简易无碳小车.ppt
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《无碳小车》PPT课件
LOREM
LOREM
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19
重心位置要合理
LOREM
LOREM LOREM
LOREM
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理论验算
小车移动的距离为（以A轮为参考）
ds R d2
当转向杆与驱动轴间的夹角为α时，曲柄转过的角度为 θ1则与满足以下关系：
α=atan((sin(θ1/i2)*r1)/c) 当小车转过的角度为时，有
未来车人类 仇熠聪、孙敏杰、刘璐
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1
小车的大致外观
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2
设计前的分析
小车车体的设计 转向系统的设计 传动系统的设计 轨迹调整机构的设计 重力势能转化系统的设计 速度控制系统的设计
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3
小车车体的设计
小车车体：承载小车的重量，连接 小车的各个部件，各个尺寸要求合 理，车体有较好的刚性，并且重量 较小，能最大限度的降低小车的重 心
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4
转向系统的设计
实现小车转向轮的左右摆动，要求左右摆角要相等，有利于减小压 力角，并且要易于加工和调整，有较好的稳定性；
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5
传动系统
实现动力的传递以及运 动的传递，并且要求前 轮与后轮有一定的传动 比，有利于提高能量利 用率和有较好的工艺性
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6
方向调整 机构
实现小车整体摆动角度 的微调，调整小车的运 动轨迹，实现稳定的无 极调节；
0.3
0.2
0.1
0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
h
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LOREM IPSUM DOLOR
《无碳小车》课件
建议
未来应加大科研力度，提高无碳小车的可靠性和安全性，同时也应加快技术进步、完善政策 法规以及鼓励投资和生产，推动无碳小车的发展。
3
国家政策的支持
未来政策的转变将使无碳小车得到更好地推广和应用。政府将加大对可持续交通 方式的支持，鼓励推广无碳小车作为替代交通工具。
结论
优点
无碳小车环保、节能、高效，是未来城市交通发展的重要方向，可显著改善空气质量、缓解 交通拥堵，成为城市居民出行不可替代的选择。
不足之处
无碳小车的问题主要集中在价格上，目前花费成本仍然高于传统燃油车。此外，充电不便、 续航里程还有待提升。
智能控制系统
无碳小车装备了智能控制系统，包括上位机、控制器、传感器等多种设备。可以实时监测能 量状态、车速、里程等数据，有效管理能源消耗。
能源管理
1
双向充放电
2
无碳小车电池具有双向充放电功能，能
够实现对电池的快速充电以及能量回馈，
提高电池的使用效率。
3
回收回能
无碳小车配备制动回馈系统，能将制动 过程中的动能转换为电能进行储存，回 收制动能量。
运输配送
无碳小车适合城市中小型货物 的运输配送，免于交通瓶颈和 尾气污染，同时提高了运输效 率，满足日益增长的快递和末 端配送需求。
未来展望
1
技术升级
未来无碳小车将建立更加完善的能源管理与控制技术系统，避免因反复充电和发 电而导致的能源消耗，提高无碳小车的使用效率。
2
生产效率的提高
