8字无碳小车方案设计_获奖-catia-不完全齿轮设计

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8字无碳小车设计方案

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而得到的.该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1Kg 的标准砝码(￠50×65 mm，碳钢制作) 来获得4J 能量,要求砝码的可下降高度为400±2mm.标准砝码始终由小车承载，不允许从小车上掉落。

图1 为小车示意图。

图一要求小车在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。

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。

在300~500mm 范围内产生一个“8”字型赛道障碍物间距值。

重物块从距小车底板400mm 的高处下落，带动主动轴转动，使小车运动，再通过齿轮传动和转向结构，实现在转动一定周期时，小车进行方向的改变，从而实现8 字的运动轨迹。

通过对命题的分析,我们小组有了一个比较清晰的思路。

我们在网上搜集资料，对每个结构的各种方案进行了比较，再结合我们的实际情况和自己想法，最后确定了以下结构。

对于各种参数的确定，我们只要是对齿轮进行了计算，其他参数是在原有的基础上进行了修改。

在设计过程中，我们主要采用了Auto CAD、Solidworks 软件进行辅助设计。

车架受力小，精度要求低，考虑到铝板密度小，强度对于小车也足够，而且方便加工，故本次制作选择3mm 厚铝板。

由于我们是后轮单轮驱动，前导向轮与驱动轮的横向距离过大会使小车在绕行8 字时轨迹不对称, 即一个圆大一个圆小。

为避免这种情况我们将驱动轮与导向轮的横向距离取消。

原动机构是把重物的重力势能转化为小车动能的装置.要求1。

驱动力适中，不至于小车转弯时速度过大倾翻.2.启动时提供足够的加速度使小车开始行走.3.到达终点时的速度要尽可能小，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，不仅浪费了重物的动能，下落时对车架的冲击还会影响小车的运动。

“8”字形无碳小车设计

无碳小车" 8 "字型设计方案成员: 刘潇陆首成胡珈铭指导教师：孔繁征张若达2012年12月9日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，综合体现大学生机械创新设计能力、制造工艺能力、实际动手能力、工程管理能力和团队合作能力。

竞赛的目的在于激发大学生进行科学研究与探索的兴趣，加强大学生工程实践能力、创新意识和合作精神的培养。

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。

驱动小车行走及转向的动力载荷只能由给定重力势能（4焦耳）转换得到。

动力载荷按要求(Φ50×65mm,质量≤1kg,材料：普通碳钢)准备，重块落差400±2mm，并随小车一起运动时铅垂下落，不允许从小车上掉落。

竞赛小车在半张乒乓球台（长1525mm，宽1370mm）上，绕相距一定距离的两个障碍物沿8字形轨迹绕行。

绕行时不得撞倒障碍物，不得掉下球台。

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：①小车上面要装载一件外形尺寸为φ60×20 mm的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于750克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。

②转向轮最大外径应不小于φ30mm。

小车整体设计要求小车设计过程中需要完成：结构设计方案、工艺设计方案、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。

命题中的制造工艺能力项以要求综合运用加工制造工艺知识的能力为主。

结构设计方案1小车底板车架不用承受很大的力，精度要求低。

考虑到重量加工成本等，车架采用3mm的铝板加工制作下图所示的几何形状，上面的孔的位置是小车其它零件的装配位置。

“8”字循迹无碳小车结构创新设计

“8”字循迹无碳小车结构创新设计1 设计思路根据“8”字形路线小车的运动特点，小车转向轮应在一定角左右周期性摆动，根据这一原理我们采用凸轮的形式来实现这一周期性定角摆动，且选择与之相应后轮传动比来满足要求；车架我们采用方形版结构，考虑到节约加工成本，底板重量等因素，我们和加工中心进行联系，使用铝合金材料，采用较为方便的激光切割进行加工；齿轮齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大的优点，因此传动方式我们采用齿轮和动滑轮相结合；考虑到小车在运动过程中后轮会产生一定的差速，对于差速的处理，本设计采用单轮驱动。

由于驱动轮越大，滚阻系数越小，行走距离远，因此选择较大的轮驱动车体。

2 特色创新结构设计说明我们对无碳小车进行结构设计，要保证小车能稳定的进行8字行走，我们要保证各机构设计精确可靠，由于采用凸轮结构实现转向功能，则对凸轮形状的设计必须考虑周全。

