第八屆山東省大學(xué)生機電產(chǎn)品設(shè)計大賽研究報告

1、0 / 28 文檔可自由編輯打印完完全全拆拆裝裝手手搖搖三三輪輪車車研研究究報報告告摘要摘要1 / 28 文檔可自由編輯打印我們的主要設(shè)計任務(wù)與易于組裝和減小物體體積有關(guān)，因為這木制手搖輪椅，其中包括物理模型、設(shè)計過程和設(shè)計筆記記錄，是捐贈給那些在發(fā)展中國家患有小兒麻痹癥或其他疾病的人，是慈善事業(yè)的、無利可圖的。根據(jù)這些要求和限制等有關(guān)方面的參考，我們設(shè)計了一些新的機理來代替舊的機理。然而，一些原產(chǎn)品所擁有的好的組件，仍然在我們的設(shè)計方案中。為了生動地證明我們的設(shè)計，我們使用 Solid Works 繪制三維模型，然后把這些三維圖紙導(dǎo)入到可以緩解和直接制造的工程中。此外，我們已經(jīng)取得了質(zhì)量、功

2、能和部署分析，使設(shè)計方案能特別地滿足有關(guān)各方的期望。我們還通過模擬分析，來檢查某些部件的結(jié)構(gòu)、尺寸和材料是否可以支持應(yīng)用的負載。最后，我們得出了一個結(jié)論：我們的設(shè)計可以縮小物體體積，并且在不犧牲 PET 車輛優(yōu)良性能的前提下降低購買成本。關(guān)鍵字： PET；易于組裝；減小車體體積目錄目錄2 / 28 文檔可自由編輯打印摘要 .1目錄 .2第一章 介紹 .41.1 產(chǎn)品設(shè)計的背景1.2 PET 的前景第二章 概述 .52.1 作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路2.2 技術(shù)背景2.3 創(chuàng)新點2.4 科學(xué)性和先進性2.5 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標第三章 QFD 和可衡量的設(shè)計目標 .73.1 有關(guān)各方的聲音

3、3.2 合格的標準設(shè)計3.3 現(xiàn)有產(chǎn)品的性能參數(shù)第四章 概念的產(chǎn)生 . 104.1 前車身控制平衡的設(shè)計方案4.2 焊接的主心軸設(shè)計方案4.3 框架節(jié)點的設(shè)計方案4.4 后軸的設(shè)計方案4.5 制動的設(shè)計方案4.6 整體的設(shè)計方案第五章 計劃時間表 .175.1 綜合項目分配5.2 儀器和材料的準備5.3 參數(shù)設(shè)計和尺寸計算5.4 設(shè)計優(yōu)化5.5 物理模型的制作5.6 導(dǎo)入 CAD 和修改三維模型3 / 28 文檔可自由編輯打印5.7 制作 PPT 和寫總結(jié)報告第六章 計算與分析 . 196.1 運動學(xué)和動力學(xué)分析6.2 主要的計算第七章 總結(jié) . 25參考文獻及附錄第一章第一章介紹介紹4 /

4、28 文檔可自由編輯打印1.11.1 產(chǎn)品設(shè)計的背景產(chǎn)品設(shè)計的背景 我們已經(jīng)知道,木制的人類輪椅是由個人能源運輸公司制造的,是慈善的和非盈利的。這個項目始于 1995 年,當(dāng)在扎伊爾（現(xiàn)剛果） 、非洲的傳教士牧師拉里山,告訴牧師梅爾西，患有小兒麻痹癥和遭受地雷襲擊的受害者等下肢殘忍人群急需三輪、手搖輪椅的時候，梅爾聯(lián)系了一位他長期的朋友、產(chǎn)品設(shè)計師和合作伙伴孟爾康，開始了原型設(shè)計過程。 手搖式三輪車項目的使命是給那些所有需要幫助的人們提供適當(dāng)?shù)囊苿印Ｊ紫?我們試圖為那些需求最大并且資源最少的貧窮或者不發(fā)達國家優(yōu)先提供。1.21.2 完全拆裝手搖三輪車的前景完全拆裝手搖三輪車的前景PET 手搖輪