随着工厂生产的成本和效率水平的不断提高，未来无碳小车的成本也将得到有效 控制，使无碳小车在大规模生产和销售的前景越来越好。
作为可持续交通方式之一，无碳 小车不仅为城市交通拓宽了选择， 还可以改善空气质量，缓解交通 拥堵，减少碳排放等，拥有十分 重要的意义。
未来应加大科研力度，提高无碳小车的可靠性和安全性，同时也应加快技术进步、完善政策 法规以及鼓励投资和生产，推动无碳小车的发展。
3
国家政策的支持
未来政策的转变将使无碳小车得到更好地推广和应用。政府将加大对可持续交通 方式的支持，鼓励推广无碳小车作为替代交通工具。
结论
优点
无碳小车环保、节能、高效，是未来城市交通发展的重要方向，可显著改善空气质量、缓解 交通拥堵，成为城市居民出行不可替代的选择。
不足之处
无碳小车的问题主要集中在价格上，目前花费成本仍然高于传统燃油车。此外，充电不便、 续航里程还有待提升。
智能控制系统
无碳小车装备了智能控制系统，包括上位机、控制器、传感器等多种设备。可以实时监测能 量状态、车速、里程等数据，有效管理能源消耗。
能源管理
1
双向充放电
2
无碳小车电池具有双向充放电功能，能
够实现对电池的快速充电以及能量回馈，
提高电池的使用效率。
3
回收回能
无碳小车配备制动回馈系统，能将制动 过程中的动能转换为电能进行储存，回 收制动能量。
运输配送
无碳小车适合城市中小型货物 的运输配送，免于交通瓶颈和 尾气污染，同时提高了运输效 率，满足日益增长的快递和末 端配送需求。
未来展望
1
技术升级
未来无碳小车将建立更加完善的能源管理与控制技术系统，避免因反复充电和发 电而导致的能源消耗，提高无碳小车的使用效率。
2
生产效率的提高
随着工厂生产的成本和效率水平的不断提高，未来无碳小车的成本也将得到有效 控制，使无碳小车在大规模生产和销售的前景越来越好。
作为可持续交通方式之一，无碳 小车不仅为城市交通拓宽了选择， 还可以改善空气质量，缓解交通 拥堵，减少碳排放等，拥有十分 重要的意义。
S型无碳小车设计ppt课件
律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂
时，需要的构件数和运动副数往往比较多，这样就使机构结构复杂
，工作效率降低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律
对制造、安装误差的敏感性增加；机构中做平面复杂运动和作往复
运动的构件所长生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的振动
8
2 整体设计思路
。
17
3 结构设计及参数选
择
车轮轴的尺寸见图3-4
图3-4 车轮轴尺寸
图3-5 绳轮轴的尺寸
18
3 结构设计及参数选
择 槽轮轴尺寸见图3-6
图3-6 槽轮轴尺寸
图3-7 转向轴尺寸
19
3 结构设计及参数选
择 槽轮轴尺寸见图3-6
图3-6 槽轮轴尺寸
图3-7 转向轴尺寸
15
确定3 结情构设计况及参下数选，凹轮槽的宽度尺寸由转向 转向最大择转向角度为 。转向轴心与
两轴心距离为85mm。在SolidWorks草 凹槽的中心距离，参见图3-3。
图3-3 凹槽中心距示意图
16
3 结构设计及参数选
择
转向轮的设计
转向轮随着轴向轴的偏转而 偏转，转向轮起到调整小车 转弯的作用，转向轮不应过 大，一般小于后轮的尺寸， 设定转向轮的半径为25mm
。这里设定车轮转过3圈，则可以计算出无碳小车的车轮半径为 =126.8mm，为了方便制作取半径为 =125mm
齿轮的确定
确定了无碳小车的车轮半径后，根据
(3-5)
ds= *d =
其中齿轮2于齿轮1的传动比i=
12
3 结构设计及参数选
择 可知齿轮1和齿轮2的传动比决定了无碳小车初始速度的大小，适当 的调节齿轮的转动比，确定齿数大小的比例，从而可以得出齿轮半
无碳小车八字绕行课件
速度控制
在八字绕行的过程中，需要在适当的时候加速或减速，以适应赛道的变化。同时还需要注意控制小车的速度，以 避免在转弯时出现速度过快导致失控的情况。
CHAPTER 04
无碳小车八字绕行的优化策略
优化路径规划的方法
