大學(xué)工程訓(xùn)練中心第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽結(jié)構(gòu)設(shè)計報告總 15 頁第 8 頁產(chǎn)品名稱：無碳小車編號：805王葉楓（2） 前后輪工藝：1) 毛胚：200×200×8mm2) 材料：鋁合金3) 粗加工：a) 數(shù)銑i. 使用的數(shù)控銑床型號： XKA714數(shù)控銑床b) 粗車i. 使用機床型號：C6132ii. 夾具：三爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質(zhì)合金車刀v. 切削用量：Vc=750r/min ap=2mm 進給量f=0.3mm/r4) 精加工：a) 精車：i. 使用機床型號：C6132ii. 夾具：