5、椅,已出口到世界上 80 多個個國家中,例如剛果、摩爾多瓦、塞拉利昂等,旨在幫助那些無法使用它們的腿，但是可以用他們的手的殘疾人。目前,越來越多的人愿意捐錢給 PET 公司,為了幫助那些殘疾人將按照自己的愿望實現(xiàn)自己的夢想。1.31.3 PETPET 目前的缺點目前的缺點正如制造商所說,車輛最大的問題是不可折疊，導(dǎo)致海運成本占總成本的較大部分，新的設(shè)計應(yīng)使整車分解成小包裝運輸,以及組裝時不應(yīng)該使用復(fù)雜的工具、不需要復(fù)雜的技巧。因此,我們應(yīng)該優(yōu)先考慮兩點:低航運成本和方便的組裝。第二章第二章 概述概述5 / 28 文檔可自由編輯打印2.12.1作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路：作品設(shè)計、發(fā)明的目的

6、和基本思路：目的目的：為解決援助非洲下肢殘疾人群的“自助車”的運輸成本遠遠高于制造成本的問題，我們設(shè)計并制作了“完全拆裝木質(zhì)手動三輪車” ?；舅悸坊舅悸罚涸诰C合各種殘疾人自助車的基礎(chǔ)上進行了改進；為減輕整車重量、方便運輸，車身主體采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且采用折頁和插銷連接； 為了提高整車的平衡性，添加兩個阻尼連桿；采用手制動方式，解決剎車問題。2.22.2 技術(shù)背景技術(shù)背景： 考慮到車輛的大部分材料都是木頭的,這意味著我們不能選擇一些依靠材料性能好的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。因此,我們應(yīng)該在成本較低的情況下找到比較簡單的原理并且實現(xiàn)的多種功能的結(jié)合。然而,有關(guān)各方說海運是我們的一個主要費用呈現(xiàn)。他們希望我們能夠

7、在不改變車輛大小的情況下縮小運輸箱的大小。為了減少運輸體積,最好的方法是盡可能多的分解車輛,但我們易于組裝的目標無法實現(xiàn)。因此 ,我們得到了一個悖論。接下來的限制是,我們應(yīng)該避免焊接,用更多的螺栓,因為它會給駕駛員帶來傷害，同時也使組裝變得復(fù)雜。因此,我們必須想出一個合格的項目建議來解決所有的問題。盡管這些約束將成為我們的主要障礙,但是它們在另一方面卻指導(dǎo)著我們的設(shè)計；我們團隊來說，克服這些困難需要較長的時間。2.32.3 創(chuàng)新點創(chuàng)新點：1、可折疊性，該特性可大大節(jié)省其占用空間，實現(xiàn)了更低的裝船運輸成本。折疊過程中無需任何輔助工具，可純手工拆卸。2、木質(zhì)結(jié)構(gòu)，車體輕便，迎合下肢殘疾人群的需求3

8、、車輪主軸兩端分別為左旋和右旋螺紋，可實現(xiàn)自動上緊螺栓，從而容易安裝并且更為安全。 2.42.4 科學(xué)性和先進性：科學(xué)性和先進性：1、可折疊性，與現(xiàn)在的擁有的技術(shù)相比該特性可大大節(jié)省其占用空間，降低運輸環(huán)節(jié)費用，實現(xiàn)最低的成本。2、手工拆卸：與一般的產(chǎn)品相比，該特性可以在折疊過程中無需任何輔助工具，可純手工拆卸，幫助人們實現(xiàn)方便快捷的拆卸和安裝，簡單的操作運行模式更具市場價值。3、木質(zhì)結(jié)構(gòu)，該產(chǎn)品與現(xiàn)在的大多產(chǎn)品相比較，車身大部分為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，車體輕便，易于控制，適合下肢殘疾人群的需求。4、阻尼桿的運用，通過添加阻尼桿，使車身更具平穩(wěn)性，更安全。5、手制動系統(tǒng)，通過對制動系統(tǒng)的改進，操作更加方便

