无碳小车传动方案课程设计
无碳小车设计方案
转向系统
方案：
分析运动轨迹：S型转向。
A杆连接飞轮，在zoy平面随着飞轮运动而前后运动。
件D与B通过螺钉C连接，B右端
连接转向轮。
当A杆向前运动时，顶住D杆使杆B杆和转向轮逆时针转动。
当A杆随飞轮向后运动时，拉住D杆使B杆和转向轮顺时针转动。
由于BD杆长度限定，在转向过程中会出现两个偏角，分别是A杆顶端沿X轴方向的偏转，这个问题通过在B杆到连接D杆的位置预留一段长度。
第二个偏角是BD杆顺时针逆时针转动时，BD杆与A杆不再是垂直关系，这个问题通过A顶端空内径比D杆外径稍大来解决。
（注：文件素材和资料部分来自网络，供参考。
请预览后才下载，期待你的好评与关注。
）。
无碳小车传动方案设计5
传动设计方案
姓名
学号
3140301142
专业班级
机械1404
1、设计思路
驱动部分：通过绕线轮上的绕线带动主传动轴（即大齿轮所在轴）转动，小车的行程可通过后续的微调部分来调节，如：连杆长度的变化，前轮支架前后位置的变化等。
转动部分：转向机构主要由图中连杆部分组成（实际上连杆与前轮导杆部分为球形铰链连接，图中作简略表示），前轮机架可固定在小车底盘上。通过该机构，可使转向轮周期性改变方向，即实现S形路线。齿轮啮合部分主要作用是改变前轮转角变化快慢，改变传动比可得到想要的转动角速度。
组长
指导教师
2、小车传动机构运动简图（初稿）
3、关键参数及运动简要说明
1度
3）传动比：4:1
4）运动简要说明：绕线通过绕线轮带动大齿轮轴转动，与其啮合的小齿轮也跟着一起转动，进而带动后轮转动。同时，大齿轮轴的转动能带动连杆，连杆与导杆连接，从而前轮跟随者前轮支架一起摆动。
组别
机械设计无碳小车课程设计说明书
目录一、设计任务书 (1)二、总体结构设计 (1)三、总传动比的设计与分配 (2)四、转向轮轴运动参数的计算 (2)五、对轴进行结构设计与校核 (2)七、润滑剂的选择 (2)八、工艺设计方案 (2)九、成本分析方案 (2)十、工程管理方案 (4)十一、徽标设计 (5)十二、参考文献 (6)十三、心得体会 (6)一、设计任务书命题：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车功能设计要求: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）。
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400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、总体结构设计根据本届大赛命题要求，我们首先确定如下设计思路：1．驱动机构根据能量守恒定律，要尽可能多的利用重物的重力势能，就必须简化结构，因此该系统不设储能装置，直接由重物通过细绳拉动后轴驱动。
2．转向机构控制转向是该小车的核心问题之一，普通凸轮只能控制转向轮规则摆动，在不需要转向的时候小车仍会转向，因此我们在此处将凸轮机构进行了进一步的优化，通过引入“太空豆”控制转向信号，使得前轮在我们需要的时候转向,并以此实现小车的预编程功能。
无碳小车方案设计
辅助机构
为了保证小车的正常 运行，避免中途停车，在 设计时必须对传动比取一 定的安全系数，这样就造 成小车的速度会越来越快 。这就存在小车因速度过 快而发生运动精确度降低 的危险。所以就需要一种 小车限速装置。
由于计算精度、加工精 度、场地限制等诸多因素的 影响，小车在成型后必须有 一套完善且尽可能简单的调 整辅助机构。
偏心线轮 非圆齿轮 偏心轮同步带
如何实现两个驱动轮的
几种非匀速比传动机构
偏心线轮 非圆齿轮 偏心轮同步带
如何实现两个驱动轮的
几种非匀速比传动机构
偏心线轮 非圆齿轮 偏心轮同步带
如何实现两个驱动轮的
如何解决同步带松动问题
1 装配间隙利用
2
弹簧张紧
3 偏心轮（凸轮）张紧
装配间隙利用
弹簧张紧
先设轨迹为一条类似正弦 曲线的平滑周期函数曲线
车体转动加速度 （其中的K表示车轮半径）
设初始位置小车中轴 线与轨迹图象x轴夹角 θ0，小车经过时间t 后转过角度Δθ，小 车驱动轴中点速度v。
行驶轨迹计算
积分方程组
∫Ωdt=Δθ
Vx=v cosθ Vy=v sinθ
X=∫Vxdt Y=∫Vydt θ0=dy/dx│t=0
偏心轮（凸轮）张紧
最终确定方案-------弹簧张紧
非匀速比传动相关计算
传动比的计算
传动比的计算
设轴距为L，偏心轮半径R，从动轮 半径r，偏心轮偏心距e、转速为ω ；时间t=0时两轮圆心距最大，偏心 轮顺时针转动。 则从动轮转速ω'=
转速比函数图象
小车行驶轨迹计算
设轴中点转弯半径R转，轮距d，左侧轮速度vl，右侧轮速 度vr。则有R转=
以离心离合器刹车和各个 调整机构为辅助
a型无碳小车课程设计
