无碳小车设计制作报告

无碳小车报告一，无碳小车数据核算阶段在小组分工中我主要负责soliworks设计，无碳小车主要要是计算取值。

首先第一天我们就确定了用曲柄摇杆机构。

主要是因为我们采用了连接头这种有多个自由的的连接装置，才不会被卡死。

接下来是计算正弦曲线的长度，苦学了近一天MATLAB才勉强算出来最后我们综合考虑取了0.4-1-2.64这组数据，然后我们取得后轮半径是100cm最后算出传动比为4.2:1，所以我们决定选用4:1的比例（主要是因为市面的齿轮的齿数限制）接下来是我们定的初始参数，轮子r=100mm d=4mm单向轴承csk8pp 车架150*200 齿轮齿数分别是40齿和10齿，前轮22*2 轴d=8 和立式轴承座！对于转向差速问题，我们选用了单向轴承来实现差速，但是其实到后面好像没起什么作用，不知道是不是因为前轮的取材还是因为后轮本来就有问题，这都是后话了。

二，小车的加工阶段当数据都出来的时候我们就开始加工了，本来我以为可以休息一下的，但是后来车架一直没有得到解决，主要是一开始我们就在纠结什么数控，其实想我们这种选用pc板的小车你用数控其实是很不方便的，就像我们把车轮平一样，没有想到我居然后面融了，就变形了，对此真的是一个败笔。

希望后面的人可以注意一下这一点，有时候没有必要来时纠结一种方法，结果白白浪费了时间，到后面没办法就叫在塑料板上划线，然后手动加工了这是干的，接下来是负责数控编程，就洗轮子，小车的连杆摇杆和组装就是由我来了，我只能说小组的合作真的要相互配合，不然很容易出问题，在加工上才方向设计和加工时很有不同的，比如这之前的车架布局在后面的加工时发现组装时发生了干涉，我只能说是我们之前想的太美好。

所以在设计的时候我们最好为自己后面组装留多点空间，不会到时会很尬尴，哎。

不过后面还有问题就是因为重物的重心问题了，主要是稳定性的问题！三、设计构想及方案此机械传动的无碳小车由重力势能作为动力，驱动小车以预定的轨迹运动，根据运动的轨迹不同可以设计不同的传动机构以实现不同的功能。

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：前轮半径后轮半径驱动1半径驱动2半径转向3半径转向4半径转向1半径转向2半径5mm 50mm 35mm 14mm 35mm 14mm 30mm 30mm厚度为10mm 厚度为6mm 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。

黑龙江首届工程训练综合能力大赛总结报告——论产品的设计及生产流程（以本次大赛“无碳小车”为例进行说明）随着社会的发展，各式新产品层出不穷。

为了满足社会某种特定的需求，一件件新产品应运而生。

而任何一种新产品的诞生都是一个系统而复杂的过程。

在这里我将以“黑龙江首届工程训练综合能力大赛”为契机，结合自身设计制作“无碳小车”的感悟，谈谈一件新产品诞生所需要经历的一些必要过程。

一、进行市场调研一件新产品的产生必然是为了满足市场的某种特定需求，不然所设计的产品就是废品，就没有使用价值。

以“无碳小车”为例，我们需要仔细研究的便是大赛命题，明确规则要求。

大赛命题是“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”，从命题中我们可以明确驱动小车的能量来源，即“重力势能驱动”。

还明确小车有一特殊的功能要求，即“具有方向控制功能”。

研究了命题之后，我们头脑里就有了疑问：怎样实现重力势能的的转化呢？小车到底有怎样的方向功能要求呢？如果看过命题后你的大脑里充满了疑问，那么恭喜你，你审题的目的已经达到了。

