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-1-第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛The5thNationalUndergraduateEngineeringTrainingIntegrationAbilityCompetition结构设计方案StructureDesignScheme编号（此栏由赛务工作人员填写）第一幅照片（小车正面）（注意照片的放置方向与页面方向一致，照片上不允许出现参赛学校信息，阅后删除。）第二幅照片（小车侧面）（注意照片的放置方向与页面方向一致，照片上不允许出现参赛学校信息，阅后删除。）装订线学校名称：参赛项目：-2-第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛The5thNationalUndergraduateEngineeringTrainingIntegrationAbilityCompetition结构设计方案StructureDesignScheme参赛项目1、设计思路（字体，宋体，五号，行距为固定值20磅，阅后删除）本作品是依据竞赛命题主题“无碳小车”，提出一种无碳方法，带动小车运行，即给定一定的重力势能，根据能量转换原理，设计出一种可将重力势能转化为机械能并驱动小车的行走装置。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：车架采用梯形底板式、原动机构采用了锥形轴、传动机构采用齿轮、转向机构采用曲柄连杆、行走机构采用单轮驱动实现差速、微调机构采用微调螺母螺钉。其中转向机构利用了关节轴承。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SolidWorks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。调试阶段根据实际情况不断对理论数据进行修正，最终达到比较好的效果2、小车出发定位方案（字体，宋体，五号，行距为固定值20磅，阅后删除）我们把小车出发定位方案分为三步：1.调成直线：先通过调节连杆长度让小车能够在任意一条直线上跑出正弦曲线。2.设定直线：让小车在自己设定的那条直线上行走。调节小车初始位置为向左偏向最大偏角，记下驱动轮着地点、曲柄和重物位置，小车开始运动。假设小车偏向设定直线左边，则在初始发车位置时候调节驱动轮着地点，并记下小车曲柄，重物位置。释放小车，看小车偏向，不断调节小车初始时刻驱动轮着地点。直到小车可以大致沿自己设定的直线行走。3.细调：通过观察小车绕桩情况，调节连杆长度进行细调。直到小车绕桩个数可以达到预定目标。3、总结和体会（字体，宋体，五号，行距为固定值20磅，阅后删除）总结：比赛让我们深刻的体会了理论和实际结合的重要性。通过MATLAB仿真和SolidWorks进行制作的小车基本可以实现了预期的绕桩个数和行驶距离。微调机构仍可完善，实现更加精确的调节。体会：通过本次比赛让我们深刻的体会到了，团队合作的重要性，失去任何一个人都不行，也知道了什么叫做责任。也掌握了基本的机械制图，工程管理和零件加工方法总结这次比赛让我们深刻的体会了理论和实际结合的重要性。通过MATLAB仿真和SolidWorks进行制作的小车基本可以实现了预期的绕桩个数和行驶距离。微调机构仍可完善，实现更加精确的调节。体会：通过本次比赛让我们深刻会到了，团队合作的重要性，失去任何一个人都不行，也知道了什么叫做责任。也掌握了基本机械制图，工程管理和零件加工方法.产品名称小车共2页第1页编号装订线学校名称：参赛项目：-3-第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛The5thNationalUndergraduateEngineeringTrainingIntegrationAbilityCompetition结构设计方案StructureDesignScheme参赛项目4、结构设计创新特色说明（字体，宋体，五号，行距为固定值20磅，阅后删除）1.原动机构：原动机构的目的就是将重锤的重力势能转化为小车的驱动力，从效率以及简便性的角度看，绳轮结构符合设计要求，为避免小车转弯过程中因速度大而倾翻，以及减小重锤下降速度，我们针对不同场地对轮子的摩擦力不同，设计制作出驱动力绳轮原动机构。2.传动机构：功能是把动力和运动传递到转向机构和驱动轮上，要使小车行驶的更加平稳，传动结构结构必须传递效率高，传动平稳结构简单，质量轻，齿轮具有效率高，结构紧凑，传动平稳等优点。3.间歇机构：小车的间歇机构采用不完全齿轮，主轴旋转一圈，从动轴上的不完全齿轮旋转180°，为使结果更加准确，我们在不完全齿轮上加入止锁弧，是转向更加精确，从而实现8字轨迹的行走。4.转向机构：此机构是小车设计的关键部分，直接决定小车的行走轨迹，转向机构需要尽可能的减少摩擦好能，结构需精炼简单，同时需要将旋转运动转化为满足需要的来回摆动，带动转向轮实现障碍的规避。通过分析可得，小车的转向机构采用空间曲柄连杆机构，曲柄通过连杆将间歇转动转化为滑杆的前后摆动，从而实现行走出8字轨迹的目的。5.优点：1)小车结构简单，采用一级传动，损耗能量小，效率高。2)多处采用微调机构，便于小车轨迹的修正。3)采用单轮驱动，滚阻系数小，行走距离远。4)小车稳定性高，不致在行走过程中倾翻。6.材料选择与加工：为保证行走时的顺畅，重锤的重力势能习总率转化到最大，车身重量必须尽极大力度的减轻，但在减轻质量的同时要保障小车的承载能力，综合以上条件考虑，我们选用质地轻，强度较好的6061铝合金。产品名称小车共2页第2页编号装订线学校名称：参赛项目：-4-小车装配图比例第3页第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛共页装订线学校名称：参赛项目：-5-小车装配爆炸图比例第4页第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛共页装订线学校名称：参赛项目：-6-传动设计数据各级传动比：砝码下降长度（mm）/小车行走长度（mm）:小车最大理论行走长度：小车距出发线最大理论距离：转矩设计数据各级转矩及摩擦力矩分析：传动机构展开图比例第5页第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛共页装订线学校名称：参赛项目：