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-1-第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛结构设计报告总3页第1页产品名称：无碳小车编号1、设计概述根据大赛题目的要求，为达到绕桩前进的目的，无碳小车应实现两个功能：重力势能的转换和周期性的转向，据此可以将小车分为驱动机构和转向机构两部分。驱动机构要求能量损耗小、传动比准确，优先选用齿轮机构。转向机构要求控制精度高、摩擦损失小，选用带杆端关节的空间曲柄摇杆机构。2、设计方案驱动机构中，重物块下降的势能通过双联轮传递给绕线轴，绕线轴上的齿轮与差速器箱体上的齿轮啮合，将驱动力分配给左右车轮，使小车在转向时左右车轮获得不同的速度及保证转向平稳。转向机构采用空间曲柄摇杆机构。绕线轴通过齿轮机构将驱动力传递给曲柄，再通过连杆（连杆两端的运动副为球铰）带动摇杆前后摆动，由于前轮与摇杆固连为一体，小车前进时，前轮左右摆动就可实现周期性的绕桩。3、设计结果无碳小车的整体结构详见结构设计总图，在满足零件使用性能要求的前提下，设计时还充分考虑了减少能量损耗及美化小车外观等因素，材料主要选用铝合金。结构设计参数如下：①驱动机构的设计参数：双联轮传动比i=4，绕线长度L=2000mm，绕线轴启动直径d3=22mm，驱动直径d4=12.5mm，波峰波谷760mm，后轮直径d5=134mm，前轮直径d6=35mm。齿轮机构传动比i45=2.5，i87=2.5，设计绕桩周期为2m，一个周期内小车行驶的距离S1≈2.6m，小车设计行程S2=53.6m，绕桩个数N≈41个。②转向机构设计参数：曲柄L1=20，连杆L2=129.553（软件分析计算得出），摇杆L3=65，机架L4=128。4、总结和体会在无碳小车的设计、加工、装配、调试等环节中，我们在设计、论证、实验验证的过程当中反复探索、不断前进。这个过程，增强了我们对专业知识的理解，同时锻炼了我们的动手能力。在无碳小车不断完善的过程中遇到了很多问题，通过发现问题、分析问题、解决问题，使我们学会了如何从工程设计的角度去看待问题，这是我们参加全国大学生工程训练综合能力竞赛最大的收获！装订线学校名称：山东大学工程训练中心-2-结构设计总图比例第2页第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛-设计图1:6共3页装订线学校名称：山东大学工程训练中心-3-驱动及转向原理图比例第3页第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛-设计图1:6共3页装订线学校名称：山东大学工程训练中心