9、，安全性得到極大提高。2.52.5技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標：6 / 28 文檔可自由編輯打印技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵：1、整車的拆卸和折疊方案2、 后軸的設(shè)計方案3、制動的設(shè)計方案技術(shù)指標技術(shù)指標：1.自助車折疊后的體積和質(zhì)量：L35.4in”W27.5”H15.7” 17.75kg 2.后軸：應(yīng)力 59875.4 N/ ， 位移 0 m ， 應(yīng)變 1.53774e-007 2m 3、深溝球軸承：當(dāng)量靜載荷額定動載荷： 2050N N6604、 驅(qū)動力： 220N7 / 28 文檔可自由編輯打印第三章第三章 QFDQFD 和可衡量的設(shè)計目標和可衡量的設(shè)計目標我們從 PET 集團的文

10、檔和網(wǎng)站上得到了關(guān)于 PET 缺點的反饋。因此,這些缺點會引導(dǎo)我們的設(shè)計和其功能的方向,我們的設(shè)計應(yīng)該把這些都付諸實踐。如今,QFD,即質(zhì)量、功能和部署,是一個在設(shè)計階段很受歡迎的 和有效的系統(tǒng)方法。它把客戶和市場的需求與產(chǎn)品的設(shè)計和研究結(jié)合在一起。3.1.3.1.有關(guān)各方的聲音有關(guān)各方的聲音3.1.13.1.1 設(shè)計的弱點設(shè)計的弱點1 1 與前驅(qū)動總成的設(shè)計問題與前驅(qū)動總成的設(shè)計問題A .T-Bold 的固件裝配(持有轉(zhuǎn)向柱的前叉)并不總是與方向盤上的小孔相匹配的。B .制動手柄的位置妨礙使用者的膝蓋。C .角傳動鏈偶爾擦前端前輪組件。D .T-Bolts(用于將方向盤與前叉連接起來)是鍍鋅

11、的并且不應(yīng)該焊接。煙霧焊接鍍鋅對象是有毒性的,可以使你生病。另外,十字架塊的直徑太小，在固定的時候很容易彎曲。E .沒辦法調(diào)整驅(qū)動器鏈的緊松;或當(dāng)它松動的時候使它變緊。F .當(dāng)即時螺栓可用時，手工定制的前車軸可被定制。G .結(jié)合停車休息和手剎這兩個功能。2 2 設(shè)計問題設(shè)計問題, ,座位座位/ /存儲組裝存儲組裝A .為不同體型的個人，座位的調(diào)整不是很容易進行。B . PVC 軸墊片從來不是相同的大小并且不能夠長期使用。C . 因為他們的堅持，Weld-rear 軸瓦楞紙箱包裝盒寬度擴大 20%。D .用螺絲把木制零件組裝一起是耗費時間的過程。E .把木制座椅靠背擰進木制圍欄經(jīng)常脫離座椅靠背的

12、支持。F .焊接的車中心軸讓存儲框架變得不穩(wěn)固。G .樞軸銷連接，前驅(qū)動組裝后部座位/存儲組件沒有調(diào)整好，就不得不把他們放在地面上，讓他們一起去。H .以焊接中心軸為基礎(chǔ)，防止前隔板正確附著。3.1.23.1.2 技術(shù)措施技術(shù)措施由制造商列出的那些缺點是棘手的,因此,我們的團隊應(yīng)該采取的一些技術(shù)措施去仔細對付那些弱點。與此同時,技術(shù)措施不應(yīng)該是復(fù)雜的。為了這個原則,我們研究了很長一段時間,即使汽車在初始階段，我們決定在自行車和三輪車上采用一些機制。盡管現(xiàn)在,這些措施是否可用仍不確定,我們將根據(jù)這些已經(jīng)擁有的想法，繼續(xù)設(shè)計我們的產(chǎn)品，并且使之不斷提高。3.2.3.2. 一個合格的標準設(shè)計一個合格