01
02
03
优化路径规划算法
采用更高效的路径规划算 法，如遗传算法、蚁群算 法等，以寻找最优的路径 。
调整小车的悬挂系统和车轮位置，确保小车在运动过程中保持平衡。
实验方法与步骤
步骤二：实验操作 将电源连接到无碳小车，确保小车的电机正常工作。
将测量工具放置在起点和终点之间，测量小车行驶的距离和时间。
实验方法与步骤
01
02
03
04
操作小车完成八字绕行，注意 观察小车的运动轨迹和速度变
化。
步骤三：数据记录与处理
实践教育
通过设计和制作无碳小车，可以培 养学生的实践能力和创新思维，提 高对物理原理的认识和理解。
无碳小车八字绕行的历史与发展
历史
无碳小车八字绕行的历史可以追溯到20世纪初期，当 时一些物理学家和工程师开始探索利用物理效应驱动 的小车设计。随着技术的不断发展，无碳小车八字绕 行的设计和制作技术也不断完善和提高。
精细化控制
通过增加路径规划的精细 化控制，实现小车在行驶 过程中的平稳性和准确性 。
建立动态模型
根据环境变化建立动态模 型，实现小车对环境的自 适应能力。
调整小车的机械结构
优化车轮设计
改进车轮的设计，提高车 轮的抓地力和行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ稳定性 。
调整车体结构
优化车体的结构，减轻小 车的重量，提高小车的响 应速度和稳定性。
CHAPTER 02
在八字绕行的过程中，需要在适当的时候加速或减速，以适应赛道的变化。同时还需要注意控制小车的速度，以 避免在转弯时出现速度过快导致失控的情况。
CHAPTER 04
无碳小车八字绕行的优化策略
优化路径规划的方法
01
02
03
优化路径规划算法
采用更高效的路径规划算 法，如遗传算法、蚁群算 法等，以寻找最优的路径 。
调整小车的悬挂系统和车轮位置，确保小车在运动过程中保持平衡。
实验方法与步骤
步骤二：实验操作 将电源连接到无碳小车，确保小车的电机正常工作。
将测量工具放置在起点和终点之间，测量小车行驶的距离和时间。
实验方法与步骤
01
02
03
04
操作小车完成八字绕行，注意 观察小车的运动轨迹和速度变
化。
步骤三：数据记录与处理
实践教育
通过设计和制作无碳小车，可以培 养学生的实践能力和创新思维，提 高对物理原理的认识和理解。
无碳小车八字绕行的历史与发展
历史
无碳小车八字绕行的历史可以追溯到20世纪初期，当 时一些物理学家和工程师开始探索利用物理效应驱动 的小车设计。随着技术的不断发展，无碳小车八字绕 行的设计和制作技术也不断完善和提高。
精细化控制
通过增加路径规划的精细 化控制，实现小车在行驶 过程中的平稳性和准确性 。
建立动态模型
根据环境变化建立动态模 型，实现小车对环境的自 适应能力。
调整小车的机械结构
优化车轮设计
改进车轮的设计，提高车 轮的抓地力和行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ稳定性 。
调整车体结构
优化车体的结构，减轻小 车的重量，提高小车的响 应速度和稳定性。
CHAPTER 02
无碳小车
无碳小车一、系统设计1、小车总体设计图（图1）2、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）。
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（￠50× 65 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￠60× 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￠30mm二、车体设计车体选择：梯形车身设计车架材料选择：我们经过比较认为选择有机玻璃。
用有机玻璃做的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观。
制作无碳小车总体思路：根据要求小车采用三轮结构，我们制定了前轮作为转向轮，后两轮作为驱动轮的方案。
