無碳小車培訓(xùn)講座

1、目目 錄錄1.1 競賽實(shí)施方案競賽實(shí)施方案 2021年年6月月8日周六：日周六：開幕式；第一階段競賽場上車賽；開幕式；第一階段競賽場上車賽；報(bào)告評審報(bào)告評審 2021年年6月月9日周日：日周日：第二階段競賽加工制作、裝調(diào)，場上第二階段競賽加工制作、裝調(diào)，場上賽車；閉幕式。賽車；閉幕式。競賽需要的通用工卡量具由參賽隊(duì)自帶。競賽需要的通用工卡量具由參賽隊(duì)自帶。1.2 競賽命題及規(guī)那么競賽命題及規(guī)那么 另外，要求小車另外，要求小車為三輪結(jié)構(gòu)，小車轉(zhuǎn)為三輪結(jié)構(gòu)，小車轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有可調(diào)向控制機(jī)構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)放有節(jié)功能，以適應(yīng)放有不同間距障礙物的競不同間距障礙物的競賽場地。賽場地。 之所以叫之

2、所以叫“無碳小車，是因?yàn)椴荒芤揽咳螣o碳小車，是因?yàn)椴荒芤揽咳魏闻c碳相關(guān)的能源來驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)，例如電能、何與碳相關(guān)的能源來驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)，例如電能、燃料等。唯一可以利用的就是一個(gè)質(zhì)量為燃料等。唯一可以利用的就是一個(gè)質(zhì)量為1、落、落差為差為400的普通碳鋼重塊鉛垂落下時(shí)所具有的重的普通碳鋼重塊鉛垂落下時(shí)所具有的重力勢能。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理將它轉(zhuǎn)換為小車前進(jìn)力勢能。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理將它轉(zhuǎn)換為小車前進(jìn)的動(dòng)能，讓小車動(dòng)起來。的動(dòng)能，讓小車動(dòng)起來。競賽工程競賽工程I：繞障自行小車：繞障自行小車S 字型字型 競賽工程競賽工程：繞障自行小車：繞障自行小車8 字型字型 少排名，相同者并列；按所余二等獎(jiǎng)名額，按少排名

3、，相同者并列；按所余二等獎(jiǎng)名額，按成績由高到低頒發(fā)二等獎(jiǎng)，組剩余隊(duì)伍視具體成績由高到低頒發(fā)二等獎(jiǎng)，組剩余隊(duì)伍視具體情況頒發(fā)三等獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)或無獎(jiǎng)。情況頒發(fā)三等獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)或無獎(jiǎng)。 2. “競賽工程競賽工程獎(jiǎng)項(xiàng)分配：獎(jiǎng)項(xiàng)分配： 按按“競賽工程參賽隊(duì)數(shù)的競賽工程參賽隊(duì)數(shù)的30%獲得一等獎(jiǎng)，隨獲得一等獎(jiǎng)，隨后的后的50%獲得二等獎(jiǎng)，其余獲得三等獎(jiǎng)或優(yōu)秀獎(jiǎng)，中獲得二等獎(jiǎng)，其余獲得三等獎(jiǎng)或優(yōu)秀獎(jiǎng)，中途放棄比賽者無獎(jiǎng)。途放棄比賽者無獎(jiǎng)。 一等獎(jiǎng)在組中產(chǎn)生，按總成績由多到少排名，相一等獎(jiǎng)在組中產(chǎn)生，按總成績由多到少排名，相同者并列；按所需一等獎(jiǎng)名額，按成績由高到低頒發(fā)同者并列；按所需一等獎(jiǎng)名額，按成績由高到低頒

4、發(fā)一等獎(jiǎng)，組剩余隊(duì)伍頒發(fā)二等獎(jiǎng)。其余二等獎(jiǎng)名額在一等獎(jiǎng)，組剩余隊(duì)伍頒發(fā)二等獎(jiǎng)。其余二等獎(jiǎng)名額在組中產(chǎn)生，按總成績由多到少排名，相同者并列；按組中產(chǎn)生，按總成績由多到少排名，相同者并列；按所余二等獎(jiǎng)名額，按成績由高到低頒發(fā)二等獎(jiǎng)，組剩所余二等獎(jiǎng)名額，按成績由高到低頒發(fā)二等獎(jiǎng)，組剩余隊(duì)伍視具體情況頒發(fā)三等獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)或無獎(jiǎng)。余隊(duì)伍視具體情況頒發(fā)三等獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)或無獎(jiǎng)。 在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，我們首先要做的是對在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，我們首先要做的是對功能需求進(jìn)行仔細(xì)、認(rèn)真、透徹地分析，并盡可功能需求進(jìn)行仔細(xì)、認(rèn)真、透徹地分析，并盡可能的將產(chǎn)品的功能模塊化，然后對每個(gè)模塊用相能的將產(chǎn)品的功能模塊化，然后對每個(gè)

5、模塊用相應(yīng)的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其功能，最后再通過一些零部件應(yīng)的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其功能，最后再通過一些零部件將這些獨(dú)立的機(jī)構(gòu)連接成一個(gè)整體，這樣就完成將這些獨(dú)立的機(jī)構(gòu)連接成一個(gè)整體，這樣就完成了一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。了一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。無碳自行小車無碳自行小車驅(qū)動(dòng)自身行走驅(qū)動(dòng)自身行走自動(dòng)避障自動(dòng)避障要設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將重塊的要設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將重塊的重力勢能高效率地轉(zhuǎn)換為小車重力勢能高效率地轉(zhuǎn)換為小車前行的動(dòng)能前行的動(dòng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)要讓小車周自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)要讓小車周期性地轉(zhuǎn)向，精確地實(shí)現(xiàn)期性地轉(zhuǎn)向，精確地實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡，以盡可能多的預(yù)定軌跡，以盡可能多的避開障礙物避開障礙物重力勢能的轉(zhuǎn)換重力勢能的轉(zhuǎn)換l通過對小車

