第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽

1、第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽結構設計報告總 15 頁第 1 頁產品名稱：無碳小車編號：805王葉楓1、設計概述為實現(xiàn)小車繞樁走八字軌跡的功能，設計時將方案劃分為軌跡設計，轉向機構，動力傳動模塊，微調模塊四部分。1. 軌跡近似為等徑的兩外切圓，切點變向。 2.轉向為雙輪變向，四連桿機構聯(lián)動。 3.動力為重物牽引尼龍繩，帶動后輪，傳動為減速齒輪及凸輪機構，推動連桿進行變向控制。 4.微調采用螺栓螺紋固定模式。 綜上，以較精簡的機構實現(xiàn)預定目標，具有較高的傳動效率以及可實現(xiàn)性。2、設計方案1.設計目標：小車的目的在于實現(xiàn)預定軌跡，側重軌跡的穩(wěn)定性以及低損耗。 2.設計要求：軌跡的設計應側重易

2、于實現(xiàn)，結構的設計應就簡，車體的布局應側重保持重心，并且還應具備微調模塊用以調節(jié)軌跡。 3.整體圖示： 4.方案介紹：以下，將就軌跡設計，轉向機構，動力傳動模塊，微調模塊四方面進行方案介紹。 軌跡設計：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，正弦軌跡導向輪方向時刻變化。為簡化機構，我們將軌跡定位外切圓 式。 轉向機構：為解決單導向輪容易出現(xiàn)的驅動輪差速計算困難的問題，我們采用雙導向輪，單驅動輪的模式。原理如圖。 動力傳動：動力為下落的重物，經尼龍繩帶動驅動輪的軸轉動，推動小車前進。采用齒輪減速及凸輪將

3、轉動轉化為平動，推動導 向輪的連桿，進行變向的控制。 微調模塊：為了提高小車的適應性，需要有微調模塊便于其軌跡的調整。微調主要集中在推動桿的長度上，采用螺紋配合，通過 旋入螺紋的深度調節(jié)，進而改變其軌跡。 裝訂線學校名稱：山東大學工程訓練中心第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽結構設計報告總 15 頁第 2 頁產品名稱：無碳小車編號：805王葉楓3、 設計結果 以下分模塊就較為重要的數(shù)據(jù)進行簡介。1 基本參數(shù)：1. 軌跡設計：由于凸輪的過渡，軌跡并非標準的兩圓。其中的曲線過渡使兩圓圓心距增大，有利于小車的繞桿運行。200述或關注點的摘要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置。可使用“文本框工具”

4、選項卡更改重要引述文本框的格式。2. 傳動設計1 驅動輪轉7圈，凸輪轉1圈。齒輪機構傳動比i=7；2 大輪直徑120mm，一周期內8字總周長2638.9mm；3 尼龍繩繞于驅動輪軸上，軸上設有啟動錐度，如圖，理論上可繞行7個周期。3. 轉向連桿設計三個輪共圓心。保證轉向無側滑，保證軌跡精準。tant =L/(R圓/2)=180/135=53.1同理 =32.28桿長L1=L2=30mmL3=120mm4. 車身設計 裝訂線學校名稱：山東大學工程訓練中心第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽結構設計報告總 15 頁第 6 頁產品名稱：無碳小車編號：805王葉楓本方案優(yōu)勢與創(chuàng)新:（1.） 具備的優(yōu)勢

5、1) 結構合理：小車的整體由三個模塊組成，各個模塊工作互不干涉。2) 設計巧妙：轉向機構靈敏，能夠適應不同間距的跑道。3) 計算準確：通過三維模擬以及建立相關的數(shù)學模型進行精密的計算得出軌跡。4) 制作簡單：小車零部件設計按照相關機床條件進行設計，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濟越好的原則進行選擇，整體費用不高。6) 調試周期短：小車軌跡于電腦上已經模擬，在此基礎上進行調試方便快捷。7) 性能優(yōu)越：小車完成大賽規(guī)定動作良好，在比賽中顯示出一定的穩(wěn)定性。8) 微調機構眾多：小車結構上共有三處微調機構，能夠在軌跡不理想的情況下調整進行校正。9) 理論與實踐

6、高度結合：我們不僅在理論設計和計算上略勝一籌，在裝配以及調試中也能堅持到底，不斷探索不斷改進以求達到最多最遠最穩(wěn)定的效果。（2.） 創(chuàng)新點：1) 利用多處微調，適應不同場地。2) 底板設計很低，降低重心提高穩(wěn)定性。3) 結構上左右對稱，達到左右轉向穩(wěn)定。4) 結構模塊化，易于整體互換及調試。裝訂線學校名稱：山東大學工程訓練中心第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽結構設計報告總 15 頁第 7 頁產品名稱：無碳小車編號：805王葉楓3、典型零件加工工藝（1） 驅動軸工藝：1) 毛胚：14×80mm2) 材料：鋁合金3) 粗加工：a) 粗車：i. 使用機床型號：C6132ii. 夾具：三

7、爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質合金車刀v. 切削用量：Vc=750r/min ap=2mm 進給量f=0.3mm/r4) 精加工：a) 精車：i. 使用機床型號：C6132ii. 夾具：三爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質合金車刀v. 切削用量： Vc=980r/min ap=0.2mm 進給量f=0.030.04mm/rvi. 切削液：乳化液 裝訂線學校名稱：山東大學工程訓練中心第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽結構設計報告總 15 頁第 8 頁產品名稱：無碳小車編號：805王葉楓（2） 前后輪工藝：1) 毛胚：200×200×8mm2) 材料：鋁合金3) 粗加工：a) 數(shù)銑i. 使用的數(shù)控銑床型號： XKA714數(shù)控銑床b) 粗車i. 使用機床型號：C6132ii. 夾具：三爪卡盤iii. 量具：游標卡尺，千分尺，百分表iv. 刀具：硬質合金車刀v. 切削用量：Vc=750r/min ap=2mm 進給量f=0.3mm/r4) 精加工：a) 精車：i. 使用機床型號：C6132ii. 夾具：