另外微调机构在保证平稳前行过程中也起到极为关键的作用。

考虑到加工难度及成本，设计了单轮驱动。

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。

原动轮的半径变小，使总转速比提高。

下面主要对小车凸轮设计以及微调机构设计进行说明。

2.1 凸轮设计首先我们根据小车行走的8字轨迹形状进行凸轮的理论形状设计，如图1所示，考虑到实际加工出来的凸轮有一定的厚度，必将导致用理论形状加工出来的凸轮形状所走出来的轨迹与实际轨迹存在误差，我们通过分析，将加工出来的凸轮形状作为初步大致凸轮，然后采用调试掌握相关规律，将因凸轮厚度引起的误差采用手动磨削的方式减小到最小，反复实验，最后得到滿意的凸轮形状。

2.2 微调机构设计由于前面确定了转向采用凸轮机构换向方案，为了提高准确度，适应性，因此就必须加上微调机构，对误差进行修正。

微调机构可以采用下面两种方式（1）凸轮轴向可移动一微小位移，从而调整凸轮与推杆接触点的位置，来调节八字大小，如图2为本文所设计凸轮微调装置。

无碳小车8型设计方案

无碳小车8型设计方案
设计方案：
1. 设计理念：
- 采用无碳能源驱动，以减少对环境的污染。

- 紧凑型设计，方便通行于繁忙的城市道路。

- 注重安全性和舒适性，提供稳定的行驶和乘坐体验。

2. 外观设计：
- 车身外观简洁大方，利用轻质材料以提高车辆的能效。

- 采用流线型设计，减少空气阻力，提高行驶稳定性。

- 前脸设计简洁大方，装饰细节减少以提高能效。

3. 动力系统：
- 采用纯电动驱动，使用可充电电池作为能源。

- 采用高效电机，提供强劲动力并减少能源消耗。

- 车辆配备能源回收系统，通过制动时的能量回收降低能源浪费。

4. 内部空间设计：
- 设计舒适的座椅和腿部空间，以提供良好的乘坐体验。

- 提供足够的储物空间，满足日常旅行的需求。

- 具备智能控制系统，方便驾驶员操作车辆和乘客享受智能化服务。

5. 安全性设计：
- 配备多功能驾驶辅助系统，包括自动刹车、车道保持辅助等，提高驾驶的安全性。

- 采用坚固的车身结构和安全气囊系统，提供乘客更高的安全保护。

- 配备智能安全监测系统，实时监测车辆周围环境，避免潜在危险。

6. 其他特点：
- 具备智能导航系统，提供最短、最佳的路线规划，减少行驶时间和能源消耗。

- 安装太阳能充电板，利用太阳能为车辆充电以增加能源来源。

- 提供无线充电功能，方便用户随时充电。

以上是一个无碳小车8型的设计方案，综合考虑了环保性能、外观设计、动力系统、内部空间、安全性、智能化等多个方面的要求。

“8”字形无碳小车设计

8字形无碳小车设计项目介绍本项目是基于机械设计的课程要求而进行的设计，需要设计出一款8字形无碳小车。

该小车不仅要满足在直线上的移动，还需要具备在转弯时具备稳定性和灵活性的特性，以便在不同场合下进行应用。

设计思路总体设计在进行设计之前，我们首先确定了该小车需要满足的基本要求：8字形的结构和无碳的材质。

在此基础上，我们确定了该小车采用两个轮子，每个轮子由两个电机驱动，采用倒立式机械结构。

图1：8字形无碳小车示意图电机选型在选择电机时，我们考虑到需要一定的扭矩和转速。

我们最终选择了两款表现比较出色的电机，分别为Mabuchi RS-775WC-9517直流电机和小日本FC-280SC-20150直流电机。

这两种电机在理论测试过程中都表现出了良好的性能。

机械结构在进行机械结构方面的设计时，我们首先采用了3D建模软件绘制出了图纸。

为了增加小车的稳定性，轮子的轴距被加长，同时在两个轮子之间加了一根横杆和一个弯曲部件，以便于小车在8字形轨迹的转换时更加平稳。

图2：机械设计图控制系统在控制系统方面，我们采用了基于Arduino的控制器，并通过PID控制算法实现轮子转速的控制。

由于该小车需要进行方向控制，所以我们还加入了一个陀螺仪模块，用于感知小车的方向。

实际制作材料准备在进行实际制作之前，我们需要准备一些材料。

主要包括：电机、电池、轮胎、木板、3D打印件等。

制作过程制作过程分为三个步骤：机械部件制作、电路制作、程序编写。

1.机械部件制作我们首先按照之前的机械设计图进行部件制作，包括：底盘、支架、轮子等。

2.电路制作电路制作主要包括将电池、控制器、电机、陀螺仪等部件进行连接。

连接的过程需要注意电路接线的正确性。

3.程序编写我们编写的程序需要完成小车的运行控制、方向控制、转速控制等功能。

在编写的过程中，我们采用了PID控制算法和蓝牙控制模块，以方便我们在实验过程中及时进行数据的传输和控制。

实验结果我们通过在8字形轨迹上进行测试，将小车的运行时间、速度、稳定性等各项指标进行了测量。

八字形无碳小车课程设计

八字形无碳小车课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解八字形无碳小车的基本概念、设计原理和制作方法，通过实践活动提高学生的科学探究能力、动手能力和团队协作能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解八字形无碳小车的结构特点和运动原理。

