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无碳小车设计说明书小组成员：指导教师:学校：一. 设计思路：1.根据设计要求，为达到无碳小车走8字形轨迹重叠的目的，无碳小车应具备重力势能的转换和周期性的转向的功能，即小车分为传动机构和导向机构两部分。
其中传动机构要求能量损耗少、传动比精确，故优先选用齿轮和皮带轮传动。
导向机构要求方向控制度高、摩擦损失小，选用凸轮直线滑块机构。
2.为减轻车身质量同时保证小车刚度要求，小车采用尼龙作为底板材料，上面安装轴承座以支撑输入轴、驱动轴、吊挂重物的立杆等，小车导向机构中的滑块也需固定在底板上。
4.通过计算并确定两齿轮的传动比i，并实现小车驱动轮每行走i个周长长度，转向机构运动实现一个周期，小车也行走一个完整的8字路线。
为了使小车适应不同间距桩，我们采用凸轮机构，控制小车走重叠的8字，使得小车的工作效率更高。
二. 工作原理：当重物下落时，细绳绕过立杆定滑轮带动驱动后轮上面的绕线轮，驱动中间齿轮转动驱动后轮前进，同时通过齿轮啮合传动带动凸轮旋转，带动转向前轮周期性左右转向，从而实现小车在前进过程中自动转向。
这样小车便能在重力势能驱动下沿着“8”形路线前进，并能自动绕过障碍物。
三、设计说明我们可以将小车行走路线简化为余弦曲线和两段圆弧来处理，通过小车的传动比以及驱动轮的大小我们可以计算出该余弦曲线的幅值，可计算出小车的出发点，我们将小车出发位置定在向左转弯的圆弧中点。
我们以绕8字的两个桩位置方向为X轴，在水平面内垂直于X轴为Y 轴方向，通过计算桩间距，障碍物距离，传动比，驱动轮周长可以得出确定曲线方程，通过数学知识我们可以得出小车在出发点的前轮偏向角度（即凸轮角度），偏向角度可以适当调节。
由此我们便可以得出小车出发时垂直摆桩方向的距离以及此时小车前轮的偏向角度，从而确定小车的理论出发位置。
四、设计总结对于大赛给定的命题，重力势能转换为机械能的能量转换原理是设计的重点之一，小车动力传动结构和摩擦传动装置的设计是最重要的部分。
本科毕业设计无碳越障小车设计题目：无碳越障小车设计学生姓名：学号：院（系）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：指导教师：职称：二零一五年五月摘要随着全球经济的飞速发展，能源消耗的不断加剧，新能源的研发与节能环保产品的研制，如无碳小车的开发与研制具有十分重大的意义。
根据题目要求，拟定了8字形无碳越障小车的总体设计方案，通过机械设计和分析计算，完成了无碳越障小车的结构设计，绘制了装配图和部分主要零件图，通过pro/E模拟仿真验证了预定功能，并制作出了实体样机，通过实体样机的演示达到了预定功能。
关键词：无碳越障小车；环保；机械设计ABSTRACTWith the rapid development of global economy, energy consumption increasing, the development of new energy and energy conservation and environmental protection products, such as a carbon-free car development has an extremely greatt significance. According to the topic request, formulate the figure 8 carbon-free obstacle the car's overall design, through the mechanical design and analysis calculation, completing the obstacle-surmounting car without carbon structure design, drawing the assembly drawing and part of the main parts drawing, verifing the reservation function by pro/E’s simulation and making the physical prototype, finally reached the required function by the entity prototype presentation.Key words：carbon-free car; environmental protection;the mechanical design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论.....................................................................................................................................................- 1 -1.1 课题的背景 (1)1.2 课题的基本内容及研究意义...................................................................................................- 2 -1.3 课题拟采用的研究方法与手段...............................................................................................- 4 -2 无碳越障小车机构方案设计 (5)2.1 任务分析 (5)2.2 机构设计总功能分解及功能元解 (5)2.3 机构方案设计的基本原则 (6)2.4 原动机构的分析 (6)2.4.1重物锥台轮机构功能元解的优缺点 (6)2.4.2重物飞轮机构功能元解的优缺点 (7)2.4.3发条弹簧机构功能元解的优缺点 (7)2.4.4橡皮筋结构功能元解的优缺点 (7)2.5 传动机构的分析 (8)2.5.1齿轮传动机构功能元解的优缺点 (8)2.5.2皮带轮传动机构功能元解的优缺点 (8)2.6 行走机构的分析 (9)2.6.1后双轮差速驱动功能元解的优缺点 (9)2.7 转向机构的分析 (9)2.7.1凸轮推杆机构功能元解的优缺点 (9)2.7.2曲柄摇杆机构功能元解的优缺点 (10)2.8 总体方案的确定 (10)2.8.1辅助机构之车架机构的分析 (10)2.8.2控制机构之微调机构的分析 (11)3 无碳越障小车机构设计 ..............................................................................................................