6、的功能分析小車需要完成重力勢能的轉(zhuǎn)通過對小車的功能分析小車需要完成重力勢能的轉(zhuǎn)換、驅(qū)動(dòng)自身行走、自動(dòng)避開障礙物三個(gè)功能。換、驅(qū)動(dòng)自身行走、自動(dòng)避開障礙物三個(gè)功能。l為了方便設(shè)計(jì)可根據(jù)小車所要完成的功能將小車劃為了方便設(shè)計(jì)可根據(jù)小車所要完成的功能將小車劃分為五個(gè)局部進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)車架分為五個(gè)局部進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)車架 、原動(dòng)機(jī)構(gòu)、原動(dòng)機(jī)構(gòu) 、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 、行走機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu) 、微調(diào)機(jī)構(gòu)。、微調(diào)機(jī)構(gòu)。l為了得到令人滿意方案，采用擴(kuò)展性思維設(shè)計(jì)每一為了得到令人滿意方案，采用擴(kuò)展性思維設(shè)計(jì)每一個(gè)模塊，尋求多種可行的方案和構(gòu)思。下面為我們個(gè)模塊，尋求多種可行的方案和構(gòu)思。下面為我

7、們設(shè)計(jì)圖框。設(shè)計(jì)圖框。 “無碳小車通常主要由車體、能量轉(zhuǎn)換、傳動(dòng)和轉(zhuǎn)向等局部組成。其中傳動(dòng)和轉(zhuǎn)向局部主要通過相關(guān)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，其機(jī)構(gòu)的選擇設(shè)計(jì)和相關(guān)零部件的設(shè)計(jì)是整體小車設(shè)計(jì)性能好壞的關(guān)鍵。注意：因?yàn)槟芰坑邢蓿覀儜?yīng)盡可能簡化小車的設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)越復(fù)雜、越多，小車的效率就會越低，所以越簡單的設(shè)計(jì)越能將勢能高效的利用。一、一、“無碳小車的車體無碳小車的車體 二、二、“無碳小車的能量轉(zhuǎn)換局部無碳小車的能量轉(zhuǎn)換局部四、四、“無碳小車的傳動(dòng)局部無碳小車的傳動(dòng)局部五、五、“無碳小車的轉(zhuǎn)向局部無碳小車的轉(zhuǎn)向局部三、三、“無碳小車的驅(qū)動(dòng)局部無碳小車的驅(qū)動(dòng)局部六、六、“無碳小車的微調(diào)局部無碳小車的微調(diào)局部 注意

8、： 1. 體積不要過大，重量要輕； 2. 重心要低； 3. 輪距適中，注意保持穩(wěn)定性； 4. 可不必使用差速器。 “無碳小車車架結(jié)構(gòu)主要有三角底板式和骨架式，其可使用快速成型或焊制，可使用木材、鋁板等。車輪可采用木質(zhì)板、塑料、有機(jī)玻璃等制作。影響車體的平衡主要因素：影響車體的平衡主要因素：1底板作為最重要的支承件，是其他支承件連接的底板作為最重要的支承件，是其他支承件連接的根底，由于所承載的負(fù)荷比較小，選用厚度較薄、密度根底，由于所承載的負(fù)荷比較小，選用厚度較薄、密度較小的板料，為防止薄壁振動(dòng)，減少能量損耗，薄壁面較小的板料，為防止薄壁振動(dòng)，減少能量損耗，薄壁面積較小。積較小。2小車的重塊在車

9、上重物支撐桿上方開始下落，距小車的重塊在車上重物支撐桿上方開始下落，距離車底板上面約離車底板上面約400 多。而小車為了節(jié)省能量及避障性多。而小車為了節(jié)省能量及避障性好，車底板一般又不能選得面積太大，兩后輪距不能太好，車底板一般又不能選得面積太大，兩后輪距不能太大，限制底板的寬度不能大。大，限制底板的寬度不能大。3整個(gè)小車就是一個(gè)立式的結(jié)構(gòu)，小車運(yùn)行起來按整個(gè)小車就是一個(gè)立式的結(jié)構(gòu)，小車運(yùn)行起來按避障要求左右轉(zhuǎn)向，牽引繩帶動(dòng)重塊在重力的作用下將避障要求左右轉(zhuǎn)向，牽引繩帶動(dòng)重塊在重力的作用下將大幅擺動(dòng)，導(dǎo)致小車傾覆不能行走。因此，要限制重塊大幅擺動(dòng)，導(dǎo)致小車傾覆不能行走。因此，要限制重塊在小車運(yùn)

