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第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛
无碳小车设计
参赛者:张雪飞赵鹏飞刘述亮
指导老师:朱政强戴莉莉
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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,力求经过对命
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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
设计等现代设计发创造理论方法;采用了MATLAB、PROE等软件
辅助设计。
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。经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,经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
动机构采用齿轮或没有该机构、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
中转向机构利用了调心轴承、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PROE软件进行了小车的实体建模和部分运动仿真。在
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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、能够购买,同时除部分要求加
工精度高的部分需要特殊加工外,大多数都能够经过手工加工
出来。对于塑料会采用自制的‘电锯’切割。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。调试过程会经过
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。
关键字:无碳小车参数化设计软件辅助设计微调机构
灵敏度分析
目录
摘要1
一绪论6
1.1本届竞赛命题主题6
1.2小车功能设计要求6
1.3小车整体设计要求7
1.4小车的设计方法7
二方案设计8
2.1车架11
2.2原动机构11
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2.3传动机构12
2.4转向机构13
2.5行走机构15
2.6微调机构17
三技术设计19
3.1建立数学模型及参数确定19
3.1.1能耗规律模型19
3.1.2运动学分析模型22
3.1.3动力学分析模型27
3.1.4灵敏度分析模型29
3.1.5参数确定30
3.2零部件设计31
3.3整体设计34
3.3.1整体装配图34
3.3.2小车运动仿真分析35
四小车制作调试及改进35
4.1小车制作流程35
详见工艺分析方案报告35
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