（2）掌握无碳小车制作的材料选择、设计和组装方法。

（3）了解无碳小车在环保领域的应用和意义。

2.技能目标：（1）能够运用科学知识分析和解决无碳小车制作过程中遇到的问题。

（2）具备动手实践能力，独立完成无碳小车的制作。

（3）培养团队协作精神，学会与他人共同探讨和解决问题。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对科学的兴趣和好奇心，提高科学素养。

（2）培养学生关爱环境、珍惜资源的意识。

（3）培养学生勇于创新、克服困难的精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括八字形无碳小车的概念、设计原理、制作方法和实践操作。

具体安排如下：1.第一课时：八字形无碳小车概述（1）介绍八字形无碳小车的定义和特点。

（2）讲解无碳小车的工作原理和应用领域。

2.第二课时：无碳小车设计原理（1）讲解无碳小车的设计原则和方法。

（2）分析无碳小车的结构组成和功能。

3.第三课时：无碳小车制作方法（1）介绍无碳小车的制作材料和工具。

（2）演示无碳小车的制作过程。

4.第四课时：实践操作（1）学生分组制作无碳小车。

（2）进行无碳小车比赛，检验学习成果。

三、教学方法本课程采用讲授法、实践操作法和小组讨论法相结合的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：讲解无碳小车的相关概念、原理和制作方法。

2.实践操作法：学生动手制作无碳小车，提高实践能力。

3.小组讨论法：分组讨论制作过程中的问题和解决方案，培养团队协作能力。

四、教学资源1.教材：选用符合课程内容的八字形无碳小车教材。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生知识体系。

3.多媒体资料：制作PPT、视频等资料，直观展示无碳小车的制作过程和原理。

4.实验设备：准备无碳小车制作所需的工具和材料，如剪刀、胶带、电机等。

“8”字形无碳小车设计

无碳小车" 8 "字型设计方案成员: 刘潇陆首成胡珈铭指导教师：孔繁征张若达2012年12月9日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，综合体现大学生机械创新设计能力、制造工艺能力、实际动手能力、工程管理能力和团队合作能力。

竞赛的目的在于激发大学生进行科学研究与探索的兴趣，加强大学生工程实践能力、创新意识和合作精神的培养。

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。

驱动小车行走及转向的动力载荷只能由给定重力势能（4焦耳）转换得到。

动力载荷按要求(Φ50×65mm,质量≤1kg,材料：普通碳钢)准备，重块落差400±2mm，并随小车一起运动时铅垂下落，不允许从小车上掉落。

竞赛小车在半张乒乓球台（长1525mm，宽1370mm）上，绕相距一定距离的两个障碍物沿8字形轨迹绕行。

绕行时不得撞倒障碍物，不得掉下球台。

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：①小车上面要装载一件外形尺寸为φ60×20 mm的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于750克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。

②转向轮最大外径应不小于φ30mm。

小车整体设计要求小车设计过程中需要完成：结构设计方案、工艺设计方案、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。

命题中的制造工艺能力项以要求综合运用加工制造工艺知识的能力为主。

结构设计方案1小车底板车架不用承受很大的力，精度要求低。

考虑到重量加工成本等，车架采用3mm的铝板加工制作下图所示的几何形状，上面的孔的位置是小车其它零件的装配位置。

8字形轨迹无碳小车的创新性设计

8字形轨迹无碳小车的创新性设计摘要：针对第三届全国大学生工程训练综合竞赛“无碳小车”主题，设计一种以重力势能驱动具有方向控制功能8字形轨迹自行小车，提出了一种创新设计，设计出一种结构简单，制作容易的无碳小车，该小车特点是：小车为边三轮结构，采用共轭凸轮滚子直动推杆转向机构，采用了动滑轮组、锥形滚筒及约束导轨，提高了能量利用率及行驶稳定性，使得行驶轨迹更精确，行驶路程更远。

本设计为日常生活、工业生产、儿童玩具车中需要“8”字形轨迹控制的小车机构设计提供了借鉴，有较好应用价值。

关键词：无碳小车、8字形轨迹、方向控制、共轭凸轮、机构设计1 引言当今世界，科学技术飞速发展，人们生活水平不断提高，然而环境污染也日益严重，可持续发展已成时代潮流，“低碳生活”观念已成共识。