10、行中的擺動(dòng)，到達(dá)車體運(yùn)行中良好的平衡。在小車運(yùn)行中的擺動(dòng)，到達(dá)車體運(yùn)行中良好的平衡。4可通過降低小車底板距離地面的高度來降低整車可通過降低小車底板距離地面的高度來降低整車的重心，到達(dá)良好的動(dòng)態(tài)平衡。的重心，到達(dá)良好的動(dòng)態(tài)平衡。5整個(gè)車包括重塊的重心最好應(yīng)居于小車三個(gè)輪構(gòu)整個(gè)車包括重塊的重心最好應(yīng)居于小車三個(gè)輪構(gòu)成的三角形的形心上，保證小車的平穩(wěn)運(yùn)行。成的三角形的形心上，保證小車的平穩(wěn)運(yùn)行。 如何將重塊的勢能轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動(dòng)車輛持續(xù)行駛的如何將重塊的勢能轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動(dòng)車輛持續(xù)行駛的動(dòng)能是小車設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。其轉(zhuǎn)化方法很動(dòng)能是小車設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。其轉(zhuǎn)化方法很多如繩輪式、彈簧儲能式

11、、鏈輪式，就效率和簡潔性多如繩輪式、彈簧儲能式、鏈輪式，就效率和簡潔性來看繩輪最優(yōu)：來看繩輪最優(yōu)：直接轉(zhuǎn)化直接轉(zhuǎn)化重力勢能重力勢能 帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)；帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)；間接轉(zhuǎn)化間接轉(zhuǎn)化重力勢能重力勢能 其它能量其它能量 帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)蓄蓄 能能重力勢能重力勢能 各種蓄能裝置各種蓄能裝置 帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)但是注意：為減少能量損失，轉(zhuǎn)化步驟越少越好但是注意：為減少能量損失，轉(zhuǎn)化步驟越少越好輸出驅(qū)動(dòng)力可調(diào)的繩輪式機(jī)構(gòu)輸出驅(qū)動(dòng)力可調(diào)的繩輪式機(jī)構(gòu) 可以通過改變繩子繞在繩輪上不同位置來改變其輸出可以通過改變繩子繞在繩輪上不同位置來改變其輸出的動(dòng)力的動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)軸帶輪三角支架定滑輪重物塊細(xì)繩無碳小車

12、對原動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求：無碳小車對原動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求：1. 驅(qū)動(dòng)力適中，不至于小車拐彎時(shí)速度過大傾驅(qū)動(dòng)力適中，不至于小車拐彎時(shí)速度過大傾翻，或翻，或 重塊晃動(dòng)厲害影響行走。重塊晃動(dòng)厲害影響行走。2. 到達(dá)終點(diǎn)前重塊豎直方向的速度要盡可能小，到達(dá)終點(diǎn)前重塊豎直方向的速度要盡可能小，防止防止 對小車過大的沖擊。對小車過大的沖擊。3.重塊的動(dòng)能盡可能的轉(zhuǎn)化到驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)上，重塊的動(dòng)能盡可能的轉(zhuǎn)化到驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)上，如果重塊豎直方向的速度較大，重塊本身還有如果重塊豎直方向的速度較大，重塊本身還有較多動(dòng)能未釋放，能量利用率不較多動(dòng)能未釋放，能量利用率不 高。高。4. 由于不同的場地對輪子的摩擦可能不一樣，由于不同的

13、場地對輪子的摩擦可能不一樣，在不同的場地小車需要的動(dòng)力也不一樣。在調(diào)在不同的場地小車需要的動(dòng)力也不一樣。在調(diào)試時(shí)也不知道多大的驅(qū)動(dòng)力恰到好處。因此需試時(shí)也不知道多大的驅(qū)動(dòng)力恰到好處。因此需能根據(jù)不同的要求調(diào)整其驅(qū)動(dòng)力。能根據(jù)不同的要求調(diào)整其驅(qū)動(dòng)力。5. 機(jī)構(gòu)簡單，效率高。機(jī)構(gòu)簡單，效率高。 考慮到啟動(dòng)時(shí)，需要的力矩大，而在小車行駛的考慮到啟動(dòng)時(shí)，需要的力矩大，而在小車行駛的過程中，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)有慣性，需要的力矩小。因此，過程中，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)有慣性，需要的力矩小。因此，設(shè)計(jì)滾筒結(jié)構(gòu)時(shí)要加以考慮。設(shè)計(jì)滾筒結(jié)構(gòu)時(shí)要加以考慮。驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)分為：單輪驅(qū)動(dòng)和雙輪驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)分為：單輪驅(qū)動(dòng)和雙輪驅(qū)動(dòng)。在車輛轉(zhuǎn)

14、彎時(shí)，內(nèi)外兩側(cè)車輪繞同一中心旋轉(zhuǎn)，故在同一時(shí)在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)外兩側(cè)車輪繞同一中心旋轉(zhuǎn)，故在同一時(shí)間內(nèi)，外側(cè)車輪行駛過的曲線距離顯然大于內(nèi)側(cè)車輪，假設(shè)兩間內(nèi)，外側(cè)車輪行駛過的曲線距離顯然大于內(nèi)側(cè)車輪，假設(shè)兩側(cè)車輪固定于同一剛性轉(zhuǎn)軸上，以同一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，那么外側(cè)側(cè)車輪固定于同一剛性轉(zhuǎn)軸上，以同一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，那么外側(cè)車輪必然發(fā)生邊滾動(dòng)邊滑移，而內(nèi)側(cè)車輪卻會邊滾動(dòng)邊滑轉(zhuǎn)。車輪必然發(fā)生邊滾動(dòng)邊滑移，而內(nèi)側(cè)車輪卻會邊滾動(dòng)邊滑轉(zhuǎn)。對于三輪結(jié)構(gòu)，單輪轉(zhuǎn)向，對于三輪結(jié)構(gòu)，單輪轉(zhuǎn)向， 雙輪驅(qū)動(dòng)的小車在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)雙輪驅(qū)動(dòng)的小車在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的這種附加在純滾動(dòng)上的滑動(dòng)，必然使小車的軌跡難于預(yù)測和的這種附加在純滾動(dòng)上的滑