- 12 -3.1 原动机构的设计.....................................................................................................................- 12 -3.1.1重物支撑架的设计........................................................................................................- 12 -3.1.2滑轮的设计....................................................................................................................- 12 -3.1.3飞轮的设计....................................................................................................................- 14 -3.2 传动机构的设计.....................................................................................................................- 14 -3.2.1齿轮的设计....................................................................................................................- 15 -3.2.2前后轮的设计................................................................................................................- 16 -3.2.3小车转弯状态分析及前后轮偏距的设计 ....................................................................- 17 -3.2.4传动轴的设计................................................................................................................- 20 -3.3 转向机构的设计.....................................................................................................................- 20 -3.3.1凸轮的设计....................................................................................................................- 21 -3.3.2推杆机构的设计............................................................................................................- 22 -3.4 无碳越障小车部分零件的设计.............................................................................................- 24 -3.4.1无碳越障小车底板的设计............................................................................................- 24 -3.4.2无碳越障小车支架的设计............................................................................................- 25 -4 无碳越障小车的制作...................................................................................................................- 26 -4.1 三维建模与运动仿真.............................................................................................................- 26 -4.2 部分零件的加工制作 (27)4.2.1前轮叉架的加工制作....................................................................................................- 27 -4.2.2前轮的加工制作.......................................................................................................... - 28 -84.3 无碳越障小车的装配与调试 (28)结论..........................................................................................................................................................- 30 - 参考文献 ................................................................................................................................................