结构设计报告.docx

结构设计报告.docx<2^J/(/)、f//A X. TJH/'、L X10001000100010002009全国大学生工程圳练嫁合能力竞赛结构设计报告总 页第 页编号:产品名称无碳小车生产纲领件/年零件名称生产批量件/月1、设计概述根据设计要求:给定一重力势能,根据能量转换原理,设计一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1米,放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒),小车的行走轨迹大概如上图,经过小组成员的一番讨论研究,觉得设计的重点和难点是前轮转向机构的设计和后轮运动角速度的大小和前轮偏转周期的关系,这样才能保证小车的成功越过障碍。我们的设计大概如下:一条线连着重块绕过定滑轮穿越车架上打的洞绕在轴上,重块下降拉动线从而使轴转起来。前轮与后轮的传动关系通过一定的传动比和半径调节来保证,前轮的转向通过曲柄滑块机构来实现。这样的话小车就能运动起来并成功的越过障碍。2、 设计思路和方案我们设计的思路是沿着能量的转换和运动的关系的。首先我们得想着物块的下降的重力势能做的功如何利用,也就是怎样利用物块的下降来使驱动轮运动起来,然后想着导向轮怎样运动,导向轮与驱动轮应该满足的运动关系。沿着这样的思路结合自己的所学知识和平时的认识设计了我们的“无碳小车”方案。我们的方案大致如下:物块吊在一根绳子上绕过定滑轮再绕在轴一上,物块下降的同时从而带动轴一转动。然后经过一定轮系将运动传动给后轮轴,后轮轴的两端连着后轮,这样无物块的下降就能带动后轮的转动。而轮系是这样设计的,根据设计要求我们初步定的小车的宽度是160mm,障碍物的直径是20mm,小车要绕过障碍物得在竖直方向上至少走90mm,考虑到安全和运算的结果(走100mm和走200mm差别并不大),我们让小车偏离大概140mm,,在考虑传动比又不能太大,我们初步定于6:1(这样轮系就不是很复杂,我们用二级传动,3:1和2:1,齿轮的直径不致太大),也就是后轮转6圈前轮转向一周,这样的话根据2nRN=。到这里,还剩下的主要问题就是前轮如何实现转向。我们小组成员对这个提出了很多方案,限于外部条件的约束,我们最终挑选了其中一个。我们知道火车轮子的运动,就是一个轮子的边缘连上一根连杆再连到其旁边的轮子上,我们的转向方案就是原型来自于他。我们在轴一上固定一个圆盘,然后在圆盘上固定一个连杆,连杆的另一端套在前轮轴上(球钱链),小车在前进的同时轴一转动,连杆绕着圆盘的中心转动从而带动前轮轴的前后移动实现前轮的转向。这样小车的转向不致太过灵活又不呆板。其中关键的是连杆的长度和连杆距圆盘中心的位置的确定。由于刚开始确定小车偏移量为140mm,这样小车最大的偏转角为8度,而连杆偏离车的轴线距离为60iiim(根据车的大小自己定的),,考虑到机构的急回特性,,,这样急回特性影响很小可忽略不计。我们的小车转向方案是力