15、動(dòng)，必然使小車的軌跡難于預(yù)測和確定，無法保證運(yùn)動(dòng)精度，無法實(shí)現(xiàn)命題要求的高可靠、高準(zhǔn)確定，無法保證運(yùn)動(dòng)精度，無法實(shí)現(xiàn)命題要求的高可靠、高準(zhǔn)確轉(zhuǎn)向繞樁。確轉(zhuǎn)向繞樁。差速轉(zhuǎn)向原理：車輛在拐彎時(shí)差速轉(zhuǎn)向原理：車輛在拐彎時(shí)車輪的軌線是圓弧，如果車輛向車輪的軌線是圓弧，如果車輛向左轉(zhuǎn)彎，圓弧的中心點(diǎn)在左側(cè)，左轉(zhuǎn)彎，圓弧的中心點(diǎn)在左側(cè)，在相同的時(shí)間里，右側(cè)輪子走的在相同的時(shí)間里，右側(cè)輪子走的弧線比左側(cè)輪子長，為了平衡這弧線比左側(cè)輪子長，為了平衡這個(gè)差異，就要左邊輪子慢一點(diǎn)，個(gè)差異，就要左邊輪子慢一點(diǎn)，右邊輪子快一點(diǎn)，用不同的轉(zhuǎn)速右邊輪子快一點(diǎn)，用不同的轉(zhuǎn)速來彌補(bǔ)距離的差異，這就是轉(zhuǎn)向來彌補(bǔ)距離的差異，這就

16、是轉(zhuǎn)向中的差速。中的差速?？紤]到結(jié)構(gòu)簡單，且容易實(shí)現(xiàn)，選擇單輪驅(qū)動(dòng)較多；考慮到結(jié)構(gòu)簡單，且容易實(shí)現(xiàn)，選擇單輪驅(qū)動(dòng)較多；假設(shè)采用雙輪驅(qū)動(dòng)，小車在結(jié)構(gòu)上必須能夠保證允許各假設(shè)采用雙輪驅(qū)動(dòng)，小車在結(jié)構(gòu)上必須能夠保證允許各個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，即，實(shí)現(xiàn)雙輪轉(zhuǎn)向中的個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，即，實(shí)現(xiàn)雙輪轉(zhuǎn)向中的差速。為保證驅(qū)動(dòng)輪能在不中斷動(dòng)力傳遞的情況下，允許差速。為保證驅(qū)動(dòng)輪能在不中斷動(dòng)力傳遞的情況下，允許兩車輪以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，需要將連接兩輪的車軸斷開兩車輪以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，需要將連接兩輪的車軸斷開，驅(qū)動(dòng)軸的這種結(jié)構(gòu)被稱為半軸結(jié)構(gòu)。，驅(qū)動(dòng)軸的這種結(jié)構(gòu)被稱為半軸結(jié)構(gòu)。差速轉(zhuǎn)彎，是理論上

17、小車能走的最遠(yuǎn)的設(shè)計(jì)方案。和凸輪差速轉(zhuǎn)彎，是理論上小車能走的最遠(yuǎn)的設(shè)計(jì)方案。和凸輪同樣，對輪子的加工精度要求很高，加工出來后也無法根據(jù)同樣，對輪子的加工精度要求很高，加工出來后也無法根據(jù)需要來調(diào)整輪子的尺寸。由于加工和裝配的誤差是不可防需要來調(diào)整輪子的尺寸。由于加工和裝配的誤差是不可防止的止的 行走機(jī)構(gòu)即為三個(gè)輪子，輪子有厚薄之分，大小行走機(jī)構(gòu)即為三個(gè)輪子，輪子有厚薄之分，大小之別，材料之不同，需要綜合考慮。之別，材料之不同，需要綜合考慮。MRf 滾動(dòng)摩擦阻力：滾動(dòng)摩擦阻力： 輪子越大，小車受到的阻力越小，因此能夠走的更輪子越大，小車受到的阻力越小，因此能夠走的更遠(yuǎn)。但由于加工、材料、安裝問題

18、等等，具體尺寸需要遠(yuǎn)。但由于加工、材料、安裝問題等等，具體尺寸需要進(jìn)一步分析確定。進(jìn)一步分析確定。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能是把動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能是把動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸驅(qū)動(dòng)輪上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等等。輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等等。但是注意：為減少效率損失，傳動(dòng)步驟越少越好但是注意：為減少效率損失，傳動(dòng)步驟越少越好傳動(dòng)鏈效率問題，即重塊下落的重力勢能轉(zhuǎn)化為使小車前進(jìn)傳動(dòng)鏈效率問題，即重塊下落的重力勢能轉(zhuǎn)化為使小車前進(jìn)的動(dòng)能能量損失最少。的動(dòng)能能量損失最少。例如：齒輪傳動(dòng)效率可高達(dá)

