第三屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽

1、第三屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽總15頁(yè)第1頁(yè)產(chǎn)品名稱：無(wú)碳小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告編號(hào)：805王葉楓1. 設(shè)計(jì)概述為實(shí)現(xiàn)小車?yán)@樁走八字軌跡的功能，設(shè)計(jì)時(shí)將方案劃分為軌跡設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，動(dòng)力傳動(dòng)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(diǎn)變向。2. 轉(zhuǎn)向?yàn)殡p輪變向，四連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)。3. 動(dòng)力為重物牽引尼龍繩，帶動(dòng)后輪，傳動(dòng)為減速齒輪及凸輪機(jī)構(gòu)，推動(dòng)連桿進(jìn)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(jiǎn)的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)，具有較高的傳動(dòng)效率以及可實(shí)現(xiàn)性。-16-2、設(shè)計(jì)方案1.設(shè)計(jì)目標(biāo)：小車的目的在于實(shí)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(jì)要求：軌跡的設(shè)計(jì)應(yīng)側(cè)重易于實(shí)現(xiàn)，

2、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)就簡(jiǎn)，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。導(dǎo)向輪4.方案介紹：以下，將就軌跡設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，動(dòng)力傳動(dòng)模塊，微調(diào)模塊四方面進(jìn)行方案介紹。軌跡設(shè)計(jì)：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(shí)刻變化。為簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，我們將軌跡定位外切圓式。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：為解決單導(dǎo)向輪容易出現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)輪差速計(jì)算困難的問(wèn)題，我們采用雙導(dǎo)向輪，單驅(qū)動(dòng)輪的模式。原理如圖。訂心中練訓(xùn)程工學(xué)大東山稱名校學(xué)11動(dòng)力傳動(dòng)：動(dòng)力為下落的重物，經(jīng)尼龍繩帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)小車前進(jìn)。采用齒輪減速及凸

3、輪將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平動(dòng)，推動(dòng)導(dǎo)向輪的連桿，進(jìn)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(dòng)桿的長(zhǎng)度上，采用螺紋配合，通過(guò)旋入螺紋的深度調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變其軌跡。總15頁(yè)第2頁(yè)產(chǎn)品名稱：無(wú)碳小車編號(hào)：805王葉楓3.轉(zhuǎn)向連桿設(shè)計(jì)三個(gè)輪共圓心。保證轉(zhuǎn)向無(wú)側(cè)滑，保證軌跡精準(zhǔn)。tant3=L/（R圓/2）=180/1353=53.1'同理a=32.28'桿長(zhǎng)L1=L2=30mmL3=120mm4.車身設(shè)計(jì)第三屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽總15頁(yè)第6頁(yè)產(chǎn)品名稱：無(wú)碳小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告編號(hào)：805王葉楓本方案優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新：（1.）具備的優(yōu)勢(shì)1）結(jié)構(gòu)

4、合理：小車的整體由三個(gè)模塊組成，各個(gè)模塊工作互不干涉。2）設(shè)計(jì)巧妙：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)靈敏，能夠適應(yīng)不同間距的跑道。3）計(jì)算準(zhǔn)確：通過(guò)三維模擬以及建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行精密的計(jì)算得出軌跡。4）制作簡(jiǎn)單：小車零部件設(shè)計(jì)按照相關(guān)機(jī)床條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(jì)越好的原則進(jìn)行選擇，整體費(fèi)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(jìn)行調(diào)試方便快捷。7）性能優(yōu)越：小車完成大賽規(guī)定動(dòng)作良好，在比賽中顯示出一定的穩(wěn)定性。8）微調(diào)機(jī)構(gòu)眾多：小車結(jié)構(gòu)上共有三處微調(diào)機(jī)構(gòu)，能夠在軌跡不理想的情況下調(diào)整進(jìn)行校正。9）理論與實(shí)踐高度結(jié)合：我們不僅在理論設(shè)

5、計(jì)和計(jì)算上略勝一籌，在裝配以及調(diào)試中也能堅(jiān)持到底，不斷探索不斷改進(jìn)以求達(dá)到最多最遠(yuǎn)最穩(wěn)定的效果。（2.）創(chuàng)新點(diǎn)：1）利用多處微調(diào)，適應(yīng)不同場(chǎng)地。2）底板設(shè)計(jì)很低，降低重心提高穩(wěn)定性。3）結(jié)構(gòu)上左右對(duì)稱，達(dá)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。訂心中練訓(xùn)程工學(xué)大東山稱名校學(xué)3、典型零件加工工藝(1)驅(qū)動(dòng)軸工藝：毛胚：$14X80mm材料：鋁合金粗加工：a)粗車：i.使用機(jī)床型號(hào)：C6132ii. 夾具iii. 量具iv. 刀具總15頁(yè)第7頁(yè)產(chǎn)品名稱：無(wú)碳小車編號(hào)：805王葉楓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告第三屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽4)1)2)3)三爪卡盤游標(biāo)卡尺，千分尺，百分表硬質(zhì)合金車刀

6、三爪卡盤游標(biāo)卡尺，千分尺，百分表硬質(zhì)合金車刀Vc=980r/minap=0.2mm進(jìn)給量f=0.030.04mm/rv. 切削用量：vi. 切削液：乳化液訂心中練訓(xùn)程工學(xué)大東山稱名校學(xué)v. 切削用量：Vc=750r/minap=2mm進(jìn)給量f=0.3mm/r精加工：a)精車：i. 使用機(jī)床型號(hào)：C6132ii. 夾具iii. 量具iv. 刀具第三屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)報(bào)告總15頁(yè)第8頁(yè)產(chǎn)品名稱：無(wú)碳小車編號(hào)：805王葉楓(2)訂心中練訓(xùn)程工學(xué)大東山稱名校學(xué)前后輪工藝：毛胚：200X200x8mm材料：鋁合金粗加工：a) 數(shù)銃i.使用的數(shù)控銃床型號(hào)：XKA714數(shù)控銃床b) 粗車i.使用機(jī)床型號(hào)：C6132ii. 夾具iii. 量具iv. 刀具1)2)3)4)三爪卡盤游標(biāo)卡尺，千分尺，百分表硬質(zhì)合金車刀v. 切削用量：Vc=750r/minap=2mm進(jìn)給量f=0.3mm/r精加工：a)精車：i.使用機(jī)床型號(hào)：