重力势能的s形绕障无碳小车结(附件)【字数：12398】
摘 要 无碳小车的构想源于对新能源及环境方面的思考，能源危机和环境污染问题使国内外对新能源汽车产生很大兴趣。无碳小车具有节省能源、无污染等特点,对无碳小车的设计开发,有利于对新能源的发掘。本文介绍了基于重力势能的S型绕障碍无碳小车的结构设计，通过对无碳小车的功能及设计要求分析，完成设计方案，,最后能够保证小车走S形路线。论文首先阐述了无碳小车的设计要求，通过对设计要求的分析，以模块化设计为主要设计方法。将小车分成六个部分底盘、动力装置、转向装置、传动装置、行走装置、微调装置。为了更好的实现其功能,对小车要求进行充分的分析。 在无碳小车的结构设计中，采用了计算机辅助设计方法，UG建模，并且用CAXA绘制二维图，用UG绘制三维图。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题意义及背景 1
1.2设计要求 1
1.3设计方案 1
1.4小结 2
第二章 运动轨迹的确定 3
2.1轨迹方程幅值的确定 3
2.2轨迹长度及最大转角的确定 4
2.3小结 5
第三章 动力机构设计 6
3.1动力装置要求及方案选择 6
3.1.1小车动力装置的要求 6
3.1.2动力机构方案选择 6
3.2动力元件的设计及尺寸的确定 7
3.2.1驱动轴设计 7
3.2.2 线筒设计 8
3.2.3滑轮机构设计 8
3.3动力装置材料的选择 9
3.4小结 9
第四章 行走机构设计 11
4.1驱动形式选择 11
4.2尺寸、材料的确定 12
4.2.1前后轮尺寸 12
4.2.2前后轮材料的选择 13
4.3小结 13
第五章 传动机构设计 14
5.1传动机构方案的讨论与选择 14
5.2传动机构尺寸、结构的确定 15
5.2.1小齿轮参数确定 15
5.2.2大齿轮参数的确定 15
5.2.3齿轮结构设计 16
5.3齿 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
轮材料的选择 16
5.4齿轮校核 16
5.5小结 17
第六章 转向机构设计 18
6.1转向机构方案选择 18
6.2曲柄摇杆机构 19
6.2.1参数计算 19
6.2.2曲柄设计 20
6.2.3连杆设计 21
6.2.4摇杆设计 21
6.3小结 22
第七章 车架设计 23
7.1车架结构的选择 23
7.2车架材料的选择 24
7.3小结 24
第八章 其他设计 25
8.1微调机构设计 25
8.2出发定位方案确定 25
8.3零件的连接设计 26
8.4小结 26
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
附录A 31
第一章 绪论
1.1课题意义及背景
随着科技的进步,环境问题、人类健康问题逐渐进入人类视野。各个国家开始对无碳小车进行开发研究。近几年，西方国家推行“绿色新政”，积极的参与到寻找新能源的行列中，努力解决当务之急。另外，我国的“十二五”能源发展规划也正在进行当中，迫切的将寻找绿色环保型新能源引入现代发展的课题当中。无碳小车的学习与研究,将会对有经济、环保、便利优点的新能源有进一步的认识,这有助于开发出新型能源,也有利于挖掘出能量转化新路线,同时,也增加了对资源的利用率。对其研究将会对新一代能源的发现具有深远意义。
另外，这也顺便考察了计算机绘图软件的使用能力以及机械设计手册等的查阅与应用能力。同时，也检测了四年所学的知识，分析自身不足，在以后的学习当中进一步提高自己专业素养。
1.2设计要求
设计一无碳小车，它的驱动力来源于重物块重力势能的转化。规定重力势能4焦耳（取），选择质量为的铅块垂直下降来获得势能，落差，铅块不能脱离小车。
此外，要求小车为三轮结构。小车的转向结构应是可以调整数据的，这样可以适应不同场地要求。跑道情况是宽，障碍桩间距，障碍桩尺寸为。
1.3设计方案
设计无碳小车时，一定要目的明确。初始阶段需针对小车实际情况，联系所学知识，对小车结构进行初步构想。最后选择如图11所示的结构。
/
1.行走机构 2.车架 3.传动机构 4.动力机构 5.微调机构 6.转向机构
图11 小车结构示意图
将小车分成六个部分，对六个部分进行方案的讨论、分析与选择。第一部分是动力机构，其方案有绳轮式、弹簧储能式、链轮式，综合考虑选择绳轮式；第二部分是传动机构，有直齿圆柱齿轮、带轮可选。最后选择齿轮为小车传动机构；第三部分是转向机构，包括凸轮摇杆、曲柄摇杆等机构，综合考虑选用曲柄摇杆机构；第四部分是行走机构，有双轮同步、双轮差速、单轮驱动三种方案可选，最后选用单轮驱动；第五部分是车架，有三角板式、骨架式可选，综合考虑选用与三角板式类似的结构作为车架；第六部分是微调机构，选用螺钉调节方式。设计小车时应注意方法，设计方法主要有模块化设计、参数化设计、综合设计等，并且运用了UG、CAXA辅助软件设计。
1.4小结
本章简单介绍了设计背景及意义，介绍了小车的设计思想，并指出设计路线，根据设计要求综合考虑设计方案。设计小车时应注意方法，设计方法主要有模块化设计、现代化设计、综合设计等，并且运用了UG、CAXA辅助软件设计，对小车各个零部件进行绘制，同时绘制三维图。
第二章 运动轨迹的确定
要设计出符合课题要求的无碳小车，首先应当确定小车的运动轨迹。而运动轨迹的确定则依赖小车运动轨迹的方程，图21为小车自动行走的示意图。因为小车的运动路线没有绝对的函数方程，所以在分析其运动轨迹的时候，可以取近似的正弦曲线方程作为其运动方程。接下来就可以通过确定正弦函数曲线方程的幅值和周期，进而确定小车的运动轨迹方程。