19、例如：齒輪傳動(dòng)效率可高達(dá)98，因此可以很好的提高能量，因此可以很好的提高能量利用率。利用率。 選擇以齒輪副來完成滾筒軸到后輪軸的動(dòng)力傳動(dòng)，驅(qū)使選擇以齒輪副來完成滾筒軸到后輪軸的動(dòng)力傳動(dòng)，驅(qū)使小車行駛，使小車行駛的更遠(yuǎn)。小車行駛，使小車行駛的更遠(yuǎn)。內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈容易保證傳動(dòng)鏈與執(zhí)行件之間的嚴(yán)格傳動(dòng)比，內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈容易保證傳動(dòng)鏈與執(zhí)行件之間的嚴(yán)格傳動(dòng)比，盡量縮短內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，減少傳動(dòng)件的個(gè)數(shù)，縮小傳動(dòng)誤差，盡量縮短內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，減少傳動(dòng)件的個(gè)數(shù)，縮小傳動(dòng)誤差，盡量減少能量的轉(zhuǎn)換次數(shù)會有效地提高能量利用率。盡量減少能量的轉(zhuǎn)換次數(shù)會有效地提高能量利用率。實(shí)現(xiàn)小車的周期性轉(zhuǎn)向，小車的內(nèi)傳動(dòng)鏈必須準(zhǔn)確，否那

20、實(shí)現(xiàn)小車的周期性轉(zhuǎn)向，小車的內(nèi)傳動(dòng)鏈必須準(zhǔn)確，否那么會么會“失之毫厘謬以千里，小車很快脫離預(yù)定的軌跡，退失之毫厘謬以千里，小車很快脫離預(yù)定的軌跡，退出比賽。必須將滾筒軸的動(dòng)力輸出用嚴(yán)格的定傳動(dòng)比輸出到出比賽。必須將滾筒軸的動(dòng)力輸出用嚴(yán)格的定傳動(dòng)比輸出到后輪軸及前輪的轉(zhuǎn)向裝置上，實(shí)現(xiàn)后輪的行程與前輪的轉(zhuǎn)向后輪軸及前輪的轉(zhuǎn)向裝置上，實(shí)現(xiàn)后輪的行程與前輪的轉(zhuǎn)向相匹配，例如可用齒輪副來完成滾筒軸到后輪軸的動(dòng)力傳動(dòng)相匹配，例如可用齒輪副來完成滾筒軸到后輪軸的動(dòng)力傳動(dòng)。齒輪的設(shè)計(jì)、加工精度要嚴(yán)格保證，各傳動(dòng)軸及輪軸的材齒輪的設(shè)計(jì)、加工精度要嚴(yán)格保證，各傳動(dòng)軸及輪軸的材料，應(yīng)有較高的支承剛度，減少受載后的彎

21、曲變形，在布置料，應(yīng)有較高的支承剛度，減少受載后的彎曲變形，在布置上也要考慮軸的兩支承跨距盡量要小，軸伸尺寸盡量短，齒上也要考慮軸的兩支承跨距盡量要小，軸伸尺寸盡量短，齒輪盡量靠近支承處，來提高內(nèi)傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)精度。輪盡量靠近支承處，來提高內(nèi)傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)精度。自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)小車順利地繞過障礙物。小車有三自動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)小車順利地繞過障礙物。小車有三個(gè)輪子，后面兩個(gè)輪子或一個(gè)為驅(qū)動(dòng)輪，前面一個(gè)為個(gè)輪子，后面兩個(gè)輪子或一個(gè)為驅(qū)動(dòng)輪，前面一個(gè)為轉(zhuǎn)向輪。后輪在重物的驅(qū)動(dòng)下繞水平軸不停地轉(zhuǎn)動(dòng)可以保轉(zhuǎn)向輪。后輪在重物的驅(qū)動(dòng)下繞水平軸不停地轉(zhuǎn)動(dòng)可以保證小車向前行駛，前輪必須要在繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)即實(shí)現(xiàn)向證小車

22、向前行駛，前輪必須要在繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)即實(shí)現(xiàn)向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)周期性地?cái)[動(dòng)即豎直軸左右轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)周期性地?cái)[動(dòng)即豎直軸左右轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的目的，才能使小車走出預(yù)定軌跡、繞過障礙物現(xiàn)轉(zhuǎn)向的目的，才能使小車走出預(yù)定軌跡、繞過障礙物。一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品一般只有一個(gè)動(dòng)力源，所以，轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品一般只有一個(gè)動(dòng)力源，所以，轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)的能量只能來源于后輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能。的能量只能來源于后輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能。轉(zhuǎn)向要求具體分析轉(zhuǎn)向要求具體分析按照命題要求小車必須具有方向自控功能，繞過直按照命題要求小車必須具有方向自控功能，繞過直線布置的每隔線布置的每隔1米米1個(gè)障礙物的要求。小車必須左轉(zhuǎn)、個(gè)障礙物的要求。小車必須左

23、轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)再左轉(zhuǎn)地周期性轉(zhuǎn)向，在速度一定的前提下，必右轉(zhuǎn)再左轉(zhuǎn)地周期性轉(zhuǎn)向，在速度一定的前提下，必須要保證小車的運(yùn)動(dòng)軌跡曲率是連續(xù)變化的，小車才須要保證小車的運(yùn)動(dòng)軌跡曲率是連續(xù)變化的，小車才能平穩(wěn)行駛，否那么，曲率突然改變，小車容易晃動(dòng)能平穩(wěn)行駛，否那么，曲率突然改變，小車容易晃動(dòng)甚至傾覆。甚至傾覆。要實(shí)現(xiàn)滾筒軸連接的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為前輪轉(zhuǎn)向軸的要實(shí)現(xiàn)滾筒軸連接的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為前輪轉(zhuǎn)向軸的水平運(yùn)動(dòng)，前輪左右擺幅相同，實(shí)現(xiàn)小車前輪的轉(zhuǎn)向水平運(yùn)動(dòng)，前輪左右擺幅相同，實(shí)現(xiàn)小車前輪的轉(zhuǎn)向問題，要保證傳動(dòng)的準(zhǔn)確。問題，要保證傳動(dòng)的準(zhǔn)確。從滾筒軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到控制前輪轉(zhuǎn)向的水平擺動(dòng)，從滾筒軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到控制前輪