- 31 - 附录..........................................................................................................................................................- 32 - 致谢..........................................................................................................................................................- 35 -1 绪论1.1课题的背景]1[无碳越障小车设计是全国大学生工程训练综合能力竞赛的题目。
无碳小车设计说明设计说明：无碳小车设计背景：现在的交通工具使用化石燃料作为能源，不仅对环境造成了严重的污染，还加剧了全球变暖的问题。
为了解决这个问题，设计了一种无碳小车，它使用清洁能源作为驱动力，减少对环境的污染。
设计目标：1.使用清洁能源作为驱动力，减少对环境的污染。
2.提供舒适的乘坐体验和良好的操控性能。
3.具备足够的续航里程和快速充电功能。
4.物理结构紧凑，方便停放和携带。
5.引入智能控制系统，提供高效的安全性和智能交互。
设计特点：1.清洁能源驱动：无碳小车使用电能作为驱动力，充电器可使用太阳能或者风能进行充电，以减少对传统能源的依赖。
2.舒适性和操控性能：小车配备高质量的悬挂系统和减震系统，确保乘坐舒适性。
此外，小车采用电动驱动系统，提供平稳加速和操控性能。
3.续航里程和快速充电功能：小车配备高效的电池系统，提供足够的续航里程，以满足日常通勤需求。
同时，可支持快速充电功能，短时间内充电至80%以上。
4.紧凑的物理结构：小车采用紧凑的物理结构设计，尺寸较小，方便停放和携带，适合城市环境使用。
5.智能控制系统：小车配备智能控制系统，包括导航系统、安全辅助系统和智能交互界面。
导航系统可以提供最佳路线规划和实时交通信息，安全辅助系统可提供驾驶员警示和自动刹车等功能，智能交互界面可以通过语音或手势控制实现乘坐舒适性和便利性。
实施方案：1.动力系统设计：小车采用纯电动驱动系统，电池系统采用高能量密度的锂离子电池，以提供足够的续航里程。
充电器可以使用太阳能充电板或风力充电机，充电时间约为4小时。
2.悬挂系统设计：小车配备高质量的悬挂系统，以提供舒适的乘坐体验。
采用独立悬挂设计，可根据路面情况自动调节减震幅度。
3.控制系统设计：小车配备智能控制系统，包括中央控制单元、传感器和执行器。
中央控制单元接收传感器数据，并将其转换为相应的控制信号，通过执行器实现对小车的控制。
该系统可以提供导航、安全辅助、车辆诊断等功能。
毕业设计(论文)S型无碳小车的设计教学单位：机电工程学院专业名称：机械设计制造及其自动化学号：学生姓名:指导教师:指导单位：机电工程学院完成时间：2016年3月20日ＸＸＸＸ学院教务处制发无碳小车的设计与实现摘要本文围绕无碳小车的设计，以全国大学生工程训练综合能力竞赛的竞赛命题为核心，系统地说明了符合比赛要求的无碳小车从设计构思到参数计算以及最后的加工装配的设计思路和步骤。
主要介绍了无碳小车的机械机构构成、技术参数、零件机械加工工艺、小车零部件的加工方式与加工装配。
无碳小车主要由车体、驱动机构、传动机构、转向机构和微调机构六个机械结构组成，其中转向机构为无碳小车实现行驶S型轨迹的机构，是无碳小车核心机构。
该小车的转向机构根据正弦机构的原理，在正弦机构的基础上优化和修改而来。
而微调机构则是用于调整转向机构的周期，使小车的行驶轨迹能够根据实际需要而改变。
转向机构和微调机构的设计是无碳小车设计最为重要的一部分，是实现竞赛命题的要求的核心机构。
在小车加工调试完成后，经过验证小车的设计与制造符合竞赛命题的性能要求。
通过这次设计，增强了我们的综合能力，并真正能把所学知识真正用在工作和生活中。
关键词:无碳小车；正弦机构；单轮驱动；机械加工Design and Implementation ofcarbon-free VehicleAbstractThis paper focuses on design of carbon-free vehicle, contest of the national competition for engineering training college students comprehensive ability as the core system that meets the game requirements, parameter calculation and carbon-free vehicle from design concept to final design idea and steps of processing and assembling. Introduces carbon-free vehicle for mechanical structure, technical parameters and machining of parts, car parts and processing method and processing and Assembly.Carbon-free vehicle is mainly driven by the body, body, transmission, steering gear, trimmer bodies consists of six mechanical structure, including steering mechanism for carbon-free car bodies to achieve s-bend, that is carbon-neutral core trolley Agency. The car's steering mechanism based on the principle of sine mechanism, in sine mechanism based on optimization and modification. And fine-tuning is used to adjust the steering mechanism of