课程设计---以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车

1、目 录 一、 设计任务书 1 二、 总体结构设计 1 三、 总传动比的设计与分配 2 四、 转向轮轴运动参数的计算 3 五、 对轴进行结构设计与校核 3 六、 轴承的选择与寿命计算 3 七、 润滑剂的选择 3 八、 工艺设计方案 4 九、 成本分析方案 5 (1) 生产成本概述 5 (2) 单件小批量生产类型的成本分析 5 十、 工程管理方案 8 (1) 概述 8 (2) 生产过程组织 8 十一、 徽标设计 11 十二、 参考文献 12 十三、 心得体会 13 十四、 附件 15 一、一、 设计任务书设计任务书 命题命题：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车 功能设计要求功能设计要求:

2、给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转 换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。该自行小车在前行时能够自 动避开赛道上设置的障碍物 （每间隔 1 米， 放置一个直径 20mm、 高 200mm 的弹性障碍圆棒） 。以小车前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综 合评定成绩。给定重力势能为 5 焦耳（取 g=10m/s2） ，竞赛时统一用质 量为 1Kg 的重块（5065 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差 500 2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。 要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得， 不可使用任何其他的能量形式。小车要求

3、采用三轮结构（1 个转向轮，2 个驱动轮） ，具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。要 求满足：小车上面要装载一件外形尺寸为6020 mm 的实心圆柱型 钢制质量块作为载荷，其质量应不小于 400 克；在小车行走过程中，载 荷不允许掉落。转向轮最大外径应不小于30mm。 二、总体结构设计二、总体结构设计 根据本届大赛命题要求，我们首先确定如下设计思路： 1驱动机构 根据能量守恒定律，要尽可能多的利用重物的重力势 能，就必须简化结构，因此该系统不设储能装置，直接由重物通过细 绳拉动后轴驱动。 2转向机构 控制转向是该小车的核心问题之一，普通凸轮只能控 制转向轮规则摆动，在不需要转向的时候小车仍会转向， 因此我们在 此处将凸轮机构进行了进一步的优化，通过引入“太空豆”控制转向 信号，使得前轮在我们需要的时候转向,并以此实现小车的预编程功 能。 3驱动过程 在起始时原动轮的转动半径较大，起动转矩大，有利 起动。起动后，原动轮半径变小，转速提高，转矩变小，和阻力平衡 后小车匀速运动。在重块行程末端，原动轮的半径再次变小，绳子的 拉力不足以使原动轮匀速转