24、轉(zhuǎn)向的水平擺動(dòng)，首先要實(shí)現(xiàn)把豎直平面的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為水平面運(yùn)動(dòng)，可首先要實(shí)現(xiàn)把豎直平面的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為水平面運(yùn)動(dòng)，可以采用錐齒輪傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、摩擦輪傳動(dòng)、皮帶傳以采用錐齒輪傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、摩擦輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在考慮到安裝精度、傳動(dòng)效率、結(jié)構(gòu)動(dòng)等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在考慮到安裝精度、傳動(dòng)效率、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度以及本錢上下后，選擇相應(yīng)的機(jī)構(gòu)。復(fù)雜程度以及本錢上下后，選擇相應(yīng)的機(jī)構(gòu)。將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橹芷谛詳[動(dòng)，可選擇機(jī)構(gòu)很多，從將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)橹芷谛詳[動(dòng)，可選擇機(jī)構(gòu)很多，從機(jī)械設(shè)計(jì)的高效率和結(jié)構(gòu)簡單原那么，一般選連桿機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)的高效率和結(jié)構(gòu)簡單原那么，一般選連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)。構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)。能實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)向功能的機(jī)

25、構(gòu)有：能實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)向功能的機(jī)構(gòu)有：凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)+ +搖桿搖桿曲柄搖桿曲柄搖桿差速轉(zhuǎn)彎差速轉(zhuǎn)彎凸輪機(jī)構(gòu)：凸輪是具有一定曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運(yùn)動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)：凸輪是具有一定曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過高副接觸可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)通過高副接觸可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便；期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便；缺點(diǎn)：凸輪輪廓加工比較困難。缺點(diǎn)：凸輪輪廓加工比較困難。在本小車設(shè)計(jì)中由于：凸輪輪廓加工比

26、較困難、尺寸不能夠可在本小車設(shè)計(jì)中由于：凸輪輪廓加工比較困難、尺寸不能夠可逆的改變、精度也很難保證、重量較大、效率低，能量損失大逆的改變、精度也很難保證、重量較大、效率低，能量損失大滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)+搖桿搖桿曲柄搖桿曲柄搖桿優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1) 磨損小，制造方便，易獲得較高精度；磨損小，制造方便，易獲得較高精度； (2) 兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，它兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，它 不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需利用彈簧等力封閉來保持接觸。不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需利用彈簧等力封閉來保持接觸。缺點(diǎn)缺點(diǎn)(1)一般情況只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡；一般情況只能近似實(shí)

27、現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡； (2)當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或較復(fù)雜時(shí)，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或較復(fù)雜時(shí)，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn) 動(dòng)副數(shù)往往比較多，這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降動(dòng)副數(shù)往往比較多，這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降 低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對制低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對制 造、安裝誤差的敏感性增加；造、安裝誤差的敏感性增加； (3)機(jī)構(gòu)中做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所長生的慣機(jī)構(gòu)中做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所長生的慣 性力難以平衡，在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故性力難以平衡，在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故 連

28、桿機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場合。連桿機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場合。 小車轉(zhuǎn)向頻率和傳遞的力不大，機(jī)構(gòu)可以做的比較輕，可小車轉(zhuǎn)向頻率和傳遞的力不大，機(jī)構(gòu)可以做的比較輕，可以忽略慣性力，機(jī)構(gòu)并不復(fù)雜，利用或其它軟件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)以忽略慣性力，機(jī)構(gòu)并不復(fù)雜，利用或其它軟件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)并不困難，加上個(gè)鏈接可以利用軸承大大減小摩擦損耗提高計(jì)并不困難，加上個(gè)鏈接可以利用軸承大大減小摩擦損耗提高效率。效率。 非常多，而且繁雜。如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。非常多，而且繁雜。如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。注意：命題中是單輪導(dǎo)向，不要拘泥于資料文獻(xiàn)的各注意：命題中是單輪導(dǎo)向，不要拘泥于資料文獻(xiàn)的各種框框，要講究突破思維定勢、小巧靈

29、活。能夠完成種框框，要講究突破思維定勢、小巧靈活。能夠完成單軸擺動(dòng)或整轉(zhuǎn)即可。單軸擺動(dòng)或整轉(zhuǎn)即可?？稍谇拜嗇S上增加可在前輪軸上增加1盤軸承，適當(dāng)保持兩盤軸承的盤軸承，適當(dāng)保持兩盤軸承的距離，顯著增強(qiáng)了前輪軸的支承剛度，大大提高了距離，顯著增強(qiáng)了前輪軸的支承剛度，大大提高了前輪軸的運(yùn)動(dòng)精度，使前輪轉(zhuǎn)向更準(zhǔn)確。前輪軸的運(yùn)動(dòng)精度，使前輪轉(zhuǎn)向更準(zhǔn)確。小車結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、能量利用率高，且便小車結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、能量利用率高，且便于前輪擺動(dòng)角度的調(diào)節(jié)。于前輪擺動(dòng)角度的調(diào)節(jié)。例如，曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿左右勻速擺動(dòng)的曲柄例如，曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿左右勻速擺動(dòng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)該是可行的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行軌跡接