the period, the car of course can change according to the actual need. Steering mechanisms and fine-tuning mechanism is designed to be carbon-free car design is the most important part of is the core institutions meet the contest requirements.Processing in the car after debugging is complete, proven performance of car design and manufacture meet the contest requirements. Through this design enhances our overall ability and really can really use what they have learned in work and in life.Key words: carbon-free vehicle; sine mechanism; Single-wheel driving; machining全套设计，请加12401814目录1 绪论 (4)1.1无碳小车越障竞赛命题要求 (4)1.2无碳小车越障竞赛环境 (4)1.3设计和加工思路 (5)1.4本设计的意义 (5)2 机械结构设计 (7)2.1车体 (7)2.2原动机构 (9)2.3传动机构 (9)2.4转向机构 (10)3 技术设计 (13)3.1小车齿轮齿数比的计算 (13)3.2运动学模型 (14)3.3后轮半径与绕线轮半径计算 (15)3.4标准件及其材料件列表 (15)3.5确定非标准件的零件尺寸 (16)3.6小车整体装配效果图 (17)4小车的加工装配以及调试 (18)4.1需要自行加工的零件及加工方法 (18)4.1.1使用亚克力板作为加工原材料的工件 (18)4.1.2使用铝合金作为加工原材料的工件 (19)4.1.2使用45号钢作为加工原材料的工件 (19)4.2小车的装配 (19)4.3小车的调试 (20)5 结果评价分析 (22)5.1小车设计结果 (22)5.2小车设计方案的优缺点 (22)5.3改进方向 (23)参考文献 (24)附录 1小车数学模型方程 (25)1 绪论当今社会人类活动对自然的污染越加严重，寻求清洁能源的行动势在必行。
无碳小车设计说明书目录一、本作品的创新与特色简介；二、设计方案拟定；三、动力与传动方案的设计、计算与分析；四、动作执行机构的设计、计算与分析；五、其它设计计算与说明，设计总结；一：本作品的创新与特色简介；①所有的动力来自载荷重物，所纯机械结构，无碳排放；②在转向方面，采用内凸轮连杆机构，使得转向的角度、时间更加精确，并辅助以有图的可调机构，是转向调节更加明确。
③在重物下落阶段，增加了一动滑轮，使得做功行程加长，并合理的利用了扭矩。
④绕桩曲线部分的轨迹无需精确的计算出，由上图的机构可在完成后对中间连杆进行调试，已达到目标要求。
二：设计方案拟定；小车的方案设计关键在于传动部分与转向部分。
①传动部分；传动部分的问题在于是用什么进行传动，齿轮、带轮、直接驱动等。
最后结合传动的效率、制作的难易程度，最终确定了采用二级齿轮进行传动，如有图所示。
此方案的优点在于，以中间轴为主动轴，以小于1的传动比带动后轮，再以大于1的传动比带动凸轮轴，这样就很好的解决了行驶路程与转向周期间的关系，并且将传动比控制在合理数值内。
另外，以一个动滑轮来增加做功行程，减小瞬时扭矩，使小车前进平缓。
缺点在于，采用了二级齿轮组，使得摩擦耗能增加，机械效率降低。
②转向部分；转向部分在于采用什么机构，最大的争议在于是采用内凸轮还是外凸轮。
最终确定是采用内凸轮连杆机构。
原因在于采用外凸轮的话需要在连杆的回程部分提供一个力——增加一个弹簧；如果这样的话，可能会因为的弹簧的弹性系数，及位置的放置问题上增加设计的难度。
而采用内凸轮的话就不存在这些问题，不过增加了整体的重量，但这可以通过将凸轮在合理的条件下将其镂空来解决。
为了使后期调整时有更大的可能性，因此在连杆部分采用了右图的结果，如此便可以使小车的转向更加的准确。
③材料方面；除了前后轮采用有机玻璃之外，其余的材料都采用铝材。
底板：厚3mm的铝板，300*160*3.后轮：直径160的有机玻璃，厚5mm。
北华航天工业学院第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛无碳小车设计说明书参赛者：夏洪伟孙传远肖洋指导老师：韩伟娜第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛无碳小车设计说明书参赛者：夏洪伟、孙传远、肖洋指导老师：韩伟娜目录第1章方案设计..................................................................................................... - 1 -1.1 车架................................................................................................................ - 3 -1.2 原动机构...................................................................................................... - 3 -1.3 传动机构...................................................................................................... - 4 -1.4 转向机构........................................................................................................ - 7 -1.5 行走机构........................................................................................................ - 9 -1.6 