坚持科学发展观，走可持续发展道路是社会发展必然趋势，现在许多发达国家都把无碳技术运用到工农业及日常生活各领域，我国也在加大无碳生产技术的研究。

鉴于此，设计无碳小车模型具有重要意义。

小车设计要求：全部能量由重力势能提供，能绕一定间距两障碍物走8字形轨迹，能自动转向。

2 运动轨迹分析及设计小车在行驶时能绕一定间距两障碍物沿8字形循环绕行，要求转向机构能周期转向，在速度一定下，必须保证小车运动轨迹曲率是连续的，否则曲率突然改变，小车容易晃动甚至倾覆。

因此，可将小车轨迹设计成由两个相切的圆组成的8字形，使小车在每走完半个8字时转向机构换向一次，即实现8字绕行。

3 驱动及转向原理重物下降过程中，重力势能通过绳轮式原动机构传递给后轮轴，轴带动后轮转动，带轮传动机构将能量传递给共轭凸轮滚子直动推杆转向机构，控制小车前轮自动转向，在行走机构驱动下使小车前行，根据小车行驶8字形轨迹大小来设计带轮传动机构传动比及转向机构凸轮形状，同时在微调机构调节下对前轮摆角进行微调，使前轮在每走完半个8字时转向一次，即实现小车走8字形轨迹。

图4：驱动转向原理图（2. 驱动轴4.滚筒 6.带轮8.定滑轮12.凸轮18.前轮20.边轮23.后轮24.小带轮）4 机构设计根据功能要求把小车分为原动机构、传动机构、转向机构、行走机构四个模块，进行模块化设计。

无碳小车8型设计方案

千里之行，始于足下。

无碳小车8型设计方案设计方案：无碳小车8型1.介绍:无碳小车8型是一款采用无碳能源驱动的小型交通工具。

它使用电动马达和锂电池作为动力来源，不产生排放物，具有零碳排放、低噪音和环保等特点。

该小车适用于城市短途交通和商业配送等场景。

2.外观设计:无碳小车8型的外观设计简洁、时尚。

车身采用轻质合金材料制作，以提高车辆的耐久性和燃油效率。

前部设计了空气动力学外形，以减少空气阻力，并提高车辆的稳定性。

车头和车尾之间的车身线条流畅，展现出动感和科技感。

车身颜色可选用环保的水性漆，以符合无碳环保的理念。

3.性能参数:车辆配备了一台高效电动马达和一组锂电池。

电动马达的输出功率可根据需求进行选择，一般可达到15至20千瓦。

锂电池的电池容量可根据需求进行配置，一般可达到600至800安培时。

这些性能参数保证了车辆的动力性和续航能力。

4.安全设计:无碳小车8型在安全设计方面也非常重视。

车辆配备了ABS防抱死制动系统和盘式刹车系统，以确保在急刹车时能够保持车辆的稳定性。

此外，车辆还配备了安全气囊以及电子稳定系统等先进的安全设备。

5.操控性能:第1页/共2页锲而不舍，金石可镂。

无碳小车8型操控性能出色，方便驾驶操作。

车辆配备了电动助力转向系统，提供一流的转向灵敏度。

此外，车辆还配备了智能驾驶辅助系统，包括自动泊车、自动巡航控制等功能，提高了驾驶的舒适性和安全性。

6.智能化:无碳小车8型具有智能化特点，可与智能手机等移动设备联网。

驾驶员可以通过手机应用程序实时监测车辆的运行状况和电池状态，进行远程控制和智能导航。

此外，车辆还配备了车载娱乐系统和蓝牙音响，提供丰富的娱乐体验。

7.续航能力和充电设施:无碳小车8型的续航能力较为出色，一般可达到100至150公里。

此外，车辆还配备了快速充电接口，可以在短时间内完成充电，提高了车辆的可用性。

同时，为方便用户充电，还应该建设完善的充电设施，如充电桩和充电站等。

8.经济性:无碳小车8型在经济性方面也具有一定优势。

8字形无碳小车的设计

8字形无碳小车的设计摘要：针对2015年第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛主题为“无碳小车”，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而得到的。