即前轮通过车轮转向机构（如车轮转向设计图），使其能够做周期性的来回摆动，后两轮通过杆连接，杆上装有几个可以调节选择的皮带轮，通过皮带轮与动力机构连接从而带动后轮转动（如图1）。
这样，当前轮周期性摆动和后轮向前滚动结合起来就可以实现无碳小车的周期性向前行进，由此可以轻松的实现小车小车避开每隔一米一个的弹性圆棒（如图2）。
在安装时我们保证载荷均匀分布。
当小车前进时，后驱动轮与前转向轮形成了三点结构。
这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。
无碳小车PPT
标志说明
（1）设计说明： 整个徽标是一个椭圆形的圈，包围着一个加油机字样的N和英文字母“CAR”， 代表着“No Carbon”无碳，简单明了地说明了这届大赛的主题。同时，英文字 母“CAR”也代表着我们所做的无碳小车。其次，选用绿色为标志的主色调，代表 着绿色环保，和谐自然。且外面的椭圆圈，代表着能量的意识，说明了势能与动 能相互转换的过程。同时，椭圆圈又是一圈圈跑道，代表着无碳的道路永无止境。 最后，以整体上看，整个图形像一只眼睛。看着远方，对未来全球实现无碳充满 希望。 （2）材料：45钢 （3）制作：激光打标机 喷漆
※ 创新点简述
本小车采用的转向方案中，曲柄是在一 个圆盘上，在不改变小车机构的前提下，可 以调节曲柄和连杆的长度，从而避免了安装 时的局限。同时，可以根据两个障碍物的距 离改变后，相应的调节曲柄和连杆的长度， 以适应不同宽度的赛道。此外，后轮可以根 据不同赛道的地面更换相对应材料的外胎。
驱动轴3与细绳2的连接处为阶梯槽型，局部放大图如下：
全国大学生工程训练综合能力竞赛命题原则
◆创新设计能力 ◆制造工艺能力 ◆实际操作能力 ◆工程管理能力
1、设计说明
2、方案说明
下面请大家看一下机构仿真
3、计算部分
通过整理以上方程，带入合理参数，使用 Matlab软件分析得到小车的运动轨迹。（如 下图）
参数确定 单位：mm 转向轮与曲柄轴轴心距 b=145; 摇杆长c=32; 驱动轮直径D=120; 驱动轮A与转向轮横向偏距 a1=78 驱动轮B与转向轮横向偏距 a2=78; 驱动轴与转向轮的距离d=145; 曲柄长r1=22; 绳轮半径r2=16
① 启动阶段（时间很短）：细绳绕图中的左边大轴运 动，此时驱动转矩大于阻尼转矩，重块加速下降； ② 匀速阶段（时间较长）：细绳绕图中的中间中轴运 动，此时驱动转矩约等于阻尼转矩，重块以较低的 速度匀速下降； ③ 结束阶段（时间较短）：细绳绕图中的右边小轴运 动，此时驱动转矩已经小于阻尼转矩，但是由于惯 性小车依然运动，重块减速下落至车架，碰撞产生 的能量损失较小。
无碳小车+PPT(修改)
※ 创新点简述
该设计命题的输入总能量是一定的， 该设计命题的输入总能量是一定的，那 么需要考虑的是输出效率。 么需要考虑的是输出效率。 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。 车的动能，进而克服阻力做功。 除机构间和地面的摩擦外， 除机构间和地面的摩擦外，物块在下落 的过程中不可避免的要与小车发生碰撞， 的过程中不可避免的要与小车发生碰撞，碰 撞过程必然要有能量损失。 撞过程必然要有能量损失。
重物随时间下落的V-T图 重物随时间下落的V
重块速度图 速 v 度
时间t
驱动轴3与细绳2的连接处为阶梯槽型，局部放大图如下： 的连接处为阶梯槽型，局部放大图如下：
① 启动阶段（时间很短）：细绳绕图中的左边大轴运 动，此时驱动转矩大于阻尼转矩，重块加速下降； ② 匀速阶段（时间较长）：细绳绕图中的中间中轴运 动，此时驱动转矩约等于阻尼转矩，重块以较低的 速度匀速下降； ③ 结束阶段（时间较短）：细绳绕图中的右边小轴运 动，此时驱动转矩已经小于阻尼转矩，但是由于惯 性小车依然运动，重块减速下落至车架，碰撞产生 的能量损失较小。
2、原理概要 、
①随着重块1的下落，细绳2带动驱动轴 转动， 随着重块 的下落，细绳 带动驱动轴3转动， 的下落 带动驱动轴 转动 使驱动轮4转动 转动， 使驱动轮 转动，从而使小车向前运动