微调机构........................................................................................................ - 9 -第2章技术设计................................................................................................... - 11 -2.1运动学分析模型........................................................................................... - 11 -2.2参数确定....................................................................................................... - 13 -2.3零部件设计................................................................................................... - 13 -附录................................................................................................................... - 15 -第1章方案设计通过对小车的功能分析，“无碳小车越障竞赛”通常主要由车体、能量转换、传动和转向等部分组成。
无碳小车设计说明书一、基本构思通过对小车的功能分析小车需要完成重力势能的转换、驱动自身行走、形成固定路线。
在小车行走时尽量较小摩擦，实现能量较大化的转换。
而且需要灵活绕过障碍物。
在选择方案时综合考虑功能、材料、加工、制造成本等各方面因素，同时尽量避免直接决策，减少决策时的主观因素，使得选择的方案能够综合最优。
二、驱动机构1.通过重物自由下落，将重力势能转化为动能，由重物下落带动绕线轮转动，从而实现能量的转换。
2.为了增加下车的稳定性，在设计重物支撑杆时采用了三根杆，这样在小车转弯的时候控制重物左右摆动的角度。
3.在设计绕线轮时综合考虑到，要让小车跑的稳定，能轻松启动，而且跑得更远，设计成一个半径较小的二阶的绕线轮。
4.为了增加美光和方便，将固定线直接套在轴上，这样减小工作量，而且更美观更便捷。
三、传动机构1.重物的下落通过绕线轮（黄色）带动主动轴转动，然后通过二级齿轮（红色）将动力传递到后轮从动轴，从而驱动后轮转动。
2.二级齿轮实现对能量的储存。
四、转向机构（绿）1.转向机构采用偏心轴+曲柄、连杆机构（蓝色）。
U型槽的圆周运动通过连杆转化为曲柄的前后摆动，从而实现小车前轮的摆动。
（具有简单、高效、摩擦力小、能量损耗小的特点）2.还有可以无极可调。
这实现了创新，也非常符合比赛规则。
五、车身及其后轮等其他机构1.将其中的一个后轮变为从动轮，保证了小车的正常运行，而且增加差速，让下车启动更加轻松容易，跑的的也更加稳定。
2.降低了底板的高度，增加了小车的稳定性3.支撑杆支座的设计，采用尼龙，使车身更轻，更加美光。
4.后轮选用亚克力板，在车轮三割去三个圆形快，减轻车身重量，强度达到要求，美观实用。
目录前言第1章、绪论 (4)1.1 参赛主题 (4)1.2 功能分析 (4)1.3 设计方法 (4)第2章、轨迹和行走机构选型与计算 (6)2.1 轨迹和行走机构选型 (6)2.2 轨迹参数计算 (7)第3章、控制机构选型与计算 (10)3.1 控制机构选型 (10)3.2 放大机构的设计 (12)3.3 凸轮的设计 (13)第4章、传动机构选型与计算 (16)4.1 传动机构选型 (16)4.2 齿轮系的设计 (16)4.2 尺寸参数校核 (17)第5章、动力机构选型与计算 (19)5.1 绕绳轮安装位置分析 (19)5.2 力分析 (20)5.3 前轮转向阻力矩的计算 (23)5.4 弹簧劲度系数的计算 (23)5.5 尺寸参数的获取 (23)5.6 质量属性参数的确定 (26)5.7 参数的计算 (27)5.8 绕绳轮最大半径的确定 (29)第6章、微调机构简介 (30)第7章、误差分析与效率计算 (31)7.1 误差分析 (31)设计误差 (31)参数误差 (31)加工与装配误差 (31)7.2 传动效率的计算 (32)动力机构效率的计算 (32)传动机构效率的计算 (33)控制机构效率的计算 (34)第8章、仿真分析 (35)第9章、综合评价与改进方案 (37)9.1 综合评价 (37)9.2 改进方案 (39)第10章、参考文献 (40)第11章、附录 (40)11.1 机构运动简图与装配图 (40)11.2 小车三维装配图与爆炸图 (42)第1章、绪论1.1 参赛主题第三届全国大学生工程训练大赛的竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。
这次竞赛包含两个竞赛项目。
第一个项目与往届竞赛相同，为小车走“S”形线路绕杆。
竞赛项目二为小车走“8”字形线路绕杆。
通过商量，我们选择的竞赛项目为项目二。
1.2功能分析根据本次竞赛规定，竞赛项目二是小车在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，绕相距一定距离的两个障碍沿8字形轨迹绕行，绕行时不可以撞倒障碍物，不可以掉下球台。
无碳小车设计说明书学院：行知工学分院班级：机械132班学生姓名：学号：指导老师：完成时间： 2015 年 6 月 15 日1.绪论1.1小车的设计命题设计一种小车，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），设计时统一用质量为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。
如图1.1所示。
图1.1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学生自主完成。
1.2小车的整体设计要求小车设计过程需要完成：机械设计、工艺方案设计、经济成本分析和工程管理方案设计。
命题中的工程管理项要求综合考虑材料、加工、制造成本等各方面因素，提出合理的工程计划。
设计能力项要求对参赛作品的设计具有创新性和规范性。
命题中的制造工艺能力项要求综合运用加工制造工艺的知识。