接下来要做的就是带着疑问去研究规则的细节。

待到你审题时的疑问一个个被解决时，相信小车在你的脑海里就已经有一个大致的框架了。

二、产品的理论设计要想设计一个产品，我们首先需要明确产品的用途，即产品要被用来做什么，我们希望用它来实现什么功能。

一旦明确了产品的用途之后，我们的设计就有了方向。

以本次大赛“无碳小车”为例，通过我们第一步对命题和详细规则的研究后我们知道我们需要设计一小车，小车需采用三轮结构（1个转向轮，2个驱动轮），以重力势能转化的能量来驱动小车；小车行进的轨迹要求为S型且能顺利绕过一米一个的障碍物，这就要求转向轮能成周期性的摆动。

1 产品原理概念设计明确了产品的功能特性后，我们接下来要考虑的就是产品的原理，即用什么方式去实现产品所要求达到的功能特性。

产品原理概念设计旨在于此，而不必考虑现实条件的种种制约。

以本次“无碳小车”为例，我们需要考虑两个问题。

2014年****工程训练综合能力竞赛无碳小车设计报告参赛者：指导老师：2014/10/151、设计概述“无碳小车”是将重力势能转换为机械能，使小车实现行走及转向功能的装置。

小车由能量转换机构、传动机构、转向机构和车身构成，首先通过能量转换机构获得动力来驱动后轮转动，继而通过传动机构将运动传给转向机构使转向轮，利用横纵向直线运动复合运动使转向轮呈正弦波形周期性摆动，从而避开设置在波形内固有间距的障碍物。

具体设计为小车以1kg重物块下落500mm产生的重力势能作为动力，通过线绳带动齿轮轴等传动机构，单轮驱动；通过正弦机构带动前轮周期性摆动实现转向。

无碳小车结构设计总装图如图所示。

2、设计思路和方案小车的设计分为三个主要阶段：功能分析、、制造加工调试2.1功能分析对小车功能要求进行分析，寻找功能元解，将小车分为车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构、微调机构六个模块。

对每一个模块进行多方案设计，综合对比选择最优的方案组合。

2.2参数分析与个性化设计利用Solidworks软件进行小车的实体建模、部分运动仿真。

对方案建立数学模型进行理论分析，使用MATLAB软件分别进行能耗规律分析、运动学分析、动力学分析、灵敏度分析，得出小车的具体参数和运动规律。

2.3 机械总功能分解及功能元解表1.势能转向小车形态学矩阵2.4 机构选型基本原则①满足工艺动作和运动要求。

②结构最简单,传动链最短。

③原动机的选择有利于简化结构和改善运动质量。

④机构有尽可能好的动力性能。

⑤机器操纵方便、调整容易、安全耐用。

⑥加工制造方便，经济成本低。

⑦具有较高的生产效率与机械效率。

2.5转向机构分析目前，能够实现无碳小车车轮转向控制的机构主要有曲柄摇杆机构、正弦机构（曲柄移动导杆机构）、RSSR空间四杆机构凸轮推杆机构和圆轮导杆机构。

这5 种机构在结构和功能上有各自的特点。

转向机构是本小车设计的关键部分，直接决定着小车的功能。

转向机构也同样需要尽可能的减少摩擦耗能，结构简单，零部件已获得等基本条件，同时还需要有特殊的运动特性。

机械原理课程设计报告书设计题目: 竞赛题目无碳小车的设计课程名称：《机械原理课程设计》学生姓名：学生学号：所在学院：海洋信息工程学院学习专业：机械设计制造及其自动化指导教师：宫文峰2015年12月11日目录 (2)第一章概述 (3)课程设计任务与目的 (3)第一章概述机械原理课程设计是机械类各专业学生第一次课程设计，是重要的实践性教学环节，对于培养学生机械系统运动方案设计和创新设计能力、解决工程实际中机构分析和设计能力等有着十分重要意义。

本次课程设计以第五届全国大学生工程能力综合训练竞赛“无碳小车”题目为基础，进行创新设计。

设计对题目进行了从新分解，运用课程内所学知识，通过查阅资料结合前人经验，从几个方面进行方案的设计与分析选择，依据机械机构的设计理念，设计出一个完全依靠重力势能提供动力，以平面转向机构实现周期性转向自动避让障碍物的轻质小车方案。

