第二篇：无碳小车结构设计报告

无碳小车结构设计报告

一、  设计概述

根据题目要求，为达到“8”字绕行的目的，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。转向机构因为轨迹重复性要求高，采用齿轮和拉杆结合控制前轮转向来满足小车走周期性“8”字要求。

二、  设计方案

1.     小车以钢板做的底板为主体，上面安装三根吊挂重物的立杆。

2.     使用滑轮机构将重块的能量通过细绳以转矩的形式传递到输入轴。

3.     输入轴通过一级齿轮传动将能量传到驱动轴，带动驱动轮并驱使小车向前运动。

4.     输入轴转动一圈，带动转动的大齿轮转动四分之一，使与之啮合的小齿轮转动二分之一，用连杆机构链接，使前轮走了一个圆时实现转向，从而小车走了“8”字形运动。

三、  相关计算

驱动机构      转向齿轮（控制方向）     转向机构（控制周期）

                      

1主动轮 2驱动轮    3主动轮 4从动轮         

传动比2.5:1           传动比1:2

主要零件尺寸：

设为转角30度，两个障碍物的距离为300毫米：设为小车的轨迹半径为x，则150*150-75*75=16875,对其开方约得130毫米。由此可知，小车的轨迹为3.14*2*130*2=1632.8毫米，车轮要转5圈，所以轴的周长为2毫米才能保证小车在理论上转了8圈。

四、  整体装配图

五、作品创意

     1.优化各零件布局，降低小车重心

     2.三根立杆防止小车运行中重块摞动

     3. 不用其它额外的传动装置，直接由动力轴驱动轮子和转向机构，此种方式效率高、结构简单。在不考虑其它条件时这是最优的方式。

     4. 曲柄连杆面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小，制造方便，已获得较高精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触

     5. 小车机构简单，单级齿轮传动，损耗能量少

六、心得与体会

   在设计无碳小车的环节中，我们在此过程当中反复探索、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，这是我们参加此次设计工作的最大收获！