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無碳小車設計方案 小車設計 1 工作原理 重力勢能轉化成小車前進的動能 1kg 的重物從 50cm 的高度下落 重力 勢能為 5J 利用轉向裝置實現(xiàn)小車按正弦曲線 近似看作 繞樁前進 樁距 1m 當重物下落時 其所帶的繩子帶動繞線軸轉動 帶動與繞線軸同軸的二 個齒輪轉動 從而帶動從動齒輪轉動 從動齒輪一個在后軸 帶動后輪轉動 另一個是與連桿相連 從而帶動前輪擺動 此圖為示意圖 為小車的裝配圖 2 動力裝置 1 傳動的選擇及其原理 重物下落采取連線方式 因為這樣可以改變力的方向 較好使所繞的繞線 軸轉動 從而帶動后輪軸轉動 此圖為部分半剖視圖 2 側視圖 3 轉向裝置 1 轉向裝置的選擇 選擇采用空間四杠機構來實現(xiàn)轉向 其原理是利用曲柄搖桿機構曲柄轉一 圈 搖桿轉動一定角度 2 工作原理 繞線軸與轉向裝置之間用齒輪聯(lián)動 在從動齒輪上鉆孔 連接曲柄 從動 齒輪轉一圈 曲柄轉動 搖桿轉動一定角度 小車前進 通過計算 實現(xiàn)繞樁 前進 3 計算 后輪上有一個齒輪為 r1 與之相嚙合的為 r2 在主動軸上 另一個與 r2 同軸的齒輪為 r3 與之相嚙合的為 r4 專司轉向 可知要求當小 車位移 2 米即路程 s 2 28 米 假定左右擺幅為 0 2m 時 r4 轉一周 后輪 R 后輪 100cm 可得方程 s 2 兀 2 兀 r1 2 兀 r2 2 兀 r3 2 兀 r4 1 即 r1 r3 r2 r4 0 2 兀 5 0 288 再設繞線軸半徑為 r 線 行進幾個周期 可得 S 2 兀 R 后輪 2 兀 r1 2 兀 r2 2 兀 R 線 0 5 n 即 r1 r2 1 40 n r 線 同理 r4 r3 1 4 兀 n R 由以上得出 齒輪標準得表格 半徑 長度 模數(shù) N 齒數(shù) R1 10 00 1 25 16 R2 48 75 1 25 78 R3 28 2 28 R4 20 2 20 R 后輪 100mm r 線 8 00mm 設計工藝 1 小車的底板采用的是鏤空金屬板 可以增強小車的強度 2 所有轉動及連接處 都采用球軸承 可以減小摩擦 同時可以保證 運動的準確性 3 作為驅動輪 后輪制作應稍粗糙 增大與地面的摩擦系數(shù) 便于驅 動小車前進 4 在連桿與小車導向桿之間利用球鉸連接 因為要實現(xiàn)不同方向的轉 動 搖桿與小車導向桿用球鉸連接 便于轉動 5 前輪的支撐桿子要垂直 并且要可以靈活轉動 以實現(xiàn)很好的轉彎 成本分析 1 曲柄搖桿計 元 2 齒輪四個共計 元 3 車輪 后輪兩個 導向輪一個 共計 元 4 底盤計 元 5 定滑輪兩個計 元 6 支撐桿一個計 元 7 成本總計 共計 元 合計 元 管理方案設計 1 人力資源配置 小組共六人組成 學生五名 導師一名 2 進度計劃與控制設計方案 方案初定于 4 月 20 日 4 月 30 日之前提交設計方案 得到批準后立即開 始加工設計 預計六月上旬完成比賽作品與無碳小車的調試工作 3 質量管理設計 完全按照小車需要的精度與要求進行小車零部件加工 特殊部位進行特殊 加工 使小車能盡可能達到走的更遠的目標