斯特林小车报告 第二组.pdf

项目名称：斯特林玻璃球小车

小组人员：XXXXXXXXXXXX

指导教师：XXX

时间：2011.12.12

一、设计方案的确定

在了解了老师所介绍的斯特林发动机原理和多种斯特林发动机设计之后，我

们查阅了一些资料，并且根据老师所提供的模型，在多种斯特林引擎应用装置中

确定了我们最终的方案：制作玻璃球斯特林小车。

将制作过程分为发动机和车体两部分。如图，加热试管的前端，反复晃动玻

璃球来完成斯特林小车的运动。通过连杆将车轴与玻璃管连接，实现动力输出。

我们要进行发动机和车体材料的选择和准备。发动机即玻璃球式斯特林发动

机。需要准备的器材有试管一个、玻璃球若干、橡胶管、注射器。车体需要的材

料有：连杆、车轴、车轮、车底板。除此之外还需要各种连接零件。如螺栓、螺

母以及轴承等。

最初的设计方案设计图如下：

二、各加工零件工程图

1、试管固定杆

2、车轮

3、底板

4、连杆

5、车轴

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三、技术难点

1、首先是动力输出问题，一般情况下是依靠试管的来回晃动作为动力，但是老

师说动力输出可能不够，于是我们希望利用针筒套管的前后运动，这样效果会比

较好。但是如何将此动力化解为小车的驱动力是需要经过深思熟虑的，况且光靠

想象完全不行，更主要的问题在于阻力是不能忽略的。

2、其次是偏心圆的位置计算，这不仅需要结合相关专业知识，而且要与小车的

整体布局联系起来。本小组的偏心圆是通过截断的车轴实现的，所以如果偏心圆

半径过小，那么连杆可能带动不了车轴转动，而偏大呢，又会使车轴碰到地面而

无法使小车继续前进。

3、连杆连接可以说是小车能否实现行驶的关键所在，这里涉及到自由度问题，

要求尽可能地减少自由度，还要保持作用力与前进方向一致。不仅如此，由于连

杆之间的摩擦阻力还是比较大的，实际操作中需要保证连接处光滑，有部分地方

需要用到轴承。

4、在使用针筒套管的动力作为小车的驱动力时，需要将针筒活塞底座固定住，

所以需要多做一个支架，而且得从这块木板中间挖一个形状大小比较苛刻的圆形

将其恰好夹住。由于针筒是倾斜地放置的，也就是有一个倾斜度，而木板也是有

一定厚度的，所以这个镂空的圆也应当是倾斜的。

5、最后是各处连接点固定问题，光靠螺丝螺母还是会有所松动，零件之间也会

有所移动，如果用百得胶粘死，那么一旦测试失败需要拆卸就非常麻烦了。

四、加工工艺

1、底板:用电锯切割一块长30cm、宽15cm的塑料板，用磨砂机打磨光滑后，先

在底板后半部分打几个大孔，再用锉刀挫至事先画好的长10cm、宽5cm的矩形，

磨平后又在底板前半部分打两个小孔，并小心割成两个长1.1cm、宽0.4cm的小

长方形。

2、固定杆:将铝杆截成两端长12cm的杆，并且分别在两端打两个直径为3mm的

小孔。

3、连杆：再将铝杆截下一段长6cm的杆，同样在两端打两个直径为3mm的小

孔。

4、车轮：用激光加工的方法加工出4个直径为4cm的圆，并且在其中心打一个

直径为3mm的小孔。

5、车轴：用锯子将3mm粗的细铁棒截下16cm，并且将截下的再分成4cm、6cm

和6cm。截下两个长1cm的铝杆，在上面分别打两个两个直径为3mm的小孔，

将4cm的车轴插入这两个铝杆的同一水平位置的小孔，再分别将剩下的一边一

个的小孔与两个6cm车轴相连，用百得胶粘住，注意要加轴承。再截下一段长

16cm的车轴，但不用做上述操作。

6、固定尾架：用锯子锯下一块大小适中的木板，在中间打孔后用圆锉将孔磨大，

磨至稍微比针筒套管的半径大点即可，注意在挫的过程中要有一定的倾斜度。

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五、调试装配中遇到的问题

在制作斯特林小车的过程中，我们遇到了如下问题：

1、在制作车轴的时候，我们使用的是三