课程设计目的与任务课程设计目的1）综合运用机械原理课程的理论和实践知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，促进所学理论知识的巩固、深入和归纳；2）培养学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神；3）加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求进行创新思维、综合和工艺制作等实际工作能力；4）提高学生运算、绘图、表达、运用计算机、搜集和整理资料能力；5）为将来从事技术工作打基础。

课程设计任务结合一个简单或中等复杂程度的机械系统，让学生根据使用要求和功能分析，开拓思路，敢于创新，巧妙地构思其工作原理和选择工艺动作过程；由所选择的工作原理和工艺动作过程综合应用所学过的各类常用机构的结构组成、运动原理、工作特点及应用场合等知识，进行机构的选型、创新与组合，构思出各种可能的运动方案，并通过方案评价、优化筛选，选择最佳方案；就所选择的最佳运动方案，应用计算机辅助分析和设计方法（也可以使用图解法）进行机构尺度综合和运动分析；由运动方案和尺度综合结果绘制机构系统运动简图。

无碳小车设计报告范文v40(20221015)-图文广州大学第二届工程训练综合能力竞赛暨第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛竞赛项目：“S”型赛道场地竞赛成员：张伟鑫、古剑峰、冯燕柱学院：机械与电气工程学院指导老师：刘长红时间：2022年10月12日要我们对小车分别进行机械设计、工艺方案设计、经济成本分析、以及工程管理方案设计等。

其中，机械设计包括方案设计及修改、机构运动分析以及机构力分析等。

重物下落，通过滑轮机构把重物产生的拉力减半，并沿着与重物连接的细线传递到绕线轴中，从而传递到同轴的传动机构中，通过一定传动比的传动机构将转动速度加大，并把动力传到同轴的驱动轮驱使小车前行。

另外，传动机构也把动力传递给转向机构支持小车前轮转向，从而实现小车自动规避障碍物。

小车的功能分析图如下。

图3小车功能分析图2/433）要实现把滚轴的回转运动转换为前轮转向轴的水平滑动，且前轮的左右摆幅相同，实现小车前轮的转向问题，要且保证传动的准确配合。

4）将连续转动变为周期性摆动，可选择的机构很多，从机械设计的高效率和结构简单原则上作对比，在考虑好安装精度，传递效率、结构复杂程度以及成本高低后，选择相应的机构。

2.1.4微调机构1）微调机构一般配合转向机构存在，通过调节转向机构的尺寸信息以适应不同间距的比赛条件。

2）一台小车至少含有一个粗调装置和一个微调装置为宜，以做到快速并精确调整。

3）需通过多次试验确定最佳微调位置对应的最佳路线。

4）结构简单，调整方便。

2.2方案比较根据小车上各个机构进行比较，主要从原动机构、传动机构、转向机构和微调机构四个方面展开。

2.2.1原动机构方案一：捆绑着重物的细绳绕过定滑轮后被捆绑在绕线圈上并与绕线圈缠绕。

重物下降，捆绑着重物的细线绕过定滑轮，带动与后轮轴同心的绕线圈转动，进而驱动后轮转动和传动机构工作。

绕线轴呈锥形。

方案二：捆绑着重物的细绳分别绕过定滑轮和动滑轮后被捆绑在绕线圈上并与绕线圈缠绕。

目录1 结构设计………………………………………………………… 1.1 结构组成………………………………………………… 1.2 工作原理…………………………………………………装2 力学分析……………………………………………………… 2.1 运动分析………………………………………………… 2.2 动力学分析……………………………………………… 2.3 强度校核………………………………………………… 3 材料及成本分析……………………………………………… 4 参考文献…………………………………………………………订线报告书 辽宁工程技术大学 科技方法训练 报告书1 结构设计1.1 结构组成该车有两部分组成，分为前车身和后车身，前车身放配载荷，后车身为驱动车身。

其结构如图装订构件 1-9 构成车身的框架，其中 4,5,6 的作用是使车身稳定，构件 10 为支架，为重物 下落提供一定高度， 构件 11 的作用是重物下落时使构件 10 能稳定存在， 不发生倾斜。

