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無碳小車設計說明書(一等獎作品)
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- 無碳小車設計說明書(一等獎作品 全國大學生工程訓練綜合能力競賽命題主題為“無碳小車”。在設計小車過程中特別注重設計的方法，力求通過對命題的分析得到清晰開闊的設計思路；作品的設計做到有系統(tǒng)性規(guī)范性和創(chuàng)新性；設計過程中綜合考慮材料 、加工 、制造成本等給方面因素。我們借鑒了參數(shù)化設計 、優(yōu)化設計 、系統(tǒng)設計等現(xiàn)代設計發(fā)發(fā)明理論方法；采用了MATLAB、PROE等軟件輔助設計。
我們把小車的設計分為三個階段：方案設計、技術設計、制作調試。通過每一階段的深入分析、層層把關，是我們的設計盡可能向最優(yōu)設計靠攏。
方案設計階段根據(jù)小車功能要求我們根據(jù)機器的構成（原動機構、傳動機構、執(zhí)行機構、控制部分、輔助部分）把小車分為車架 、原動機構 、傳動機構 、轉向機構 、行走機構 、微調機構六個模塊，進行模塊化設計。分別針對每一個模塊進行多方案設計，通過綜合對比選擇出最優(yōu)的方案組合。我們的方案為：車架采用三角底板式、原動機構采用了錐形軸、傳動機構采用齒輪或沒有該機構、轉向機構采用曲柄連桿、行走機構采用單輪驅動實現(xiàn)差速、微調機構采用微調螺母螺釘。其中轉向機構利用了調心軸承、關節(jié)軸承。
技術設計階段我們先對方案建立數(shù)學模型進行理論分析，借助MATLAB分別進行了能耗規(guī)律分析、運動學分析、動力學分析、靈敏度分析。進而得出了小車的具體參數(shù)，和運動規(guī)律。接著應用PROE軟件進行了小車的實體建模和部分運動仿真。在實體建模的基礎上對每一個零件進行了詳細的設計，綜合考慮零件材料性能、加工工藝、成本等。
小車大多是零件是標準件、可以購買，同時除部分要求加工精度高的部分需要特殊加工外，大多數(shù)都可以通過手工加工出來。對于塑料會采用自制的‘電鋸’切割。因為小車受力都不大，因此大量采用膠接，簡化零件及零件裝配。調試過程會通過微調等方式改變小車的參數(shù)進行試驗，在試驗的基礎上驗證小車的運動規(guī)律同時確定小車最優(yōu)的參數(shù)。
關鍵字：無碳小車 參數(shù)化設計 軟件輔助設計 微調機構 靈敏度分析
目錄
摘要 2
一 緒論 5
1.1本屆競賽命題主題 5
1.2小車功能設計要求 5
1.3小車整體設計要求 6
1.4小車的設計方法 6
二 方案設計 7
2.1車架 10
2.2原動機構 10
2.3傳動機構 11
2.4轉向機構 11
2.5行走機構 13
2.6微調機構 14
三 技術設計 15
3.1建立數(shù)學模型及參數(shù)確定 16
3.1.1能耗規(guī)律模型 16
3.1.2運動學分析模型 18
3.1.3動力學分析模型 23
3.1.4靈敏度分析模型 25
3.1.5參數(shù)確定 26
3.2零部件設計 27
3.3整體設計 30
3.3.1整體裝配圖 30
3.3.2小車運動仿真分析 31
四 小車制作調試及改進 32
4.1小車制作流程 32
詳見工藝分析方案報告 32
4.2小車調試方法 32
4.3小車改進方法 32
五 評價分析 33
5.1小車優(yōu)缺點 33
5.2自動行走比賽時的前行距離估計 33
5.3改進方向 33
六 參考文獻 33
七 附錄 34
7.1裝配圖 34
7.2耗能分析程序 38
7.3運動學分析程序 39
7.4動力學分析程序 41
7.5靈敏度分析程序 43
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