设计一种小车，该小车特点是：为了小车的综合运行能力，将小车的重心尽量的降低，使小车运行更加平稳。

在小车转向部分增加指针，方便观察转角，准确地对小车进行调整。

采用不完全齿轮实现间歇。

利用滑块顶丝使曲柄长度连续可调，从而改变转角。

本设计在实际生活中也会用到，有很好的应用前景。

关键词：8字形;不完全齿轮;单级齿轮驱动;摆动导杆1.总体分析采用尼龙线连接重物和原动轴，重物的下降会拉动尼龙线然后带动原动轴旋转，从而实现小车的驱动。

当重物落到车板上的时候会对车板产生撞击，造成能量损失。

①通过理论分析让重物的能量尽可能的转化小车的行进的动能。

为了达到这一目的我们需要实现重物下落时的运动规律：由静止开始加速下落，然后开始匀速下落，最后进入减速阶段，以接近速度为零的速度落到车板上。

本作品采用锥形轴原动轴，锥形轴可以很好的做到以上运动规律，达到减小能量损失的目的。

②根据本大赛的要求，小车需要自动控制其转弯，为了实现小车的自动转弯，首先后轮的运动应该传给转向机构，然后设计以一种机构实现前轮的间歇行工作。

③为了保证小车行驶的距离最远，必须将不必要的损失降到最小。

可以设计出一种机构让小车在需要转弯的地方是走弧线，在不需要转弯的地方走直线。

还可以在保证小车正常行驶的情况下将小车打孔，减轻小车的质量。

本作品利用重物的重力势能做能量，通过单级齿轮驱动后轮进行前进;利用不完全齿轮实现间歇;利用摆动导杆实现转向，从而实现无碳小车的8字形运动。

2.运动轨迹分析AB、CD阶段间歇（细实线），AD、BC阶段转向（粗实线）。

小车从D点起车，起车时小车间歇机构处于间歇状态，小车前轮以一定的摆角行驶，并保持这一状态由D点运动到C点（细实线），到C点后开始转向，到B点转向结束（粗实线），从B点到A点（细实线）小车间歇机构再次进入间歇状态，小车前轮以一定摆角运动到A点结束，A点到D点（粗实线）小车前轮转向，到D点后和开始起车一样，即到此完成一个8字周期。

“8”字循迹无碳小车创新设计

1任务分析根据浙江省首届大学生工程训练综合能力竞赛要求：小车为三轮结构，驱动小车行走及转向的能量是根据能量转换原理，全部由给定重力势能转换而来的。

给定重力势能为4焦耳，竞赛时统一用质量为1Kg 的重块（￠50×65mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差400±2mm（如图1），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。

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。

对应要求制作目标小车，使得其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，绕行时不撞倒障碍物，并且不掉下球台。

障碍物为直径20mm、长200mm 的2个圆棒，相距一定距离放置在半张标准乒乓球台的中线上，并且要求本小车可以随着障碍物相对位置改变而改变运动轨迹并且能实现小车在相应最优化路线上使小车走尽可能多的8字。

2设计思路小车通过齿轮传动实现重物重力势能与小车动能的转换以及减速功能。

重物通过合理的方式为连接到小车的驱动机构以及转向机构，提供恒定或者周期性变换的能量；转向机构应满足轨迹可调，即转向角度、时间等影响因素的可调。

最后，通过对三轮小车进行运动分析，获得最优机构设计。

设计方案见图2。

2.1关键机构的设计本小车的关键机构包括涵盖重力势能的转化及合理分配的驱动机构和涉及前轮转向角度以及前后轮行程分配的转向机构，两者都是关系到小车运动轨迹是否正确的决定因素。

2.1.1传动机构设计驱动机构主要由重物、钢丝绳、齿轮、定滑轮和绕线盘等组成。

其中齿轮设计比较复杂，不同的传动比直接影响转向机构的设计。

本小车设计过程中是基于理论推理确定传动比的大概范围，然后经过实验来确定最终传动比，设计过程中主要产生了以下两个代表性方案：方案一：二级齿轮传动。

通过定滑轮，利用重物下落带动阶梯轴（两级）上固定的主动齿轮再带动安装在后轮轴上的齿轮再带动第二级从动齿轮作为转向机构的基本动力来源，如图3。

8字无碳小车结构设计报告

齿轮机构传动比i21=2，i23=1.5,i34=2.33，齿轮模数m=1，Z2==18。设计绕桩周期为2.56m,小车设计行程S2=18m，绕桩圈数N≈7圈。
②转向机构设计参数：齿轮模数m=1，Z=20，凸轮半径R=36mm，滚子半径r=2.5mm，前轮中心到前轴距离d=60mm。
4、总结和体会
在无碳小车的设计、加工、装配、调试等环节中，我们在设计、论证、实验验证的过程当中反复探索、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，这是我们参加全国大学生工程训练综合能力竞赛最大的收获！
E.为了便于调试小车轨迹，凸轮采用“插条式”结构；
F.为了保证小车运动的平稳性，故在驱动轴上安装飞轮；
G.为了稳定小车的重心，故采用三杆结构。
3、设计结果
无碳小车的整体结构详见结构设计总图
结构设计参数如下：
①驱动机构的设计参数：传动比i=7，绕线长度L=2000mm，绕线轴启动直径d3=6mm，驱动直径d4=6mm，，后轮直径d5=134mm，前轮直径d6=40mm。
结构设计总图
比例
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第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛-设计图
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2、设计方案
A.小车以钢板做的底板为主体，下面安装轴承座以支承轴、上面安装吊挂重物的立杆；
B.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；
C.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；
D.输入轴通过两级齿轮传动驱动前轴，由前轴凸轮驱动齿轮齿条机构控制小车的转向；
第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛

无碳小车8型设计方案

无碳小车8型设计方案无碳小车基本上有以下几个部分构成：驱动、转向机构、车身和载物架部分。

以下是小编整理的无碳小车8型设计方案，欢迎阅读。

一、小车设计：1.工作原理给定1kg的重块在400mm的高度落下来，由重力势能转化成小车前进的动能，同时利用转向装置实现小车按8字形曲线(近似看作)绕桩前进，桩距400mm。

当重物下落时，其所带的绳子带动绕线轴转动，带动与绕线轴同轴的主动齿轮Z1与Z3转动，Z1又带动前面的与前轮同轴的从动齿轮Z2转动，驱动小车前进。

主动齿轮Z3带动后面的齿轮曲柄转动，而曲柄带动摇杆推动后轮左右摆动！2.动力装置传动的选择及其原理：重物下落采取连线方式，在杆顶部装一个定滑轮，因为这样可以改变力的方向，当重块下落时连线使所绕的绕线轴转动，从而带动主动齿轮转动，进而实现小车前进和转弯.3.转向装置（1）转向装置的选择：选择采用空间曲柄摇杆机构来实现转向，其原理是利用曲柄摇杆机构曲柄转一圈，摇杆带动连杆做前后运动，使车轮偏转一定角度，从而实现车轮的转向，完成指定路线的运动。

（2）车**能的选择:因考虑小车走8字形需要更高的稳定*，本方案采用前轮驱动、后轮转向！前轮驱动比后轮驱动更加稳定，驱动力更加平衡。

本小车采用后轮转向，这样可以避免两后轮同轴，实现两轮差速，所以在转8字形大弯的时候可以避免后轮打滑导致能量损失和轨迹变形。

综合考虑之后我们确定前轮驱动后轮转向。

（3）工作原理:绕线轴与转向装置之间用齿轮联动，在从动齿轮上钻孔，安装曲柄。

从动齿轮转一圈，曲柄转动，摇杆带动连杆杆做前后运动，小车现实转向前进，通过计算，完全可以实现“8”字形绕桩前进。

4.基本尺寸由以上得出:齿轮标准得表格R前轮50mm，R后轮=20mm，r线=10mm；车长230mm车宽150mm二、设计工艺:（1）小车的底板采用的是镂空硬质铝板，可以增强小车的强度，同时减轻小车的总质量。

（2）在每一个轴上都加油滚动轴承，可以减小摩擦，同时可以保*运动的精确*。

8字无碳小车设计方案

1. 引言在当前日益严重的环境污染问题和能源短缺的背景下，设计一种无碳排放的小型运输工具是非常重要的。

本文将详细介绍一种名为8字无碳小车的设计方案。

该小车结构简洁、性能稳定，并且完全不产生二氧化碳等有害物质的排放。

2. 设计目标2.1 性能目标•最大速度：20km/h•续航里程：80km•最大载重能力：100kg2.2 安全目标•驾驶员与乘客安全性保障•刹车系统可靠性•碰撞安全性2.3 环保目标•零碳排放•降低噪音污染3. 设计方案3.1 车身结构8字无碳小车采用轻质铝合金材料来构建车身，以确保强度和稳定性。