30、搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)該是可行的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，小車運(yùn)行軌跡接近正弦曲線，曲率變化連續(xù)。近正弦曲線，曲率變化連續(xù)。微調(diào)可采用螺母式、滑塊式等，如圖微調(diào)可采用螺母式、滑塊式等，如圖無碳小車計(jì)算分析無碳小車計(jì)算分析尺寸要小尺寸要小零件要少零件要少運(yùn)行要穩(wěn)運(yùn)行要穩(wěn)適合調(diào)試適合調(diào)試 在設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)方法上可以借鑒參數(shù)上可以借鑒參數(shù)化設(shè)計(jì)化設(shè)計(jì) 、優(yōu)化設(shè)、優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì) 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。采用、等軟件進(jìn)采用、等軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)?？尚休o助設(shè)計(jì)?？砂慈缦铝鞒淘O(shè)計(jì)按如下流程設(shè)計(jì)小車：小車：運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立 準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型是實(shí)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)研究的關(guān)鍵，準(zhǔn)確恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型是實(shí)現(xiàn)小車運(yùn)動(dòng)研究

31、的關(guān)鍵，是進(jìn)行系統(tǒng)仿真分析設(shè)計(jì)的根底。建立無碳小車的運(yùn)是進(jìn)行系統(tǒng)仿真分析設(shè)計(jì)的根底。建立無碳小車的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型用來確定無碳小車整體結(jié)構(gòu)和各零件及機(jī)構(gòu)動(dòng)學(xué)模型用來確定無碳小車整體結(jié)構(gòu)和各零件及機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系。之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系。 無碳小車共有三個(gè)輪，一個(gè)輪轉(zhuǎn)向，兩個(gè)輪驅(qū)動(dòng)無碳小車共有三個(gè)輪，一個(gè)輪轉(zhuǎn)向，兩個(gè)輪驅(qū)動(dòng)(其中一個(gè)輪主動(dòng)，另一個(gè)輪從動(dòng)其中一個(gè)輪主動(dòng)，另一個(gè)輪從動(dòng));小車動(dòng)力的傳動(dòng)小車動(dòng)力的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)采用的是大齒輪帶動(dòng)小齒輪的升速驅(qū)動(dòng)，目的是結(jié)構(gòu)采用的是大齒輪帶動(dòng)小齒輪的升速驅(qū)動(dòng)，目的是盡可能提高小車前進(jìn)的距離。盡可能提高小車前進(jìn)的距離。整車設(shè)計(jì)三維設(shè)計(jì)模型整車設(shè)計(jì)三維設(shè)計(jì)模型 1 1采用

32、三維軟件零件建模：采用三維軟件零件建模：如如 、。、。2 2在三維平臺上將建模所獲在三維平臺上將建模所獲得的零件添加約束關(guān)系進(jìn)行裝得的零件添加約束關(guān)系進(jìn)行裝配獲得無碳小車的裝配模型。配獲得無碳小車的裝配模型。3 3在三維平臺上將無碳小車在三維平臺上將無碳小車的裝配模型實(shí)施虛擬仿真。的裝配模型實(shí)施虛擬仿真。轉(zhuǎn)向輪設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向輪設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)輪設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)輪設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向輪與驅(qū)動(dòng)輪的鏈接轉(zhuǎn)向輪與驅(qū)動(dòng)輪的鏈接 機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)是一個(gè)感性的過程，而機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)是一個(gè)感性的過程，而機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)確實(shí)定以及加工制造便是一個(gè)非常理性的過程，必參數(shù)確實(shí)定以及加工制造便是一個(gè)非常理性的過程，必須通過嚴(yán)格的科學(xué)計(jì)算

33、保證設(shè)計(jì)方案的可行性和產(chǎn)品的須通過嚴(yán)格的科學(xué)計(jì)算保證設(shè)計(jì)方案的可行性和產(chǎn)品的功能要求。功能要求。驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)和轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)的周期存在密切的關(guān)系驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)和轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)的周期存在密切的關(guān)系，它決定著小車是否能夠走預(yù)定軌跡，順利繞過障礙物。，它決定著小車是否能夠走預(yù)定軌跡，順利繞過障礙物。其中還涉及到轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)的角度，擺動(dòng)的角度越大，小車其中還涉及到轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)的角度，擺動(dòng)的角度越大，小車的行駛軌跡就越彎曲，反之，越平直。的行駛軌跡就越彎曲，反之，越平直。設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)確實(shí)定及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)確實(shí)定及結(jié)構(gòu)優(yōu)化由于小車的軌跡很難用已有的函數(shù)關(guān)系來確定，但是從圖由于小車的軌跡很難用已有的

34、函數(shù)關(guān)系來確定，但是從圖中我們可以看出小車的軌跡大概是一個(gè)正弦曲線，這樣便為中我們可以看出小車的軌跡大概是一個(gè)正弦曲線，這樣便為我們計(jì)算小車走過的實(shí)際軌跡長度提供了計(jì)算依據(jù)。我們計(jì)算小車走過的實(shí)際軌跡長度提供了計(jì)算依據(jù)。根據(jù)小車行走示意圖根據(jù)小車行走示意圖, 采用正弦函數(shù)采用正弦函數(shù): Y0.35x, 周期周期T2 m 的曲線擬合小車行駛路徑較為合理。求導(dǎo)得到在每個(gè)位置的曲線擬合小車行駛路徑較為合理。求導(dǎo)得到在每個(gè)位置的轉(zhuǎn)角的正切大小的轉(zhuǎn)角的正切大小: Y0.35x, 實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)?zāi)M, 可以得到前輪可以得到前輪的最大轉(zhuǎn)角為的最大轉(zhuǎn)角為36。設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)確實(shí)定及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)確實(shí)

