第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛无碳小车说明书参赛者: 指导老师: 邱丽梅 2012 — 12— 14 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。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、传动机构采用圆锥齿轮、转向机构采用曲柄连杆、行走机构采用单轮驱动实现差速、微调机构采用在轮子上面套上不同的垫圈。其中转向机构利用了深沟球轴承、外球面轴承。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 MATLAB 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 E 软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。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。目录摘要........................................................................................................................ 2 一绪论.................................................................................................................. 4 本届竞赛命题主题.................................................................................. 4 小车功能设计要求.................................................................................. 4 小车整体设计要求.................................................................................. 6 小车的设计方法...................................................................................... 6 二方案设计.......................................................................................................... 7 车架.......................................................................................................... 8 原动机构.................................................................................................. 8 传动机构.................................................................................................. 9 转向机构................................................................................................ 10 2
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