“8”字形无碳小车设计.pdf

. 无碳小车 8 字型设计方案 成 员: 刘 潇 陆首成 胡珈铭 指导教师：孔繁征 张若达 2012 年 12 月 9 日 . . 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，综合体现大 学生机械创新设计能力、 制造工艺能力、 实际动手能力、 工程管理能力和团队合作能力。竞 赛的目的在于激发大学生进行科学研究与探索的兴趣， 加强大学生工程实践能力、 创新意识 和合作精神的培养。 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。驱动小车行走及转向的动力载荷只能由给定重力势能（ 4 焦耳）转换 得到。动力载荷按要求 ( Φ50 ×65mm,质量≤ 1kg, 材料：普通碳钢 ) 准备，重块落差 400 ±2mm， 并随小车一起运动时铅垂下落， 不允许从小车上掉落。 竞赛小车在半张乒乓球台 （长 1525mm， 宽 1370mm）上，绕相距一定距离的两个障碍物沿 8 字形轨迹绕行。 绕行时不得撞倒障碍物， 不得掉下球台。 要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得， 不可使用任何其 他的能量形式。 小车要求采用三轮结构 （1 个转向轮， 2 个驱动轮） ，具体结构造型以及材料选用均由参 赛者自主设计完成。要求满足：①小车上面要装载一件外形尺寸为 60 ×20 mm的实心圆柱 型钢制质量块作为载荷， 其质量应不小于 750 克；在小车行走过程中， 载荷不允许掉落。② 转向轮最大外径应不小于 30mm。 小车整体设计要求 小车设计过程中需要完成： 结构设计方案、 工艺设计方案、 成本分析和工程管理方案设 计。命题中的工程管理能力项要求综合考虑材料、 加工、 制造成本等各方面因素， 提出合理 的工程规划。 设计能力项要求对参赛作品的设计具有创新性和规范性。 命题中的制造工艺能 力项以要求综合运用加工制造工艺知识的能力为主。 结构设计方案 1 小车底板 车架不用承受很大的力， 精度要求低。 考虑到重量加工成本等， 车架采用 3mm的铝板加 工制作下图所示的几何形状，上面的孔的位置是小车其它零件的装配位置。工程图如下： . . . . 2 原动机构 原动机构的作用是将重块的重力势能转化为小车的驱动力。 能实现这一功能 的方案有多种， 就效率和简洁性来看绳轮最优。 小车对原动机构还有其它的具体 要求。 （1）. 驱动力适中，不至于小车拐弯时速度过大倾翻，或重块晃动厉害影响 行