13、的標準設(shè)計8 / 28 文檔可自由編輯打印為我們的設(shè)計建立一個標準是不可缺少的。但是,對我們來說并沒有明確的標準,因為這些標準是由我們自己通過參考一些網(wǎng)站提供的信息和導(dǎo)師給出的文檔制定出的。3.2.13.2.1 建立標準建立標準1 1 海運標準海運標準他們提供的文檔,其中一個主要的持續(xù)的開支是海航運。如果我們能減小其航運箱的大小而不減少 PET 的大小;廠家就能省下一大筆錢。具體來說,PET 標準成人曲柄大小的航運箱是 41“29“15”目前。我們希望經(jīng)過設(shè)計，能使大小減小到 L35.4in”W27.5”H15.7” 。2 2 易于裝配易于裝配生產(chǎn)廠家說,我們在 PET 的裝配上沒有充分利用現(xiàn)

14、代技術(shù)。使用建筑膠粘劑和氣動工具將加快組裝?？紤]到殘疾人的情況,我們最好減小 PET 組裝時的復(fù)雜程度,并保持已經(jīng)在使用前復(fù)雜零件組合已裝配好。在這些條件下,PET 的組裝可以在很大程度變得簡單。3 3 倉庫空間倉庫空間倉庫空間仍然是一個問題,在我們繼續(xù)成長的同時只會變得更加糟糕。最大的問題是儲存空間,尤其是焊接的主心軸使存儲框架變得不牢固。從這個意義上說,我們的團隊應(yīng)該減少 PET 在折疊后的體積,使被折疊的形狀類似正方體,就很容易被存儲。3.2.23.2.2 如何證明產(chǎn)品設(shè)計使用的標準如何證明產(chǎn)品設(shè)計使用的標準如果我們能解決了上述所有的問題，其結(jié)果是符合標準的，它可以被證明是成功的。3.3

15、3.3 現(xiàn)有產(chǎn)品性能參數(shù)現(xiàn)有產(chǎn)品性能參數(shù)現(xiàn)有各種各樣的 PET 模型，他們的直徑和性能參數(shù)也不同。一些數(shù)據(jù)都列在下面。3.3.13.3.1 標準成人曲柄標準成人曲柄 PETPET長：52” 寬： 28” 高： 38”載重：90#增加容量：300#實心輪胎 NHS:4.008海運包裝盒：41”29”15”工具盒和配件包括在內(nèi) 。3.3.2.3.3.2. 實心座拉實心座拉 PETPET長：55” 寬： 28” 高： 42”載重：85#增加容量：300#9 / 28 文檔可自由編輯打印實心輪胎 NHS:4.008海運包裝盒：41”29”15”扶手在進出是應(yīng)舉起。工具盒和配件包括在內(nèi)。3.3.33.3

16、.3 船席拉的船席拉的 PETPET長：51” 寬： 28” 高： 44”載重：85#帶有旋轉(zhuǎn)座椅增加容量：300#實心輪胎 NHS:4.008海運包裝盒：41”29”15”工具盒和配件包括在內(nèi)。10 / 28 文檔可自由編輯打印第四章第四章 概念的產(chǎn)生概念的產(chǎn)生對于 PET 的某些重要組成部分，為了確保最佳匹配的設(shè)計選擇。首先，我們準備了單獨的和一些完全不同的設(shè)計。然后和我們的顧問對每個設(shè)計進行了分析和討論，最后，最終的決定是根據(jù)什么是最好的和最現(xiàn)實而選擇的。4.14.1 前車身控制平衡的設(shè)計方案（方向盤）前車身控制平衡的設(shè)計方案（方向盤）針對前面的導(dǎo)軸過于靈活，在行駛過程中，駕駛員不易控制