转动， 在水平面内转动， ②蜗杆3转动，带动涡轮5在水平面内转动，带 蜗杆3转动 带动涡轮5在水平面内转动 动凸轮6转动 转动。 动凸轮 转动。
③凸轮转动一周，其最大半径附近依次与U型 凸轮转动一周，其最大半径附近依次与 型 摆杆的两侧接触，引起导向杆8的左右摆动， 摆杆的两侧接触，引起导向杆 的左右摆动， 的左右摆动 从而使转向轮9左右转向 从而使转向轮 左右转向
S型无碳小车设计PPT课件
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谢谢观看
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①无碳小车在整个行驶过程中，都是由重锤下落的重力势能提供能量，在设计中应尽可能利用 这势能，减少其它不必要结构消耗能量。
②因为提供的能量有限，要可能减少整个无碳小车的质量，无碳小车越轻越好，因此尽可能使 用轻质材料构成。
③无碳小车按照“s”型路线行走，要有一定的转向机构按照一定的规律周期运转，并且稳定可靠 能及时响应。
完成各种零件的装配后得到了无碳小车的完整装配图
图3-8无碳小车的完整装配图建模
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3 结构设计及参数选择
完成各种零件的装配后得到了无碳小车的完整装配图
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3 结构设计及参数选择
完成各种零件的装配后得到了无碳小车的完整装配图
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4 仿真结果
在完成整体装配图的环境下，单击左下角的运动算例，把动画模拟时间轴拉到20秒的位置。 在无碳小车装配体中，单击虚拟马达，弹出马达类型对话窗，选择旋转马达，然后单击绳轮 面，为绳轮轴添加一个虚拟马达。虚拟马达模拟重锤下落时牵动绳子带动绳索转动的情况， 设定虚拟马达的转速为30r/min。 然后按下从头播放动画，观察小车齿轮、车轮、凹槽轮、拨杆运动情况。输出动画结果，对 结果进行分析。 对于建立的无碳小车，在没有考虑其它摩擦力、阻力、能量损失的情况下，加人虚拟马达模 拟运动时，绳轮能带动轴的转动，引起齿轮2的转动，齿轮2又带动齿轮1、齿轮3的转动。当 车轮转过1.5圈时，凹槽轮刚好转过0.5圈，说明齿轮1、齿轮2、齿轮3在齿数设计上符合拟定 的运动轨迹转向要求。 对于转向机构的设计，凹槽轮转动时，拨杆球面与凹槽面相切运动，随着凹槽的改变，拨杆 也能随着凹槽路径改变，引起转向轴的改变，带动前轮转动。说明设计的这种转向机构有一 定的实用性，能够带动小车有规律的转向。同理可以通过边凹槽轮上的凹槽路径，设定出特 定规律的路径，让无碳小车沿不同特定规律路线行走。比如走“8”字型、“0”路线。
机械基础-案例03 无碳小车
无碳小车无碳小车是以4焦耳重力势能为唯一能量的、具有连续避障功能的三轮小车，实现了真正意义上的无碳。
小车采用的摆杆机构由传统的刚性杆改为柔性绳索，小车控制转弯更省力，躲避障碍物的周期更容易实现与控制，同时降低了整车重量。
利用有机玻璃作为轮子，易于实现差速，且降低了轮子与地面之间的摩擦系数。
整体构造简单，摩擦损耗小，效率高，较容易制造安装。
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。
原动机构的作用是将重块的重力势能转化为小车的驱动力。
能实现这一功能的方案有多种，就效率和简洁性来看绳轮最优。
小车对原动机构还有其它的具体要求。
1.驱动力适中不至于小车拐弯时速度过大倾翻，或重块晃动厉害影响行走。
2.到达终点前重块竖直方向的速度要尽可能小避免对小车过大的冲击。
无碳小车课件
适用于定心精度不高，载荷平稳和低速
键 联 接
联接。
21
四、销连接
22
1、销联接的主要类型
1.1 圆柱销
1.2 圆锥销 1.3 开口销
23
2、圆柱销的特点
2.1 圆柱销利用微小过盈固定在铰制孔中，可以承 受不大的载荷；