1.2 工作原理重力势能转化为动能，重物由支架顶端下落，联接重物的绳子被拉伸，绳子通过滑轮 绕在轴上，绳子拉伸带动轴转动，小车产生动能。

当重物下落到小车框架上是，由于线框架有空隙，重物会落在地上，这时后车身由于重物的原因停止前进，前车身由于惯 性将继续前进，但是小车减小了摩擦阻力，走的更远。

2 力学分析2.1 运动分析驱动r1 r2>>r3, 转矩 M= f ⋅ R ,轮的转矩 M = f ⋅ R ，初始时摩擦力为静摩擦第1页报告书 辽宁工程技术大学 科技方法训练 报告书 力，为了使小车运动，原动力 f 要大于最大静摩擦力，拉力 F 一定 转矩 MM1 = F ⋅r1 ，轮的= f ⋅ R ， f1 越大，原动力 f1 越大， f1 越大，初始角加速度就越大，转动的就越快车启动的就快。

运动时，M 物 g= F +m 物 a 线+ F 阻, 随着速度增加，F 阻先减f 小，a 线增加， a 轮增加，轮的转矩 M 增加，原动力 2 与 F 成正比，F 增加；也就装是说 F 与 a 线的变化一致，随着速度增加， F 阻逐渐增加， a 线减小， F 减小，轮 的转矩M = f ⋅ R ， M 2 = F ⋅r2 ，原动力 f 2 与 F 成正比的比例减小，那么 f 2 减小的r f f 更多，逐渐等于阻尼转矩，小车做匀速直线运动。

无碳小车设计方案模板篇一：无碳小车工艺设计报告模板篇二：无碳小车工程管理方案设计第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛工程管理方案设计总 2 页产品名称零件名称第 1 页无碳小车编号：生产纲领生产批量600 台/年 50 台/月1、工程管理方案概述（1）针对 600 台/年的生产纲领，即 50 台/月，为小批量生产。

装（2）轴类零件采用车削加工；齿轮采用线切割机床进行加工；车轮采用车削、铣削加工；底盘及各类支架采用铣削加工；装配调试由钳工完成；标准件外购。

（3）根据实际生产数量的要求，确定每月生产零件的件数（每个零件的数量要比成品数量多），并根据此数据来确定所需购进材料数量。

2、生产过程组织（1）生产过程空间组织形式：针对 600 台/年的生产方式，生产组织既要保持较好的连续性，又要有一定的柔性考虑，空间组织的设施布置选择为学校名称：山东大学工程训练中心成组流水线。

①确定生产节拍，零件月产 50 件，按照一个月工作 22 天，每天一班工作 8 小时，时间利用率设为 90%，计算该零件的生产节拍为：订 190min/件；②由 600 台/年的生产纲领确定流水线生产设备数量。

（2）生产过程时间组织形式：根据小车零部件的加工及装配工艺选择分散及顺序加工，集中装配的生产组织形式。

3、主要设备资源配置由 600 台/年生产工艺确定生产的设备数量：车床 2 台，铣床 2 台，线切割机床 1 台，台钻床 1 台，钳工工作台 1 台。

4、人力资源配置线人员配置为：设计工艺 1 人，计划生产管理1 人，采购 1 人，车工 2 人，数控铣工 2 人，线切割操作工 1 人，钳工 1 人，检验 1 人，包装入库 1 人。

车间内部人员组织形式按设备工艺特点分布。

单件小批量大多采用通用设备，手工操作的比重较大，操作人员技能水平对产品质量与加工效率影响较大，故人员安排较为灵活，并尽可能培养多面技能操作员工。

-1-总 2 页第二届全国大学生工(转载于: 小龙文档网:无碳小车设计方案模板)程训练综合能力竞赛第 2 页无碳小车编号：生产纲领生产批量600 台/年 50 台/月工程管理方案设计产品名称零件名称5、生产进度计划与控制装生产过程：产品设计及工艺—生产计划—采购(毛坯，工具，工装，标准件)—毛坯入厂检验—生产车间—过程检验—装配—终检—包装—入库。