17、方向移動。并考慮到患有小兒麻痹癥的兒童的特殊性，我們增加了一個氣動阻尼桿。當(dāng)我們完成轉(zhuǎn)向時，前輪會自動回到原位。這樣做比較省力，操作方便。細節(jié)部分表現(xiàn)如下。所以兩個氣體壓力伸縮軸連接前輪兩側(cè)。他們用螺栓與本體連接，這樣可以方便的拆卸和組裝。 （設(shè)計圖如下 4.1。 ）圖 4 - 1 重新設(shè)計的前部導(dǎo)向平衡（轉(zhuǎn)向）圖.4-2 阻尼桿連接11 / 28 文檔可自由編輯打印在車的兩側(cè)，有四個可調(diào)螺紋孔。所以，我們可以根據(jù)自己的需要來調(diào)整前部轉(zhuǎn)向指導(dǎo)的靈活性。 （設(shè)計圖如下）圖 4 - 3 氣動阻尼桿圖 4 - 4 氣動阻尼桿4.24.2 焊接的主心軸設(shè)計方案焊接的主心軸設(shè)計方案12 / 28 文檔可

18、自由編輯打印焊接的主心軸，旨在連接拖車裝置與牽引裝置，使存儲變得穩(wěn)固。為解決這一問題，我們想出了兩種實際的設(shè)計。設(shè)計：采用螺栓固定主心軸代替焊接主要設(shè)計主心軸支持焊接筋板，然后焊接到拖車。但是，我們都知道這是不可移動和拆卸的，儲放架引起了困難的問題。首先，我們把焊接筋板改為兩個可拆卸的部件，并把其中一個焊接在后方框架上。 （這種設(shè)計顯示在下圖 4.5。 ）其次，我們用銷釘固定主心軸上焊接的部件，放置在后車架上。只有這樣我們才能移動方便、節(jié)省運輸空間的基礎(chǔ)上解決問題。 （這種設(shè)計顯示在圖 5）圖 4 - 5 設(shè)計的鵝頸4.34.3 框架節(jié)點的設(shè)計方案框架節(jié)點的設(shè)計方案框架節(jié)點，以連接拖車單位裝置

19、與牽引裝置，使存儲裝置更穩(wěn)定。同時，框架節(jié)點是PET 的關(guān)鍵部分，承受來自各個部件的壓力，那么它一定要很堅固，而且還要具有操作簡單，外形美觀的特點。為了解決這一問題，我們從折疊自行車的設(shè)計原則出發(fā)，在我們的設(shè)計中，改進和應(yīng)用折疊自行車框架節(jié)點的原理。雙方的框架部分接頭分別焊接在 PET 的前方和后方部分，并用螺栓固定的框架節(jié)點代替焊接。這不僅使它能夠承受來自各個部件 面的壓力，而且連接穩(wěn)定、更堅固，也易于拆卸。13 / 28 文檔可自由編輯打印圖 4 - 6 重新設(shè)計框架節(jié)點（螺栓連接）圖 4 - 7 重新設(shè)計框架節(jié)點（快速螺栓撬桿）4.44.4 后軸的設(shè)計方案后軸的設(shè)計方案14 / 28 文