35、定及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)確實(shí)定及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)確實(shí)定及結(jié)構(gòu)優(yōu)化此函數(shù)的路徑總長度不好求此函數(shù)的路徑總長度不好求, 因此可以將小車的因此可以將小車的1個(gè)周期路個(gè)周期路徑用細(xì)繩進(jìn)行擬合徑用細(xì)繩進(jìn)行擬合, 假設(shè)得到假設(shè)得到1個(gè)周期的路徑長度個(gè)周期的路徑長度2400, 也就也就是滾筒軸回轉(zhuǎn)一周是滾筒軸回轉(zhuǎn)一周, 搖桿要往復(fù)擺動(dòng)一次搖桿要往復(fù)擺動(dòng)一次, 后輪行駛后輪行駛2400 , 即即id2400。當(dāng)然，因?yàn)檐壽E是近似估計(jì)的，肯定會存在誤差，但是這當(dāng)然，因?yàn)檐壽E是近似估計(jì)的，肯定會存在誤差，但是這個(gè)誤差并不大，而且我們會通過在實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪的直個(gè)誤差并不大，而且我們會通過在實(shí)驗(yàn)中，調(diào)

36、整驅(qū)動(dòng)輪的直徑來減小誤差。所以，這種方法是可行的。徑來減小誤差。所以，這種方法是可行的。確定滾筒軸到后輪軸的傳動(dòng)比確定滾筒軸到后輪軸的傳動(dòng)比i 與后輪直徑與后輪直徑d 的關(guān)系如下表的關(guān)系如下表所示。所示。采用小模數(shù)齒輪采用小模數(shù)齒輪, 增加齒數(shù)增加齒數(shù), 增大齒輪嚙合重合度增大齒輪嚙合重合度, 可提高傳可提高傳動(dòng)精度動(dòng)精度, 彌補(bǔ)齒輪制造精度差。因此選擇齒輪模數(shù)為彌補(bǔ)齒輪制造精度差。因此選擇齒輪模數(shù)為1, 大齒輪大齒輪Z1100, 小齒輪小齒輪Z220,中心距為中心距為50 。設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)確實(shí)定及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案具體參數(shù)確實(shí)定及結(jié)構(gòu)優(yōu)化曲柄搖桿機(jī)構(gòu)參數(shù)確實(shí)定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)參數(shù)確實(shí)定用曲柄搖桿

37、機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)前輪的左右均勻用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)前輪的左右均勻擺動(dòng)擺動(dòng),見圖。必須滿足見圖。必須滿足12180的條的條件。按最小傳動(dòng)角設(shè)計(jì)行程速比系數(shù)件。按最小傳動(dòng)角設(shè)計(jì)行程速比系數(shù)k1(12 180)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 根據(jù)的根據(jù)的12 、12 及選定的最小傳動(dòng)及選定的最小傳動(dòng)角角 及及角角, 然后查表及結(jié)合以下公式然后查表及結(jié)合以下公式計(jì)算各構(gòu)件相對長度。計(jì)算各構(gòu)件相對長度。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)參數(shù)確實(shí)定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)參數(shù)確實(shí)定其中曲柄長度; 連桿長度; 搖桿長度; 機(jī)架考慮到可調(diào)性, 設(shè)置微調(diào)結(jié)構(gòu), 在搖桿處設(shè)置調(diào)長螺桿, 在連桿處使用了長度調(diào)節(jié)螺栓, 使得搖桿、連桿長度的調(diào)節(jié)變得方便、

38、精確, 保證了軌跡的準(zhǔn)確。小車的整體高度超過了小車的整體高度超過了400，所以應(yīng)盡可能地降低小車的車，所以應(yīng)盡可能地降低小車的車身，從而降低小車的重心，保證小車在行駛過程中的穩(wěn)定性。身，從而降低小車的重心，保證小車在行駛過程中的穩(wěn)定性。并且可以在重塊下落的部位放上海綿、橡膠等物質(zhì)，以減小重并且可以在重塊下落的部位放上海綿、橡膠等物質(zhì)，以減小重塊下落時(shí)的沖擊。塊下落時(shí)的沖擊。對于所有存在轉(zhuǎn)動(dòng)的部位，均裝上滾動(dòng)軸承，變滑動(dòng)為滾動(dòng)對于所有存在轉(zhuǎn)動(dòng)的部位，均裝上滾動(dòng)軸承，變滑動(dòng)為滾動(dòng)，減小摩擦，提高能量利用率。，減小摩擦，提高能量利用率。在保證小車的強(qiáng)度和穩(wěn)定的前提下，為減輕小車的總體質(zhì)量在保證小車的強(qiáng)度和穩(wěn)定的前提下，為減輕小車的總體質(zhì)量，考慮對驅(qū)動(dòng)輪、后輪軸等局部采用輪輻或中空設(shè)計(jì)；對一些，考慮對驅(qū)動(dòng)輪、后輪軸等局部采用輪輻或中空設(shè)計(jì)；對一些非承重結(jié)構(gòu)采用木質(zhì)或塑料等材料制作。非承重結(jié)構(gòu)采用木質(zhì)或塑料等材料制作。在機(jī)械加工的時(shí)候在機(jī)械加工的時(shí)候，所有的零部件都，所有的零部件都必須轉(zhuǎn)化成二維圖必須轉(zhuǎn)化成二