a型无碳小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解无碳小车的基本原理和设计理念，掌握相关物理知识，如能量转换、简单机械结构等。
2. 学生了解并掌握无碳能源的特点和应用，如太阳能、风能等。
3. 学生掌握基本的电路知识，能够分析并理解无碳小车电路的组成和原理。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简单的a型无碳小车。
2. 学生通过实践操作，培养动手能力、团队协作能力和问题解决能力。
3. 学生能够运用科学方法进行实验，收集和处理数据，优化无碳小车的设计。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣，增强环保意识，认识到无碳能源的重要性。
2. 学生在学习过程中，培养积极探究、勇于创新的精神，提高自信心和成就感。
3. 学生通过团队合作，培养集体荣誉感，学会尊重他人，提高沟通能力。
课程性质：本课程为科学实践活动，结合物理、能源等学科知识，注重实践操作和团队合作。
学生特点：六年级学生具有一定的物理知识基础，动手能力强，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：教师需引导学生将理论知识与实践相结合，关注学生在活动中的参与度和合作精神，以提高学生的综合能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在实践中掌握知识，培养技能和情感态度价值观。
二、教学内容1. 引入无碳能源概念：通过课本相关章节，介绍无碳能源的定义、分类及其在生活中的应用，让学生了解无碳能源的重要性和发展趋势。
- 教材章节：《能源》单元，无碳能源章节2. 学习无碳小车原理：结合物理知识，讲解无碳小车的工作原理，包括能量转换、简单机械结构等。
- 教材章节：《物理》单元，能量转换、简单机械章节3. 设计与制作无碳小车：引导学生运用所学知识，进行无碳小车的设计与制作，注重实践操作和团队协作。
- 教材章节：《科学实践活动》单元，设计与制作项目4. 实验与优化：组织学生进行无碳小车的实验，收集数据，分析问题，对小车设计进行优化。
- 教材章节：《科学实践活动》单元，实验与探究章节5. 成果展示与评价：安排学生展示自己的无碳小车，进行自评、互评和教师评价，总结经验教训。
无碳小车制作教案设计
无碳小车制作教案设计教案设计，以无碳小车制作。
一、教学目标。
1. 知识目标。
学生能够了解无碳小车的定义、原理和制作方法。
学生能够掌握无碳小车的制作步骤和相关材料的使用方法。
2. 能力目标。
培养学生的动手能力和创新意识。
培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。
3. 情感目标。
激发学生对科技创新的兴趣和热情。
培养学生的环保意识和节能减排的观念。
二、教学重难点。
1. 教学重点。
无碳小车的定义和原理。
无碳小车的制作步骤和相关材料的使用方法。
2. 教学难点。
学生在实际操作中遇到的问题及解决方法。
学生对无碳小车原理的理解和运用。
三、教学过程。
1. 导入。
通过展示一些无碳小车的图片或视频，引导学生讨论和思考无碳小车的定义和原理。
2. 理论学习。
向学生介绍无碳小车的原理，包括无碳动力源的定义和种类，如太阳能、风能等，以及无碳小车的制作材料和步骤。
3. 实践操作。
组织学生分组进行无碳小车的制作实践操作，指导学生使用相关材料进行组装和调试，解决在制作过程中遇到的问题。
4. 比赛展示。
学生完成无碳小车的制作后，组织比赛展示活动，让学生展示他们制作的无碳小车，并评选出最佳作品。
5. 总结反思。
通过比赛展示活动，让学生总结制作无碳小车的经验和收获，思考无碳小车的意义和应用，并展开讨论。
四、教学手段。
1. 多媒体教学。
通过图片、视频等多媒体资料，向学生展示无碳小车的原理和制作过程，激发学生的兴趣和好奇心。
2. 实践操作。
组织学生进行实际操作，让他们亲身体验无碳小车的制作过程，培养他们的动手能力和创新意识。
3. 小组合作。
鼓励学生分组合作，共同制作无碳小车，培养他们的团队合作能力和解决问题的能力。
五、教学评价。
1. 课堂表现。
观察学生在理论学习和实践操作中的表现，包括学习态度、动手能力、团队合作等方面。
2. 比赛评选。
评选学生制作的无碳小车，根据外观、性能、创新等方面进行评比，激励学生的创造力和竞争意识。
3. 学习反思。
让学生对制作无碳小车的过程进行反思和总结，包括遇到的问题及解决方法、收获和不足等方面。
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。
《无碳小车设计说明》-公开课件
·在整个过程中，重力势能完 全转换为小车运动过程的损
耗。使小车行进的更远.