2.2 圆柱销多次拆装会降低定位精度和可靠性；
2.3 圆柱销主要用于定位，也用于联接销和安全销。
小的轴上零件或孔内零件如轴承等，简单方便。
2、卡簧类型：它分为轴用和孔用两种。形状有
C型、E型和U型。
28
卡簧
29
卡簧
30
七、弹簧
1、弹簧分类： 1.1
按所承受的载荷性质分：拉伸弹簧、
压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种。
1.2
按弹簧形状分：螺旋弹簧、碟形弹簧、
环形弹簧、板弹簧、盘簧等。
轴承两类。
4.2 按滚动体形状不同分为球轴承和滚子轴承。
50
5、滚动轴承组成
一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内 圈装在轴颈上，外圈装在机座或零件的轴承孔 内。多数情况下，外圈不转动，内圈与轴一起 转动。当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着 滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上， 并减少滚动体之间的碰撞和磨损。
44
6.2 轴上零件的周向定位方法
键联接定位；
销联接定位； 紧定螺钉定位； 过盈配合定位； 紧定套定位。
45
七、轴的设计要求
46
轴的设计要求
轴的结构和形状应便于装配和维修； 阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，便于轴上的零件拆装； 轴端、轴颈与轴肩的过渡部分应该有倒角或者过渡圆角； 轴上需要切制螺纹或者进行磨削时，应该有螺纹退刀槽或者砂轮 越程槽； 当轴上有两个以上的键槽时，键槽宽度尽可能相同，并且在同一 母线上，以利于加工； 从强度、刚度和振动稳定性等方面来保证轴具有足够的工作能力 和可靠性。
键 联 接
联接。
21
四、销连接
22
1、销联接的主要类型
1.1 圆柱销
1.2 圆锥销 1.3 开口销
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2、圆柱销的特点
2.1 圆柱销利用微小过盈固定在铰制孔中，可以承 受不大的载荷；
2.2 圆柱销多次拆装会降低定位精度和可靠性；
2.3 圆柱销主要用于定位，也用于联接销和安全销。
小的轴上零件或孔内零件如轴承等，简单方便。
2、卡簧类型：它分为轴用和孔用两种。形状有
C型、E型和U型。
28
卡簧
29
卡簧
30
七、弹簧
1、弹簧分类： 1.1
按所承受的载荷性质分：拉伸弹簧、
压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧等四种。
1.2
按弹簧形状分：螺旋弹簧、碟形弹簧、
环形弹簧、板弹簧、盘簧等。
轴承两类。
4.2 按滚动体形状不同分为球轴承和滚子轴承。
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5、滚动轴承组成
一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内 圈装在轴颈上，外圈装在机座或零件的轴承孔 内。多数情况下，外圈不转动，内圈与轴一起 转动。当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着 滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上， 并减少滚动体之间的碰撞和磨损。
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6.2 轴上零件的周向定位方法
键联接定位；
销联接定位； 紧定螺钉定位； 过盈配合定位； 紧定套定位。
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七、轴的设计要求
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轴的设计要求