车身结构为开放式双龙骨设计，具有良好的承载能力和抗变形能力。

车身底部设计了防护板以保护车辆底部设备。

3.2 电动系统该小车采用电动系统驱动，电机采用无刷电机技术，可以提供高效的动力输出。

电动系统集成了锂电池组作为能源存储装置，以确保足够的续航里程。

通过智能管控系统对电池组进行管理和维护，以延长电池寿命。

3.3 刹车系统为了确保安全性能，8字无碳小车设计了可靠的刹车系统。

采用液压刹车系统，以提供高效的制动力和稳定的制动效果。

同时，还配置了刹车能量回收系统，将制动能量转化为电能储存回电池组中，提高能源利用效率。

3.4 转向系统转向系统采用电动助力转向系统，以提供灵活的转向操作。

通过集成转向传感器和电动助力系统，驾驶员可以更方便地操控车辆，并提高安全性。

3.5 控制系统为了确保车辆的稳定性和安全性，8字无碳小车配备了先进的控制系统。

控制系统包括车辆动力控制、转向控制、制动控制等。

通过传感器和反馈控制，系统能够实时调整车辆的状态，提供优化的操控性能。

4. 性能测试及优化4.1 速度与续航测试对已制造出的8字无碳小车进行速度和续航测试。

通过在不同车速下的路试和充电电量测试，获得车辆的最大速度和续航里程数据。

根据测试结果进行加速和续航优化，以满足设计目标。

4.2 载重与稳定性测试进行负载试验，通过逐渐增加载重，测试车辆的稳定性和最大载重能力。

无碳小车走“8”字形越障的设计

南湖学院课程设计报告书题目：无碳小车走“8”字形越障的设计系部：机电系专业：机械设计制造及自动化班级：姓名:学号:2012年01月4日目录一绪论 (1)1.1课程设计任务书主题 (1)1.2小车功能设计要求 (1)1.3小车整体设计要求 (1)1.4小车的设计方法 (2)二方案设计 (2)2.1车架 (4)2.2原动机构 (5)2.3传动机构 (5)2.4转向机构 (5)2.5行走机构 (6)2.6微调机构 (7)三技术设计 (8)3.1建立数学模型及参数确定 (8)3.1.1能耗规律模型 (8)3.1.2运动学分析模型 (10)3.1.3动力学分析模型 (13)3.1.4灵敏度分析模型 (15)3.1.5参数确定 (16)3.2零部件设计 (16)3.3整体设计 (18)3.3.1整体装配图 (18)3.3.2小车运动仿真分析 (19)四小车制作调试及改进 (19)4.1小车制作流程 (19)4.2小车调试方法 (19)4.3小车改进方法 (19)五评价分析 (19)5.1小车优缺点 (19)5.2自动行走比赛时的前行距离估计 (20)5.3改进方向 (20)一绪论1.1课程设计任务书主题课程设计任务主题为“无碳小车走‘8’字形”。

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。

1.2小车功能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。

小车在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，绕相距500mm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。

障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒，相距500mm 距离放置在半张标准乒乓球台的中线上，以小车完成8字绕行圈数的多少来综合评定成绩。

见图。

图：竞赛项目所用乒乓球台及障碍设置图给定重力势能为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。

8字形无碳小车

无碳小车【摘要】“无碳小车”是2013年第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛主题。

此次竞赛分为两个小组，即“S”和“8”字组，我们本次的分组是“8”字组，所谓“8”字就是让小车在重物重力势能的作用下让小车在半张标准的乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上绕“8”字，并且在绕行的过程中能自动避开障碍物（障碍物的距离在300-500mm的范围变化），在小车的整个设计过程中，采用了现代设计发明理论方法，如参数化设计、系统设计等，并运用了AUTOCAD 、PROE等软件辅助设计。

设计过程严谨，各个零部件的运动轨迹都从数学的角度得到了论证。

将小车的设计分为四个过程：方案设计、技术设计、制作调试、设计总结，通过对每个过程的深入的研究，严格控制每个过程，尽可能使小车的整体效果更佳。

方案设计过程依据据比赛对小车功能的要求，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。

对每个模块采用多方案设计的设计原则，根据实际情况进行综合比对，选择出最优的组合。

最终选择的方案是：车架采用三角底板式、原动件采用了锥形轴的、传动机构采用了齿轮、转向机构采用用曲柄连杆、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。

在转向机构中，采用了不完全齿轮，在不完全齿轮的设计中，最重要的是参数的确定，通过小车轨迹的研究，最终确定合适的参数。

技术设计过程先对方案设计过程中所选方案进行数学建模，从理论上进行分析和论证，根据理论力学对小车进行运动学和动力学分析，然后用PROE对小车进行实体建模，在建模的过程中对小车的每个零部件进行详细的设计，综合考虑零件材料性能、加工工艺、成本等由于小车的受力不大，所以大量采用胶接，小车加工完成后，通过小车的实际运动，对小车进行调节，使它达到最佳状态。