无碳小车无碳小车设计说明◆构架部分◆转向部分◆驱动部分◆细节零件部分◆制造材料(一)构架部分整个车身基本由支架构成，重物下落处由细绳织成网，同时还能起到减轻因碰撞而损失能量的作用。

2.重物落差0.5米，物重1kg.3.车身为梯形结构4.载重物置于梯形原动轮正下方，即车的中心部分，由支架固定，这样一方面为了保持车身的平衡，另一方面为了节省空间，使车身体积尽可能的小。

(二)驱动部分1.驱动原理绳的拉力为动力，将物块下落的势能尽可能多的转换为小车的动能，进而克服阻力做功，推动小车。

设计梯形原动轮r,带轮传动比为i=4,后轮驱动轮半径为r4=30mm,重下落加速度为a1,车前进加速度为a2,则对重物受力有：T-mg=ma1忽略其它微小因素，力矩平衡有（设车前进的驱动力为F）Tr=iFr4设路面对车的摩擦力为f,车身重为M（粗略估计M=3Kg）,摩擦系数取0.02则f= μMg F-f=Ma2故使重物先做变加速运动，然后做变减速运动，小车先加速后匀速最后减速，且最后减速过程为减小重物下落到最低点时与车身发身碰撞损失能量，所以使当物块距小车很近时，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动，重物减速下落，车减速继续前进。

可设车减速的加速度为a,为使小车下落后不脱离车身，则如上图受力分析知α<=1°即加速度a 2>=-0.17m/s ,故由以上推理可设计r max = 30mm r min = 5mm r 中 =10mm2. 梯形原动轮1) 在起始时原动轮的转动半径较大，起动转矩大，有利起动。

2) 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。

3) 当物块距小车很近时，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动，但是由于物块的惯性，仍会减速下降，原动轮的半径变小，总转速比提高，小车缓慢减速，直到停止，物块停止下落，正好接触小车3. 带轮传动80mm1)主动轮半径 R1=40mm 厚度d1=10mm从动轮半径 R2=10mm 厚度d2=10mm2)为尽可能减小因带传动时摩擦做功消耗能力，故带轮传动设计为同步带传动，同时为尽可能减轻车身重量，带轮由工程塑料加工制成。

无碳小车设计方案模板篇一：无碳小车工艺设计报告模板篇二：无碳小车工程管理方案设计第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛工程管理方案设计总 2 页产品名称零件名称第 1 页无碳小车编号：生产纲领生产批量600 台/年 50 台/月1、工程管理方案概述（1）针对 600 台/年的生产纲领，即 50 台/月，为小批量生产。

装（2）轴类零件采用车削加工；齿轮采用线切割机床进行加工；车轮采用车削、铣削加工；底盘及各类支架采用铣削加工；装配调试由钳工完成；标准件外购。

（3）根据实际生产数量的要求，确定每月生产零件的件数（每个零件的数量要比成品数量多），并根据此数据来确定所需购进材料数量。

2、生产过程组织（1）生产过程空间组织形式：针对 600 台/年的生产方式，生产组织既要保持较好的连续性，又要有一定的柔性考虑，空间组织的设施布置选择为学校名称：山东大学工程训练中心成组流水线。

①确定生产节拍，零件月产 50 件，按照一个月工作 22 天，每天一班工作 8 小时，时间利用率设为 90%，计算该零件的生产节拍为：订 190min/件；②由 600 台/年的生产纲领确定流水线生产设备数量。

（2）生产过程时间组织形式：根据小车零部件的加工及装配工艺选择分散及顺序加工，集中装配的生产组织形式。

3、主要设备资源配置由 600 台/年生产工艺确定生产的设备数量：车床 2 台，铣床 2 台，线切割机床 1 台，台钻床 1 台，钳工工作台 1 台。

4、人力资源配置线人员配置为：设计工艺 1 人，计划生产管理1 人，采购 1 人，车工 2 人，数控铣工 2 人，线切割操作工 1 人，钳工 1 人，检验 1 人，包装入库 1 人。