1.3小车的设计方法在小车的设计方法上，我们借鉴了参数化设计、优化设计、系统设计等现代设计发明理论方法。
采用CAXA、SolidWorks2012等辅助软件设计。
2.设计方案2.1尺寸设计由于小车实在平面上运行，转弯半径较小，所以定小车的宽度为150mm，长度为150mm，使其能拥有更佳的灵活性。
如图2.1所示。
图2.12.2最大转角因为小车长为150mm，当绕过最大偏移距离为500mm的圆弧时能得到最大转角，如图3.2所示，即可得最大转角位26.897°.如图2.2所示。
.. 图2.2设曲柄长度为10，已知最大转角位26.897°，由图2.3所示可知可得最大偏移距离图2.3偏移距离L=10/tan（26.897°）=19.71mm2.3后轮直径设计传动机构的功能是把动力和运动传递到转弯机构和驱动轮上。
无碳小车设计说明书为响应“低碳生活”的号召，我们应该节能减排，以优化环境。
作为学生，我们更应践行。
我们通过学习和实践，以及运用机械制造的原理，物理学等等方面的知识，设计了s型的无碳小车。
我们对它进行了严密的构思与计算，并结合实际进行了材料与运动的分析。
设计思路1.根据能量守恒定律，物体下落的重力势能直接转化为小车前进的动力，此时能量损失少，所以小车前进的能量来源于重物下落过程中减少的重力势能。
2.根据小车功能设计的要求，即小车在前行时能够自动绕开赛场上的障碍物，小车运动的路线需有一定的周期性。
考虑到小车在转向时会受到摩擦等阻力的影响，让小车行走最远路程是设计要求的最优解。
3.需要进行结构的设计与成本的分析，同时也需考虑加工工艺的繁琐程度，力求产品的最优设计。
小车的原理分析及构架设计1.小车的质量要适中，以此来保证车的稳定性。
质量若太大，则会增加阻力。
2.应采取齿轮传动和连杆机构，同步带的精度不高，也可避免传动效率的低下。
3.传动的力与力矩要适中，保证加速度的适中。
4.相对运动的精度要保证，以减少摩擦，保证力量的充分利用。
5.S型的路线转弯半径要适中，保证其行程。
6.选择大小适中的轮子，轮子太大，稳步性降低。
7.采用轴承，螺纹连接，用三根圆柱支撑，以此挂系重物，转向时则采用连杆机构。
小车的转向机构转向轮及转向机构如图所示。
转向采用连杆机构传动，转向轮固定在支架上。
当齿轮转动时，带动连杆运动，根据惯性，使转动轮运动方向发生改变。
小车的驱动原理重物的牵引带动栓线轴的转动，以此带动齿轮的转动，通过齿轮的啮合带动驱动轴与齿轮的转动，使驱动轮转动，带动着小车的前进；同时也带动着摇杆的转动，使推杆左右动的同时，前后运动。
在推杆与摇杆之间，有套筒相连，保证其作圆周运动。
杆偏转，使转动轮偏转，根据驱动轮与转动轮的合运动，小车就可以走S型。
栓线处为梯形原动轮。
起始时，原动轮的转动半径较大，起动转矩大，有利起动。
其次，起动后，原动轮的半径变小，转速提高，转矩变小，和阻力平衡后作匀速运动。
无碳小车毕业设计说明书成都工业学院毕业设计(论文)()专业数控技术班次姓名指导教师成都工业学院二0一四年五月成都工业学院毕业设计(论文)摘要结合第三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”。
进行了无碳小车的虚拟设计，要求一个质量为1Kg，落差为400mm普通碳钢重块铅垂落下时势能根据能量转化原理将它转化为小车前进的动能，让小车动起来。
本设计把小车的设计分为两个阶段:方案设计、技术设计、虚拟设计。
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、行走机构五个模块，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。
我的方案为:车架采用三角形加矩形、原动机构采用了绳轮、传动机构采用直齿轮，转向机构采用曲柄连杆加摇杆、行走机构采用双轮差速驱动。
技术设计阶段我们先对方案计算了，进而得出了小车的具体参数，和运动规律。
接着应用UG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结构设计，综合考虑零件材料性能、加工工艺、成本，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;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。
关键字:无碳小车参数化设计软件辅助设计成都工业学院毕业设计(论文)AbstractCombined with the third session of the national college students' engineering training comprehensive ability competition thesis theme of "carbon-free car". To the virtual design of carbon car demand a quality of 1kg, drop of 400 mm plain carbon steel fell heavy piece of lead times can according to the principle of energy conversion convert it into the car forward momentum, let the car move.The design of the car design is divided into two stages: project design, technical design, virtual design. Through each stage of the thoroughanalysis, cengcengbaguan, as far as possible to the optimal designis our design.Scheme design stage in accordance with the requirements of car features we according to the composition of the machine (prime mover structure, driving mechanism, actuator and control part, auxiliary part)put the car into the frame, engine structure, transmission mechanism, steering