轴的结构和形状应便于装配和维修； 阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，便于轴上的零件拆装； 轴端、轴颈与轴肩的过渡部分应该有倒角或者过渡圆角； 轴上需要切制螺纹或者进行磨削时，应该有螺纹退刀槽或者砂轮 越程槽； 当轴上有两个以上的键槽时，键槽宽度尽可能相同，并且在同一 母线上，以利于加工； 从强度、刚度和振动稳定性等方面来保证轴具有足够的工作能力 和可靠性。
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• 由此可以得到小车初始速度V1=4.27（m/s), 碰撞之后的速度为v2=4.3(m/s) • 小车能行驶的 距离为12.8（m)，即绕过障 碍物12个。
可以这么说，只要给定的参数一 定，小车一切在我们的控制之中
徽标：新时代
• 图示为两只手，一只为人的手，一只为机械手，， 一起怀抱地球。意思是通过人类自觉的努力，和利 用高科技的机械设备，会使地球变得更加绿色，更 加节能，人们的生活也会变得更加幸福快乐，从而 一个新时代即
所以 w 总 w1 w 2 0.05 0.05 sin 0.005 cos 0.5 cot 令 f ( ) 0.05 0.05 sin 0.005 cos 0.5 cot 对 f ( )求导取极限 得 62 时损耗的能量最少 w 0.298 ( J ) 所以取 62 根据式子 1， 2， 3，得到 r 0 15 mm
1 2 1 2 1 2 1 2 w m 0 ( v 0 v 1 )m 1 v 1 m 2 v 2 v 0 2 2 2 4 0 . 05 0 . 05 sin 0 . 005 cos
根据能量守恒有，碰撞损耗的能量w1
w 2 umg cos s 0.5 cot
得出 v00 .2 (m s)
F0=8.16（N）
小车的速度
r1 v1 v0 r0
重物碰撞之前的下落时 间是 t 3 .1 (s)
• 2.转向原理 • 根据要求，使小车走s形曲线，即要求小车转弯到 最远点要绕过障碍物7cm,并且小车要走过水平50cm 的距离。以200cm为周期，即
简易无碳小车
指导老师：伍利群 隆文革 设计者 ：李峰 黄沅根 卢志理 2010年11月12日
一、构件部分
一、驱动原理
• 1.计算小车起动需要的最小拉力F0,由此 设计出做匀速运动斜面所需要的θ 和轴 的半径r0 a. 即小车的滚动摩擦力偶矩要等于拉 力F0对轴的转动力矩，设重物的质量 mo=1kg,小车部分的质量m1=1kg,总质量 m2=2kg,重物下落高度H=0.5m.滚动摩擦 系数δ =6mm。
m0 g F 0 a m0 v 0 2 h1 a
因为绳子的牵引速度是v0,所以轴(r0)与绳接 触的点的速度也是v0,车轮（r1)，轴的角速 度为w0 v0 w0 r0 r1 v1 w 0 r 1 v 0 r0
碰撞时，根据动量守恒有
得
m 0 ( v 0 v 1 ) m 1 v 1 ( m 0 m 1 ) v 2 v 0 2 v 1 v 2 2
2 得r1 0.32(m)
r1 502 72
7 所转过的角度 ，tan , 得 8 50 1 根据这个 8，由图示知，连杆 L 10cm 转 圈，向前推进的 4 距离即为偏心距 r3 得r3 L 8 1.4(cm)
根据上述计算，为了达到要求，小车要在起始点偏8度
m 2 gF 0 r0
6 10 2 10 0 .12 （N） F 0 r0 r0
-3
b.重物m0在θ 角的斜面上做匀速运动 由图示受力分析有：
F 1 um 0gcos F0 m 0gsin um 0gcos 得 F 0 10 sin cos
c.从能量守恒的角度去设计合适的斜面倾斜角θ 以使重物与斜面的摩擦，重物和挡板的碰撞损失 的总能量最小 重物mo在斜面上自由滑落h1=1cm,以使重物 获得一定的初速度vo，小车m1获得起动速度v1, 控制斜面的θ角，重物沿斜面匀速下滑，到水平 面时与挡板碰撞，重物和小车(mo+m1)以共同 的速度v2沿着水平面做匀减速运动，到静止。