车间内部人员组织形式按设备工艺特点分布。

单件小批量大多采用通用设备，手工操作的比重较大，操作人员技能水平对产品质量与加工效率影响较大，故人员安排较为灵活，并尽可能培养多面技能操作员工。

-1-总 2 页第二届全国大学生工(转载于: 小龙文档网:无碳小车设计方案模板)程训练综合能力竞赛第 2 页无碳小车编号：生产纲领生产批量600 台/年 50 台/月工程管理方案设计产品名称零件名称5、生产进度计划与控制装生产过程：产品设计及工艺—生产计划—采购(毛坯，工具，工装，标准件)—毛坯入厂检验—生产车间—过程检验—装配—终检—包装—入库。

课程设计报告书题目：无碳小车的设计系部：机制专业：机械设计制造及自动化班级: 11级姓名:徐明杨鑫王书安指导教师:莫xx 机械设计程设课计任务书一、设计题目无碳小车的设计1.设计布置方案1 无碳小车示意图功能设计要求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。

该无碳小车在前行时能够自动避开赛道上米，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒）。

机械设计课程设计任务书1.前言本次课程设计的内容是起重机传动装置的设计，主要内容是综合运用机械课程和其他所学课程的知识，通过对减速器的设计来熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力，从而进一步巩固，加深和开阔所学知识。

同时通过设计计算，绘图及运用技术标准，规范，设计手册等有关资料，熟练掌握公式编辑器，AutoCAD 绘图，MATLAB 计算编程，CATIA 绘图的能力，掌握全面的机械设计技能。

本文在完成设计任务的前提下，编写了大量的MA TLAB 程序，以及用CA TIA 绘制了部分三维模型，为下一步的深入研究，减速器数据库的设计，三维建模提供了保障条件。

2设计任务2.1设计题目：无碳小车的设计 2.1.1设计布置方案图1 无碳小车示意图2.1.2设计要求以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车。

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。

该无碳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）。

2.1.3已知条件（1）重力势能为5焦耳； （2）g=10m/s 2；（3）重块（￠50×65 mm ，普通碳钢）重量为1KG 铅垂下降来获得，落差400±2mm ；. （4）重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。

2.1.4设计功能要求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。

无碳小车设计报告小车功能设计要求设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换来的。

给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为1Kg的重块（￠50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差400±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许从小车上掉落。

图1为小车示意图。

图1：无碳小车示意图要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此重力势能转换获得，不可使用任何其他的能量来源。

要求小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。

要求小车为三轮结构，具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。

竞赛小车在前行时能够自动交错绕过赛道上设置的障碍物。

障碍物为直径20mm、高200mm的多个圆棒，沿直线等距离摆放。

以小车前行的距离和成功绕障数量来综合评定成绩。

见图2。

图2：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图（1）车架设计减轻小车质量，在保证小车运动平稳的前提下尽可能的减小车身的重量，在4J的重力势能的前提下尽量减少损耗，让更多的能量转化为小车的动能，进而行驶更远的距离。

车架不用承受很大的里，精度要求低。

考虑到重量加工成本等，车架材料选用有机玻璃制作成三角底板。

（2）原动机构原动机构的作用是将重块的重力势能转化成小车的驱动力。

就效率和简洁性来看，我选择的是轮绳。

小车对原动机构还有其他的具体要求。

1.驱动力适中，不至于小车转弯时速度过大倾翻，或重块晃动厉害影响行走。

2.达到终点前重块竖直方向的素的尽可能小，避免对小车过大的冲击。

同时使重块的动能尽可能的转化到驱动小车前进上，如果重块竖直方向的速度较大，重块本身还有较多的动能未释放，能量利用率不高。

3.由于不同的场地对轮子的摩擦可能不一样，在不同的场地小车需要的动力也不一样。

因此原动机构还需要根据不同的需要调整其驱动力。

基于以上分析，制作可调的输出驱动力绳轮原动机构，如下图所示。

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本科毕业设计题目：绿色小车学院：姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化年级：指导教师：职称：讲师二0一一年五月摘要本设计是依据课题要求“绿色小车”，即提出一种“无碳”的方法，带动小车的运行，即给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转化为机械能并用来驱动小车行走的装置。