20、檔可自由編輯打印因為他們的堅持，原始的后軸焊接使瓦楞紙箱寬度增加 30%。為了解決這個問題，我們設(shè)計了兩個供選擇的概念。設(shè)計：使后輪車軸移動第一步，在車輛的支持下焊接軸套，而不是直接焊接軸。通過這種方式，當(dāng)需要儲存的時候我們可以把軸提取出來。然而，我們也遇到了一些問題，例如如何固定軸上的軸套，如何避免軸滾動等。因此，我們決定以踏板軸的自行車為模型，制造軸和套筒?？纯聪旅娴牟輬D。圖 4-4 后軸的大體草圖車輛行駛過程中，為防止軸脫離套筒滑動，我們穩(wěn)定地連接輪軸和車輪。并且在輪軸的兩側(cè)，左軸螺紋左旋，右前輪螺紋右旋。當(dāng)滾動車輪時，車輪軸和軸套連接就會更緊密。15 / 28 文檔可自由編輯打印集成后

21、軸圖.4-6 軸套這種設(shè)計解決了軸不能拆卸的問題，并保證了移動軸的同軸度、焊接起來的軸和軸套的同軸度。4.54.5 制動的設(shè)計方案制動的設(shè)計方案 以前的剎車設(shè)計有兩個主要的問題，首先，制動手柄位置的通過用戶的膝蓋確定的。其次，考慮到用戶都希望在某些特定的環(huán)境下停車休息，以及實現(xiàn)很多功能。從這些問題和要求出發(fā)，針對我們的實際生產(chǎn)條件，我們確定采用自行車的剎車裝置。設(shè)計：結(jié)合手制動與停車制動為了實現(xiàn)這樣的要求，我們模仿類似的自行車的結(jié)構(gòu)和剎車系統(tǒng)。我們把自行車的剎車裝置連接到 PET 的前身斜梁上。首先，為了解決因為用戶的膝蓋而產(chǎn)生的各種問題，我們把閘的形狀設(shè)計為扁圓小尺寸的樣式而不是方形的。其次

22、，這樣的樣式簡單，易操作控制。16 / 28 文檔可自由編輯打印圖 4-7 制動手柄的新設(shè)計4.64.6 整體的設(shè)計方案整體的設(shè)計方案 當(dāng)我們選擇設(shè)計理念時，我們應(yīng)該關(guān)注的要素是，成本低，易操控，可靠性高，便于組裝，便于運輸。基于此，在和我們的指導(dǎo)老師討論后，我們選擇的方案是框架結(jié)構(gòu)，后輪制動。 就我們個人而言，我們的設(shè)計方案比其他的方案更合理可行。然而，最后是否被采用，還需要進一步的計算分析。17 / 28 文檔可自由編輯打印 第五章第五章 計劃時間表計劃時間表任何項目，為了最大限度的提高工作效率，很有必要制定一個規(guī)定需要完成的任務(wù)的詳細的時間表，并堅持用一些手段和標準來完成這些任務(wù)。在人類

23、動力運輸發(fā)展中，在時間允許的框架下，團隊精心確定了項目的里程碑和最后的期限，現(xiàn)在將一些最基本的信息放在下面的表格中：表 5-1 每周任務(wù)的大體安排任務(wù)名稱持續(xù)天數(shù)開始時間完成時間綜合項目分配1 天2012/07/112012/07/12儀器和材料的準備2 天2012/07/112012/07/13參數(shù)設(shè)計和尺寸計算12 天2012/07/112012/07/23設(shè)計優(yōu)化7 天2012/07/232012/07/30物理模型的制作15 天2012/07/302012/08/15PET 和裝配的三維模型3 天2012/08/152012/08/18檢查與分析2 天2012/08/182012/08

24、/20CAD 草圖及修改7 天2012/08/202012/08/27寫總結(jié)報告7 天2012/08/272012/09/03PPT 準備3 天2012/09/032012/09/03最后報告的整合3 天2012/09/032012/09/095.15.1 綜合項目分配綜合項目分配整個時間安排 合作，任務(wù)分配 儀器，材料選擇 選擇繪圖軟件：Solidworks 和 AutoCAD.5.25.2 儀器和材料的準備儀器和材料的準備 首先，由于其捐獻的性質(zhì)，PET 的設(shè)計需要低成本高壽命的材料。目前，一些類似的產(chǎn)品已經(jīng)存在，其材質(zhì)是松木。因此，我們決定使用松木，它可以顯著降低生產(chǎn)成本。其次，準備對我