4．细节设计
· 车身 · 车轮 · 轴承 以减小小车重力和动过程
· 传输功率=转矩X角速度 ，通过一系列的齿 轮，带轮，转轴产生转速比，使作用在后 轮的转矩和阻尼转矩平衡，物块低速匀速 下落。
· 在后轮转轴上安放多个不同半径的带轮， 微调转矩，适应不同的环境下阻力的不同。
· 制作多套后轮，微调转矩。改变后轮时， 也要相应的改变转向传动轮的大小，同时 保持车身水平，适当调整前轮转轴的长度。 （现场可实现）
无碳小车设计说明
· 构架 · 转向部分 · 驱动部分 · 细节说明
1.构架部分
· 小车采用三轮结构（1个转向，2个驱动） · 重物落差0.5米物重1kg.
2.转向
· 转向机构与驱动轴相连
· 小车的转向轮周期性的摆动
· 计算传动机构，使小车行使200厘米时，转 向轮摆动一个周期。
· 确定连杆在转盘有位置，尽量减小转向轮 的摆动角度，从而使小车先驱的实际距离 变大。确定初始位置与摆轮角度的关系。
3．驱动
· 原理：绳拉力为动力。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。物块在下落的过程中不可避免 的要与小车发生碰撞，碰撞过程必然要有 能量损失，所以要解决的问题：1下降过程 中，尽可能的降低下落的速度；2在将要下 降到小车时，改变转速比，使物块减速下 落，进一步减少碰撞损耗。
·
二、小车的起始和结束过程
· 梯形原动轮的设计实现小车的起 动和物块的从低速到减速下落。 减小因碰撞而损失的能量。
梯形原动轮
无碳小车传动方案课程设计.
目录一任务书 (1)二方案设计分析 (2)2.1车架 (3)2.2原动机构 (4)2.3传动机构 (4)2.4转向机构 (4)2.5行走机构 (6)2.6微调机构 (7)三运动参数及构件尺寸计算 (7)3.1建立数学模型及参数确定 (7)3.1.1能耗规律模型 (8)3.1.2运动学分析模型 (9)3.1.3动力学分析模型 (13)3.1.4参数确定 (14)四设计总结 (15)五参考资料目录 (15)二设计方案分析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、自动避开障碍物。
为了方便设计这里根据小车所要完成的功能将小车划分为五个部分进行模块化设计（车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构、微调机构）。
为了得到令人满意方案，采用扩展性思维设计每一个模块，寻求多种可行的方案和构思。
下面为我们设计图框（图一）图一在选择方案时应综合考虑功能、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。
图二2.1车架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，车架采用木材加工制作成三角底板式。
可以通过回收废木材获得，已加工。
2.2原动机构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。
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摩擦可能不一样，在不同的场地小车是需要的动力也不一样。
在调试时也不知道多大的驱动力恰到好处。
因此原动机构还需要能根据不同的需要调整其驱动力。
4.机构简单，效率高。
基于以上分析我们提出了输出驱动力可调的绳轮式原动机构。
越障无碳小车机械原理课程设计
机械原理课程设计题目越障无碳小车姓名学号专业班级所在学院机电与信息工程学院二○一四年九月九日一.设计题目：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是按照能量转换原理，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）铅垂下降来取得，落差400±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一路运动，不允许从小车上掉落。
图1为小车示用意。
图1：无碳小车示用意要求小车行走进程中完成所有动作所需的能量均由此重力势能转换取得，不可利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。