mechanism, travel mechanism of five modules, carries on the modulardesign. Separately for each module design, through the comprehensive comparison choose the optimal scheme. My plan is: the frame adopts triangle and rectangle, prime mover structure adopted rope wheel, transmission mechanism adopts spur gear, steering mechanism adopts crank connecting rod and a handle, walking mechanism adopts doubledifferentialdrive.We first to scheme to calculate the technical design stage, thus obtained the specific parameters of the car, and the rule of the movement. Then the application of UG software entity modeling and part of the carmovement simulation. On the basis of physical modeling for each part has carried on the detailed structural design, considering the parts material performance, processing technology and cost, in the process of design of the car with a special focus on design methods, makes every effortthrough the analysis of the proposition to get clear and open design ideas; Design do have systemic standardization and innovation; Comprehe 成都工业学院毕业设计(论文)nsive consideration in the design of materials, processing, manufacturingcosts and other factors.Key words: carbon-free car parametric design cad software成都工业学院毕业设计(论文)目录摘要................................................................1第一章绪论.........................................................11.1本届竞赛命题主题 (1)1.2小车功能设计要求 (1)1.3小车整体设计要求 (2)1.4小车的设计方法 (2)第二章应用背景 (3)第三章总体设计 (3)3.1原理设计 (3)3.2方案设计 (4)3.2.1车架 (6)3.2.2原动机构 (6)3.2.3传动机构 (6)3.2.4转向机构 (7)3.2.5行走机构 (8)3材料分析.. .................................................. 9 3.3.4工艺方案设计. (10).................................................... 10 第四章技术设计4.1参数确定 (13)第五章三维建模 (15)5.1主要零部件图 (15)5.2整体装配图 (16)第六章机械加工工艺分析 (17)以齿轮、齿轮轴加工为例说明.................................. 17 第七章有限元分析设计与校核........................................ 24 第八章运动仿真.................................................... 27 第九章结论........................................................ 32 第十章参考文献.................................................... 32 第十一章附录..................................................... .32 第 1 页成都工业学院毕业设计(论文)第一章绪论1.1本届竞赛命题主题本届竞赛命题主题为“无碳小车”。
命题与高校工程训练教学内容相衔接，体现综合性工程能力。
命题内容体现“创新设计能力、制造工艺能力、实际操作能力和工程管理能力”四个方面的要求。
本作品设计的目的是围绕命题主题“无碳小车”，即不利用有碳能源，根据能量转换原理，利用重力势能驱动带动具有方向控制功能的小车模型。
这种模型比较的轻巧，结构相对的简单，能够成功的将重力势能转换为小车的动能，从而完成小车前行过程中完成的所有动作。
1.2小车功能设计要求给定一重力势能，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)。
并且行驶“S”型路线。
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，不允许掉落。
(图一所示)。
且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。
图 1-1 无碳小车示意图第 2 页成都工业学院毕业设计(论文)另外，小车要求采用三轮结构(1个转向轮，1个驱动轮)，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。
1.3小车整体设计要求小车设计过程中需要完成:机械设计、工艺方案设计、经济成本分析和工程管理方案设计。
命题中的工程管理能力项要求综合考虑材料、加工、制造成本等各方面因素，提出合理的工程规划。
设计能力项要求对参赛作品的设计具有创新性和规范性。