该小车再前行时能自动避开赛道上设置的障碍物（每隔1米，放置一个直径为20mm,高为200mm的弹性障碍圆棒）。

此模型的最大特点是将重力势能转化为齿轮的转动，进而根据大小齿轮的啮合带动驱动轮和转向轮，从而按照规定的路线完成任务。

本文将对绿色小车模型设计过程，结构功能特点进行详细的介绍。

关键词：绿色小车；无碳；势能转化AbstractThe design is based on the requirements of the subject of "green car", that proposes a "carbon-free" approach, driven the car running, that is, given a potential energy, according to energy conversion principles, the design of a gravitational potential energy can be transformed into the mechanical energy and used to drive the car to walk the device. The car then before the line can automatically avoid obstacles on the track set (every 1 m, placed a diameter of 20mm, 200mm flexible high barrier for the rod.) Most important feature of this model is transformed into gravitational potential energy of the rotation gear, thereby driving under the size of the meshing gear wheel and steering wheel, and thus complete the task in accordance with the provisions of the route. This paper will model green car design process, structure and function of the characteristics described in detail.Key words: Green car; Non-carbon; Potential energy into目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2车用能源的发展趋势 (1)2 绿色小车总体设计及其运动原理 (2)2.1课题目的及其要求 (2)2.2小车总体设计及其运动原理 (3)2.3设计参数的计算及小车外形尺寸的确定 (4)2.3.1 理论行驶距离估算 (4)2.3.2 小车车轮及外形的材料和尺寸的确定 (4)3 小车设计的运动参数计算 (5)3.1主要运动参数计算 (5)3.2原动轴绕线部分设计及计算 (7)3.3运动及运动力参数计算 (8)4 小车主要零件的设计与计算 (9)4.1齿轮1与齿轮2的设计 (9)4.1.1 选择齿轮材料、精度等级、齿轮数选择 (9)4.1.2 按齿根弯曲疲劳强度设计 (9)4.1.3 校核齿面接触疲劳强度 (11)4.2齿轮3和齿轮4设计 (11)4.2.1 选择齿轮材料、精度等级、齿轮数选择 (11)4.2.2 按齿根弯曲疲劳强度设计 (11)4.2.3 校核齿面接触疲劳强度 (12)4.3轴设计 (12)4.3.1 原动轴(2轴)设计 (12)4.3.1.1 选择轴的材料 (12)4.3.1.2 求出轴上的功率、转速和转矩 (12)4.3.1.3 轴的初估计算 (12)4.3.1.4 轴上零件的周向定位 (14)4.3.1.5 确定轴上圆角和倒角尺寸 (14)4.3.1.6 根据轴的结构作出轴的计算简图（图8） (14)4.3.1.7 按弯扭合成应力校核轴的强度 (15)4.3.1.8 精确校核轴的疲劳强度 (16)4.3.1.9 绘制原动轴的工作图（附录） (18)4.3.2 驱动轴（1轴）设计 (18)4.3.2.1 轴的材料选择 (18)4.3.2.2 求出轴上的功率、转速和转矩 (18)4.3.2.3 轴的初估计算 (18)4.3.2.4 轴上零件的周向定位 (19)4.3.2.5 确定轴上圆角和倒角尺寸 (19)4.3.2.7 校核轴的强度 (21)4.3.3 转向机构的设计及计算 (22)4.3.3.1 转向机构有关计算 (22)4.3.3.2 曲轴（3轴）设计 (23)4.3.4 支承轴（4轴）设计 (29)4.4滚动轴承的校核 (29)4.5键强度校核 (29)4.5.1 原动轴上键的校核 (29)4.5.2 驱动轴上键的校核 (30)4.5.3 曲轴上键的校核 (30)5 设计小结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1绪论1.1引言1．“环保在身边之‘无碳生活’”一贴在东楚网黄石新闻网发出后，众多网友纷纷跟帖只招，倡导“无碳生活”。