25、們制造有用的機械工具。5.35.3 參數(shù)設(shè)計和尺寸計算參數(shù)設(shè)計和尺寸計算18 / 28 文檔可自由編輯打印 這一類項目更廣泛，內(nèi)容包括開發(fā)設(shè)計時間的確定，如預(yù)算，材料強度，加工制造能力的限制，以及使用我們大學(xué)實驗室的可行性。在計算方面，我們需要花費更多的時間。在機械設(shè)計這本書的幫助下，我們已經(jīng)設(shè)計好了某些部位的結(jié)構(gòu)，然后計算了尺寸和載重能力。之后，我們可以確定我們的設(shè)計是合理和有效的。5.45.4 設(shè)計優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化 在這個階段，很有必要評估什么樣的系統(tǒng)組件最合理以及什么因素最有可能影響整體性能。評估包括航運量，剎車，鵝頸，等等。為了選擇最合理的一個，在做最后決定之前，我們已經(jīng)制定了多個方案。這

26、一階段，需要設(shè)計完成前定稿模型，但評估需要一直持續(xù)下去，這樣可以在項目進行當(dāng)中隨時采取措施，提高 PET 的性能5.55.5 物理模型的制作物理模型的制作 物理模型的制作，這是工作的主要內(nèi)容，也是最重要的部分。所以在這個環(huán)節(jié)上，我們花費了大部分時間。包括整體設(shè)計，成型材料，整機裝配，反復(fù)測試（如實用性，耐用性，便利性，靈活性等各種性能） 。最后需要考慮美學(xué)，裝飾圖案和色彩搭配。5.65.6 導(dǎo)入導(dǎo)入 CADCAD 和修改三維模型和修改三維模型 在此期間，我們必須繪制模型的所有組件，然后裝配這些組件。之后，我們用 solidworks 模擬組件的受力狀態(tài)和可行性。三維系統(tǒng)模型可以用很容易導(dǎo)入其它

27、計算機程序創(chuàng)建的已標記的尺寸和準確的工作圖紙的 solidworks 和 CAD設(shè)計。通過相互結(jié)合的方式形成裝配圖。 然后，為了方便加工制造，我們把 solidworks 圖導(dǎo)入到 CAD 中，僅僅這一點是不夠的，我們還應(yīng)該繼續(xù)修改那些圖紙，得到更準確的加工圖紙來指導(dǎo)批量生產(chǎn)。5.75.7 制作制作 PPTPPT 和寫總結(jié)報告和寫總結(jié)報告 在這個階段，我們的主要任務(wù)是總結(jié)最后的報告。其次我們還要準備一個PPT 展示我們的設(shè)計和理念。最后，在正式完成之前我們需要匯報給指導(dǎo)老師。更重要的是，幻燈片需要用圖片和圖表來介紹項目的進展和每個部件的功能。19 / 28 文檔可自由編輯打印第六章第六章 計算

28、與分析計算與分析6.16.1 運動學(xué)和動力學(xué)分析運動學(xué)和動力學(xué)分析 在本節(jié)中，我們使用一些專業(yè)軟件分析主要組成部件的變形情況，例如后軸，前軸等。然后我們通過計算選擇合適的軸承。6.1.16.1.1 前輪軸的模擬分析前輪軸的模擬分析 為了便于分析和加載，我們把軸切成兩段，然后，給半軸的邊緣加載 2000牛的力，我們可以保證無論是前輪還是后輪都可以支持負載。 圖 6-1 前軸表 6-2 模擬分析結(jié)果名稱類型最小值位置最大值位置應(yīng)力VON MISES1910.8N/ m2-0.200694 in,-0.785581 in,-0.75244 in7.59624e+007 N/ m25.18927e-0

