必威体育精装版无碳小车设计说明书(一等奖作品).docx

PAGE PAGE # 第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛 无碳小车设计说明书 参赛者：龚雪飞 赵鹏飞 刘述亮指导老师：朱政强戴莉莉 2011-1-16 摘要 第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题主题为“无碳小车” 。在设 计小车过程中特别注重设计的方法，力求通过对命题的分析得到清晰开阔的设 计思路；作品的设计做到有系统性规范性和创新性；设计过程中综合考虑材 料、加工、制造成本等给方面因素。我们借鉴了参数化设计 、优化设计、 系统设计等现代设计发发明理论方法；采用了 MATLABPRO等软件辅助设计。 我们把小车的设计分为三个阶段：方案设计、技术设计、制作调试。通过 每一阶段的深入分析、层层把关，是我们的设计尽可能向最优设计靠拢。 方案设计阶段根据小车功能要求我们根据机器的构成（原动机构、传动机 构、执行机构、控制部分、辅助部分）把小车分为车架 、原动机构、传动机 构、转向机构、行走机构、微调机构六个模块，进行模块化设计。分别针 对每一个模块进行多方案设计，通过综合对比选择出最优的方案组合。 我们的 方案为：车架采用三角底板式、原动机构采用了锥形轴、传动机构采用齿轮或 没有该机构、转向机构采用曲柄连杆、行走机构采用单轮驱动实现差速、 微调 机构采用微调螺母螺钉。其中转向机构利用了调心轴承、关节轴承。 技术设计阶段我们先对方案建立数学模型进行理论分析，借助 MATLA分 别进行了能耗规律分析、运动学分析、动力学分析、灵敏度分析。进而得出了 小车的具体参数，和运动规律。接着应用 PRO歆件进行了小车的实体建模和 部分运动仿真。在实体建模的基础上对每一个零件进行了详细的设计，综合考 虑零件材料性能、加工工艺、成本等。 小车大多是零件是标准件、可以购买，同时除部分要求加工精度高的部分 需要特殊加工外，大多数都可以通过手工加工出来。对于塑料会采用自制的’电 锯’切割。因为小车受力都不大，因此大量采用胶接，简化零件及零件装配。 调试过程会通过微调等方式改变小车的参数进行试验，在试验的基础上验证小 车的运动规律同时确定小车最优的参数。 关键字：无碳小车参数化设计软件辅助设计微调机构灵敏度分析 关键字：无碳小车参数化设计软件辅助设计微调机构 灵敏度分析 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 目录 摘要 一绪论 1.1本届竞赛命题主题 1.2小车功能设计要求 1.3小车整体设计要求 1.4小车的设计方法 错误！未定义书签 二方案设计 错误！未定义书签 2.1车架 错误！未定义书签 2.2原动机构 错误！未定义书签 2.3传动机构 错误！未定义书签 2.4转向机构 错误！未定义书签 2.5行走机构 错误！未定义书签 2.6微调机构 错误！未定义书签 三技术设计 错误！未定义书签 3.1建立数学模型及参数确定 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 3.2零部件设计 错误！未定义书签 3.3整体设计 错误！未定义书签 错误！未定义书签 错误！未定义书签 四小车制作调试及改进 错误！未定义书签 4.1小车制作流程 错误！未定义书签 详见工艺分析方案报告 错误！未定义书签 4.2小车调试方法 错误！未定义书签 4.3小车改进方法 错误！未定义书签 五评价分析 错误！未定义书签 5.1小车优缺点 错误！未定义书签 5.2自动行走比赛时的前行距离估计 错误！未定义书签 5.3改进方向 错误！未定义书签 六参考文献 错误！未定义书签 七附录 错误！未定义书签 7.1装配图 错误！未定义书签 7.2耗能分析程序 错误！未定义书签 7.3运动学分析程序 错误！未定义书签 7.4动力学分析程序 错误！未定义书签 7.5灵敏度分析程序 错误！未定义书签 一绪论 1.1本届竞赛命题主题 本届竞赛命题主题为“无碳小车”。命题与高校工程训练教学内容相衔接, 体现综合性工程能力。命题内容体现“创新设计能力、制造工艺能力、实际 操作能力和工程管理能力”四个方面的要求。 1.2小车功能设计要求 给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机 械能并可用来驱动小车行走的装置。该自行小车在前行时能够自动避开赛道上 设置的障碍物（每间隔1米，放置一个直径20mm高200mm勺弹性障碍圆棒） 以小车前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综合评定成绩。 给定重力势能为5焦耳（取g=10m/s2）,竞赛时统一用质量为1Kg的重块 （? 50X 6