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（全套CAD）无碳重力势能小车设计

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。重力,势能,小车,设计,毕业设计,全套,图纸摘要通过对第二届全国大学生工程训练参赛作品“无碳重力势能小车”的分析。发现小车在设计方面存在不足。为了改进小车的不足之处，对小车的结构部分进行重新设计。通过每阶段的深入分析把设计尽可能向最优设计靠拢。根据小车功能要求，把小车分为车架原动机构传动机构转向机构行走机构微调机构六个模块，进行模块化设计。首先针对每个模块进行多方案设计，通过综合对比选择出最优的方案组合。确定的方案为车架采用三角底板式原动机构采用了锥形轴传动机构采用齿轮转向机构采用曲柄摇杆行走机构采用单轮驱动实现差速微调机构采用微调螺母。然后对方案进行理论分析，综合考虑零件材料性能加工工艺等，进而得出了小车的具体参数，和运动规律。关键字工程训练参赛作品重力势能小车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。能耗规律分析为了简化分析，先不考虑小车内部的能耗机理。设小车内部的能耗系数为，即小车能量的传递效率为。小车轮与地面的摩阻系数为，理想情况下认为重块的重力势能都用在小车克服阻力前进上。则有文献式中为第个轮子对地面的压力为第个轮子的半径为第个轮子行走的距离为小车总质量为了更全面的理解小车的各个参数变化对小车前进距离的变化下面分别从.轮子与地面的滚动摩阻系数.轮子的半径.小车的重量.小车能量转换效率。四方面考虑。由文献知道般材料的滚动摩阻系数为间。图为当车轮半径分别为，摩阻系数分别为.，.，时小车行走的距离与小车内部转换效率的坐标图。由图可知滚动摩阻系数对小车的运动影响非常显著，因此在设计小车时也特别注意考虑轮子的材料，轮子的刚度尽可能大，与地面的摩阻系数尽可能小。能。转向机构也同样需要尽可能的减少摩擦耗能，结构简单，同时还需要有特殊的运动特性。能够将旋转运动转化为满足要求的周期回摆动，带动转向轮左右转动从而实现拐弯避障的功能。能实现该功能的机构有凸轮机构摇杆曲柄连杆摇杆曲柄滑块等等。凸轮凸轮是具有定曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。优点只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单紧凑设计方便。缺点凸轮轮廓加工比较困难。在本小车设计中由于凸轮轮廓加工比较困难尺寸不能够可逆的改变精度也很难保证重量较大效率低能量损失大滑动摩擦因此不采用曲柄连杆摇杆优点运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小，制造方便，已获得较高精度两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。缺点般情况下只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往比较多.原动机构原动机构的作用是将重块的重力势能转化为小车的驱动力。能实现这功能的方案有多种，就效率和简洁性来看绳轮最优。小车对原动机构还有其它的具体要求。.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根据不同的需要调整其驱动力。.机构简单，效率高。图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。