29、17 in,-0.2825 in, 3.5 in位移 URES0 m-0.2825 in,3.45951e-017 in, -3.5 in4.5308e-005m0.308915 in,-0.754265 in,-0.00880003 in20 / 28 文檔可自由編輯打印應(yīng)變ESTRN1.02095e-008 0.213496 in,-0.830549 in,-0.10423 in0.000265897 -0.0298692 in,-0.28274 in,-3.4865 in圖 6-3 樣品 1 的應(yīng)力-應(yīng)變圖圖 6-4 樣品 2 的位移坐標圖 21 / 28 文檔可自由編輯打印圖 6-5

30、樣品 3 的應(yīng)力-應(yīng)變圖 我們可以得出一個結(jié)論，前軸幾乎是不變形的。我們分析這些圖可以發(fā)現(xiàn)，盡管施加了最大載荷，軸的變形是微小的。因此，我們得出結(jié)論，前軸的尺寸和材料是合適的。6.1.26.1.2 后輪軸的模擬分析后輪軸的模擬分析 兩個后軸應(yīng)該能夠支持車身和駕駛員的總重量，這是最重要的。經(jīng)過計算，我們決定后軸的材料選擇 45 號鋼。圖 6-6 后軸表 6-7 模擬分析結(jié)果名稱類型最小值位置最大值位置應(yīng)力VON Mises 59875.4 N/2m0.0716964 in,-0.829177 in,-0.132999 in8.63811e+008 N/2m-5.18927e-017in,-0.2

31、825in, -3.5 in位移URES0 m-0.2825 in,3.45951e-017in, -3.5 in0.00056412m-0.297705 in,-0.796568 in,0.000997508 in應(yīng)變ESTRN 1.53774e-007 0.0753332 in,-0.778449 in,0.807685 in0.0030984 -0.0539483 in,-0.275847 in,-3.48062 in22 / 28 文檔可自由編輯打印圖 6-8 樣品 2 的應(yīng)力-應(yīng)變圖6-10 樣品 3 的應(yīng)力-應(yīng)變圖 我們得出同樣的結(jié)論，前輪提供的材料尺寸及結(jié)構(gòu)同樣適合后輪的設(shè)計要求

32、。6.26.2 主要的計算主要的計算6.2.16.2.1 后軸軸承的選擇后軸軸承的選擇 由于還沒有確定軸承的類型，、e、X、Y 這些值還不能確定，必須進行rC0試算。我們采用預(yù)選軸承的方法，讓它隨輪前進，然后檢查確定參數(shù)，由手冊23 / 28 文檔可自由編輯打印查的軸承數(shù)據(jù)如下：表 6-11 軸承的參數(shù)軸承型號rCrC0DC深溝球軸承 62309580N4780N40mm12mm 我們還需要一些數(shù)據(jù)來限定 PET 車的車身，我們還需要搜尋下面的信息表 6-12 PET 的參考數(shù)據(jù)軸向載荷徑向載荷前rF后rFnhL100N1500N300N600N100r/min50001. 計算當(dāng)量靜載荷)(

33、ardYFXFfP徑向動載荷系數(shù)X軸向動載荷系數(shù)Y沖擊載荷系數(shù)df因為 02. 04780100r0aCF又 , e=0.2因為 = （）后raFF17. 0600100e2 . 0e 1X0Y1 . 1df所以 )(darYFXFfP后=6001 . 1 =N6602. 計算額定動載荷 3r16670nhLPC =660 316670100500024 / 28 文檔可自由編輯打印=2050N軸承的預(yù)期使用壽命hL沖擊載荷系數(shù)df 因為 PET 車需要工作平穩(wěn)，并可以承受小的負荷，我們知道可以通過查看機械手冊選擇的軸承完全可以滿足要求。6.2.26.2.2 驅(qū)動力的計算驅(qū)動力的計算1. 前輪摩擦力的計算 我們估計車輛的總重