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图21 小车自动行走示意图
2.1轨迹方程幅值的确定
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题意义及背景 1
1.2设计要求 1
1.3设计方案 1
1.4小结 2
第二章 运动轨迹的确定 3
2.1轨迹方程幅值的确定 3
2.2轨迹长度及最大转角的确定 4
2.3小结 5
第三章 动力机构设计 6
3.1动力装置要求及方案选择 6
3.1.1小车动力装置的要求 6
3.1.2动力机构方案选择 6
3.2动力元件的设计及尺寸的确定 7
3.2.1驱动轴设计 7
3.2.2 线筒设计 8
3.2.3滑轮机构设计 8
3.3动力装置材料的选择 9
3.4小结 9
第四章 行走机构设计 11
4.1驱动形式选择 11
4.2尺寸、材料的确定 12
4.2.1前后轮尺寸 12
4.2.2前后轮材料的选择 13
4.3小结 13
第五章 传动机构设计 14
5.1传动机构方案的讨论与选择 14
5.2传动机构尺寸、结构的确定 15
5.2.1小齿轮参数确定 15
5.2.2大齿轮参数的确定 15
5.2.3齿轮结构设计 16
5.3齿 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
轮材料的选择 16
5.4齿轮校核 16
5.5小结 17
第六章 转向机构设计 18
6.1转向机构方案选择 18
6.2曲柄摇杆机构 19
6.2.1参数计算 19
6.2.2曲柄设计 20
6.2.3连杆设计 21
6.2.4摇杆设计 21
6.3小结 22
第七章 车架设计 23
7.1车架结构的选择 23
7.2车架材料的选择 24
7.3小结 24
第八章 其他设计 25
8.1微调机构设计 25
8.2出发定位方案确定 25
8.3零件的连接设计 26
8.4小结 26
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
附录A 31
第一章 绪论
1.1课题意义及背景
随着科技的进步,环境问题、人类健康问题逐渐进入人类视野。各个国家开始对无碳小车进行开发研究。近几年，西方国家推行“绿色新政”，积极的参与到寻找新能源的行列中，努力解决当务之急。另外，我国的“十二五”能源发展规划也正在进行当中，迫切的将寻找绿色环保型新能源引入现代发展的课题当中。无碳小车的学习与研究,将会对有经济、环保、便利优点的新能源有进一步的认识,这有助于开发出新型能源,也有利于挖掘出能量转化新路线,同时,也增加了对资源的利用率。对其研究将会对新一代能源的发现具有深远意义。
另外，这也顺便考察了计算机绘图软件的使用能力以及机械设计手册等的查阅与应用能力。同时，也检测了四年所学的知识，分析自身不足，在以后的学习当中进一步提高自己专业素养。
1.2设计要求
设计一无碳小车，它的驱动力来源于重物块重力势能的转化。规定重力势能4焦耳（取），选择质量为的铅块垂直下降来获得势能，落差，铅块不能脱离小车。
此外，要求小车为三轮结构。小车的转向结构应是可以调整数据的，这样可以适应不同场地要求。跑道情况是宽，障碍桩间距，障碍桩尺寸为。
1.3设计方案
设计无碳小车时，一定要目的明确。初始阶段需针对小车实际情况，联系所学知识，对小车结构进行初步构想。最后选择如图11所示的结构。
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1.行走机构 2.车架 3.传动机构 4.动力机构 5.微调机构 6.转向机构
图11 小车结构示意图
将小车分成六个部分，对六个部分进行方案的讨论、分析与选择。第一部分是动力机构，其方案有绳轮式、弹簧储能式、链轮式，综合考虑选择绳轮式；第二部分是传动机构，有直齿圆柱齿轮、带轮可选。最后选择齿轮为小车传动机构；第三部分是转向机构，包括凸轮摇杆、曲柄摇杆等机构，综合考虑选用曲柄摇杆机构；第四部分是行走机构，有双轮同步、双轮差速、单轮驱动三种方案可选，最后选用单轮驱动；第五部分是车架，有三角板式、骨架式可选，综合考虑选用与三角板式类似的结构作为车架；第六部分是微调机构，选用螺钉调节方式。设计小车时应注意方法，设计方法主要有模块化设计、参数化设计、综合设计等，并且运用了UG、CAXA辅助软件设计。
1.4小结
本章简单介绍了设计背景及意义，介绍了小车的设计思想，并指出设计路线，根据设计要求综合考虑设计方案。设计小车时应注意方法，设计方法主要有模块化设计、现代化设计、综合设计等，并且运用了UG、CAXA辅助软件设计，对小车各个零部件进行绘制，同时绘制三维图。
第二章 运动轨迹的确定
要设计出符合课题要求的无碳小车，首先应当确定小车的运动轨迹。而运动轨迹的确定则依赖小车运动轨迹的方程，图21为小车自动行走的示意图。因为小车的运动路线没有绝对的函数方程，所以在分析其运动轨迹的时候，可以取近似的正弦曲线方程作为其运动方程。接下来就可以通过确定正弦函数曲线方程的幅值和周期，进而确定小车的运动轨迹方程。
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图21 小车自动行走示意图
2.1轨迹方程幅值的确定
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