曲率半径为文献小车行走过程中，小车整体转过的角度文献当小车转过的角度为时，有小车其他轮的轨迹以轮为参考，则在小车的运动坐标系中，的坐标的坐标,,在地面坐标系中，有整理上述表达式有求解方程，把上述微分方程改成差分方程求解，通过设定合理的参数的到了小车运动轨迹如图图动力学分析驱动重物以加速度向下加速运动，绳子拉力为，有文献产生的扭矩文献式中考虑到摩擦产生的影响而设置的系数。驱动轮受到的力矩，曲柄轮受到的扭矩，为驱动轮受到的压力，为驱动轮提供的动力，有文献式中考虑到摩擦产生的影响而设置的系数文献转向假设小车在转向过程中转向轮受到的阻力矩恒为，其大小可由赫兹公式求得文献由于比较小，故对于连杆的拉力，有小车行走受力分析设小车惯量为，质心在则此时对于旋转中心的惯量为文献小车的加速度为整理上述表达式得第章典型零件的设计及强度校核主动齿轮的设计主动齿轮设计如图图主动齿轮的强度校核齿轮的设计计算选定齿轮类型精度等级材料及齿数按传动方案，选用直齿圆柱齿轮选用级精度材料选择。由参考文献表选择大齿轮材料为铝合金，硬度为，小齿轮材料为黄铜，硬度为选大齿轮齿数，小齿轮的齿数为按齿面强度设计确定各式计算数字试选载荷系数。计算小齿轮传递的转矩。大齿轮传递的转矩由参考文献查得，大齿轮做悬臂布置，选取齿宽系数。由参考文献查得，铝合金的弹性影响系数由参考文献查得，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极限大齿轮的接触疲劳极限。计算应力循环次数由参考文献查得，接触疲劳寿命系数计算接触疲劳需用应力取失效概率为，安全系数计算试算大齿轮分度圆直径，代入中较小的值。计算圆周速度计算齿宽计算齿宽与齿高之比。模数齿高计算载荷系数。根据，级精度，查得动载系数，直齿轮由参考文献查得使用系数由参考文献用插值法查得级精度，大齿轮相对支撑为悬臂布置。由，，由参考文献查得故载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数几何尺寸计算。表直齿圆柱齿轮传动计算结果名称符号计算公式小齿轮大齿轮模数齿数变位系数啮合角分度圆直径中心距齿顶高齿根高，结构简单，同时还需要有特殊效率最高结构最简单。在不考虑其它条件时这是最优的方式。带轮具有结构简单传动平稳价格低廉缓冲吸震等特点，但其效率及传动精度并不高。不适合本小车设计。齿轮具有效率高结构紧凑工作可靠传动比稳定是把动力和运动传递到转向机构和驱动轮上。要使小车行驶的更远及按设计的轨道精确地行驶，传动机构必需传递效率高传动稳定结构简单重量轻等。不用其它额外的传动装置，直接由动力轴驱动轮子和转向机构，此种方式根据不同的需要调整其驱动力。机构简单，效率高。图绕线轴基于以上分析我们提出了输出驱动力可调的锥形螺旋槽原动机构。如上图可以通过改变绳子绕在绕线轴上不同位置来改变其输出的动力。传动机构传动机构的功能直方向的速度较大，重块本身还有较多动能未释放，能量利用率不高。由于不同的场地对轮子的摩擦摩擦可能不样，在不同的场地小车是需要的动力也不样。在调试时也不知道多大的驱动力恰到好处。因此原动机构还需要能其它的具体要求。驱动力适中，不至于小车拐弯时速度过大倾翻，或重块晃动厉害影响行走。到达终点前重块竖直方向的速度要尽可能小，避免对小车过大的冲击。同时使重块的动能尽可能的转化到驱动小车前进上，如果重块竖成重块晃动从而使小车不稳定等，重块支架采用铝合金制作成三角底板式。小车性能主要因素的分析能耗规律分析运动学分析动力学分析第章典型零件的设计及强度校核主动齿轮的设计主动齿轮的强度校核齿轮的设计计算第五章典型零件加工工艺的分析及编写驱动轴加工工艺分析零件结构及其工艺性分析零件技术要求分析驱动轴加工工艺编写结论致谢附录参考文献第章绪论小车功能设计要求给定重力势能，根据能量转换原理，设计种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。该自行小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物每间隔米，放置个直径高的弹性障碍圆棒。以小车前行距离的远近以及避开障碍的多少来综合评定成绩。给定重力势能为焦耳取，竞赛时统用质量为的重块，普通碳钢铅垂下降来获得，落差，重块落下后，须被小车承载并同小车起运动，不允许掉落。要求小车前行过程中完成的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形式。小车要求采用三轮结构个转向轮，个驱动轮，具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。要求满足小车上面要装载件外形尺寸为的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于克在小车行走过程中，载荷不允许掉落。转向轮最大外径应不小于。小车的设计方法小车的设计定要做到目标明确，通过对命题的分析得到了比较清晰开阔的设计思路。设计需要有系统性规范性和创新性。设计过程中需要综合考虑材料加工制造成本等给方面因素。小车的设计是提高小车性能的关键。在设计方法上考虑优化设计系统设计等现代设计理论方法。第章方案设计通过对小车的功能分析小车需要完成重力势能的转换驱动自身行走自动避开障碍物。为了方便设计这里根据小车所要完成的功能将小车划分为五个部分进行模块化设计车架原动机构传动机构转向机构行走机构微调机构。为了得到令人满意方案，采用扩展性思维设计每个模块，寻求多种可行的方案和构思。设计图框如图图设计步骤在选择方案时应综合考虑功能材料加工制造成本等各方面因素，同时尽量避免直接决策，减少决策时的主观因素，使得选择的方案能够综合最优。图方案选择重块支架车架不用承受很大的力，精度要求低。但考虑到重量以及小车转弯时产生的离心力造成重块晃动从而使小车不稳定等，重块支架采用铝合金制作成三角底板式。