最后总结本次比赛的得与失，在以后的工作学习中努力去弥补自己的不足。

8字无碳小车方案设计_获奖-catia-不完全齿轮设计

构件介绍、方案设计及计算过程为了更好地求解参数，必须先对小车的各个构件进行介绍。

构件介绍如下：方案设计1.机构设计1. 1原动机构原动机构的作用是将重物的重力势能转化为小车的驱动力，我们选择了结构简单、易于制作的绳轮式机构。

1.2 传动机构传动机构的作用是将重物的重力势能传给小车的驱动轮，产生驱动力，使小车以一定的速度行驶。

由于齿轮机构具有效率高、传动比确定、工作可靠性高的优点，所以我们选择齿轮传动。

传动原理：重物下落由线带动主动轴转动，通过齿轮5与齿轮6的啮合，主动轴带动从动轴2转动，轴2通过齿轮1与齿轮2的啮合带动轴1转动，从而带动整个小车向前运动。

1.3 转向机构转向机构能够改变小车运动方向，实现小车按预定轨迹的运动。

在本小车设计设计中，我们将T型转块、槽1、连杆、槽2组成连杆机构用于控制前轮的转向。

轴2转动带动不完整齿轮3转动，轴2每转一周，不完整齿轮3便会与齿轮4接触一次并使齿轮4转过半周，即轴3转过半周。

轴3带动由T型转块、槽1、连杆、槽2组成的连杆机构控制前轮的转向。

轴3每转动半周，前轮方向便会改变一次，不完全齿轮3与齿轮4不接触时，前轮会保持一定角度使车沿着指定半径的圆绕杆行走，小车从一个圆进入另一个圆，走的轨迹为一不规则圆弧，经计算其长度与小车所走相同弧度的圆弧的比值在误差范围以内，故可以按圆弧计算。

1.4 微调机构微调机构属于小车的控制部分，能够使小车完成绕不同距离障碍物的比赛，我们采用的是滑块式微调机构（见图1）。

固定导轨可以沿着微调槽移动，并用用螺丝紧固与微调槽上，从而使得连杆水平移动，实现车转向的微调。

图 12. 参数设计2.1 符号说明1D 小车驱动轮直径 1Z 齿轮1的齿数0h 主动轴距地面的高度 2Z 齿轮2的齿数 1h 轴1距地面的高度 3Z 不完整齿轮3的齿数 2h 轴2距地面的高度 4Z 齿轮4的齿数 3h 轴3距地面的高度 5Z 齿轮5的齿数 02x 主动轴与轴2的水平距离 6Z 齿数6的齿数 12x 轴1与轴2的水平距离 1n 齿轮1的转数 23x 轴2与轴3的水平距离 2n 齿轮2的转数1d 齿轮1的分度圆直径 e 轴3与前轮中心的距离 2d 齿轮2的分度圆直径 5d 齿轮5的分度圆直径3d 不完整齿轮3的分度圆直径 6d 齿轮6的分度圆直径 4d 齿轮4的分度圆直径1α 轴1与轴2连线与水平线夹角 2α 轴3与轴2连线与水平线夹角微调槽2.2 小车机构参数选取小车驱动轮直径1D 根据障碍物之间的距离选取（障碍物间的距离为400mm 时，1D =80mm ），各齿轮分度圆直径：1d =4d =6d =12.6mm ，2d =3d =57.4mm ，5d =24.5mm ，1Z =4Z =6Z =16，2Z =80，3Z =8，5Z =48。

字形无碳小车设计

无碳小车" 8 "字型设计方案成员: 刘潇陆首成胡珈铭指导教师：孔繁征张若达2012年12月9日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，综合体现大学生机械创新设计能力、制造工艺能力、实际动手能力、工程管理能力和团队合作能力。

竞赛的目的在于激发大学生进行科学研究与探索的兴趣，加强大学生工程实践能力、创新意识和合作精神的培养。

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。

驱动小车行走及转向的动力载荷只能由给定重力势能（4焦耳）转换得到。

动力载荷按要求(Φ50×65mm,质量≤1kg,材料：普通碳钢)准备，重块落差400±2mm，并随小车一起运动时铅垂下落，不允许从小车上掉落。

竞赛小车在半张乒乓球台（长1525mm，宽1370mm）上，绕相距一定距离的两个障碍物沿8字形轨迹绕行。

绕行时不得撞倒障碍物，不得掉下球台。

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：①小车上面要装载一件外形尺寸为φ60×20 mm的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于750克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。

②转向轮最大外径应不小于φ30mm。

小车整体设计要求小车设计过程中需要完成：结构设计方案、工艺设计方案、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。

命题中的制造工艺能力项以要求综合运用加工制造工艺知识的能力为主。

结构设计方案1小车底板车架不用承受很大的力，精度要求低。

考虑到重量加工成本等，车架采用3mm的铝板加工制作下图所示的几何形状，上面的孔的位置是小车其它零件的装配位置。

8字形无碳小车

无碳小车【摘要】“无碳小车”是2013年第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛主题。

设计过程严谨，各个零部件的运动轨迹都从数学的角度得到了论证。

对每个模块采用多方案设计的设计原则，根据实际情况进行综合比对，选择出最优的组合。

在转向机构中，采用了不完全齿轮，在不完全齿轮的设计中，最重要的是参数的确定，通过小车轨迹的研究，最终确定合适的参数。

最后总结本次比赛的得与失，在以后的工作学习中努力去弥补自己的不足。