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无碳小车设计说明书(一等奖作品)
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  • 更新时间:2012-09-22
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  • 无碳小车设计说明书(一等奖作品)

    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,力求通过对命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发明理论方法;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。通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,通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、可以购买,同时除部分要求加工精度高的部分需要特殊加工外,大多数都可以通过手工加工出来。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。调试过程会通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
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