要求竞赛小车在前行时能够自动交织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用意二机构运动简图及设计方案机构运动简图：具体设计方案：由于小车的运动轨迹为下图所示咱们利用了最简单的齿轮连杆机构设计小车的行走与转向，利用齿轮啮合传动实现小车移动；利用曲柄连杆实现前轮转向。
小车运动进程分析简图：重物下落，重力势能转化为动能，提供驱动绕绳处驱动轮旋转驱 动大齿轮与偏心轮旋大齿轮旋带动小带轮偏心轮旋转，使连杆沿一条直线前后推动摇杆被连杆推动使其在 一定范围内进行摆动小齿轮旋转驱动后轮 转轴进行旋转驱动后轮转动，使后轮旋转，带动小车能往前运动摇杆摆动使前轮左右摆动使小车左右转动前后轮协调使小车在前进过程S 形曲线绕过障碍三、基础数据（参数）重物下降速度V滑轮半径R0驱动轮半径R驱动轮角速度ω齿轮1角速度ω1齿轮1齿数z1齿轮1模数m1齿轮2齿数z2齿轮2模数m2齿轮2角速度ω2后轮角速度ω后出动比i=1/3曲柄A长度A滑动推杆B长度B摇杆C长度C四．完成设计所用方式及原理简单说明设计总图如图所示：如图示，滑轮上的绳一端连接重物，一端连接驱动轴。
无碳小车机械设计方案
无碳小车机械设计方案无碳小车机械设计方案随着全球环境问题的日益严重，减少碳排放已经成为了全社会所面临的一个重要任务。
在交通工具方面，由于传统的汽车采用燃油作为能源，排放大量的二氧化碳，严重污染了环境。
因此，设计一种无碳小车成为了迫切的需求。
一、设计目标本设计方案旨在设计一种无碳小车，以解决交通工具碳排放的问题。
设计的小车外形简洁美观，结构简单可靠，操控容易，并提高了行车的稳定性和舒适性。
二、设计原理本设计方案采用了电动汽车的原理，以电能作为能源，消除了燃料燃烧排放的问题。
电动小车由电机、电池、控制系统和底盘组成。
电机通过电池供电，驱动车辆运动。
控制系统负责控制电机的启停和速度调节。
底盘承担承载车身和悬挂吸收道路震动的任务。
三、主要部件设计1. 电机：选择高效率的永磁直流电机，具有较高的转速和较大的输出扭矩。
需要具备良好的散热性能和低噪音。
2. 电池：采用高能量密度的锂电池，以提供充足的电能。
需要具备长寿命和较短的充电时间。
3. 控制系统：设计电机启停和调速的电控系统，提供优秀的响应速度和操作便利性。
选择高精度的传感器和电子元件，保证系统稳定性和安全性。
4. 底盘：设计轻量化的车身结构，选用优质的材料，提高车身刚性和稳定性。
采用独立悬挂系统，能够有效吸收道路震动，提高乘坐舒适性。
四、性能指标1. 续航里程：设计小车的电池容量应足够提供一定的续航里程，以满足使用者的日常出行需求。
2. 最高速度：电机的输出能力和电池的电能储存量决定了小车的最高速度，应该设计在城市道路限速范围内。
3. 加速性能：设计小车的电机输出扭矩和重量比决定了小车的加速性能，应该具备良好的起步加速能力。
4. 控制系统响应速度：设计的控制系统应该具备快速响应的能力，能够及时控制电机的启停和调速。
五、安全性设计小车的安全性设计十分重要。
在机械结构上，选用高强度材料，确保车身结构的完整性。
在电气系统上，采取过流、过压、过载保护措施，防止电路故障引起的安全问题。
无碳小车设计方案
无碳小车设计方案专业车辆工程101姓名李海勃学号 1003010110无碳小车设计方案小车设计 1:工作原理先由重物长带(1)上，由于重力的作用，带向下运动，带动轮轴转动，这时候，车轮转动，同时，轮轴通过短带(2)带动轮盘(3)的转动，轮盘(3)带动导向轮(4)的右边的转向杆(5)前后摆动，实现车的转向。
2:动力装置一):传动的选择及其原理:可以利用带传动，因为带传动比较容易实现，同时也容易保证较好的传动比。
如图(2)传动:二):传动比与路程的设计计算:由于带传动的过程中，圆周走过的路程的相同的所以下面的车轮轴也走过了 S 轴圆周= S落差=500mm因为R车轮/R轴=S车/S落差，那么可以设计自己不同的轴来保证行走最远的距离。
取 R车轮/R轴=S车/S落差=8取 R轴=15mm则 R车轮=120mm。
则车可以行走距离为 S车/=500*8=4000mm 3:转向装置图(2)一):转向装置的选择:选择采用空间四杠机构来实现转向，其原理是利用曲柄摇杆机构曲柄转一圈，摇杆转动一定角度，原理如图(2):在连杆与小车导向杆之间利用球铰连接，因为要实现不同方向的转动。
二):工作原理:用车轮轴带动轮盘(1)，用轮盘(1)作为四杠机构的曲柄，杠(2)是其连杆，杠(3)是摇杆，轮盘(1)转动一圈，杠(3)摆动一定的角度，通过行使的路程，计算好每个转弯的的位置，以实现转弯。
三):计算:设计轮盘(1)每转动一圈，小车穿过一个障碍物，所以小车走1m车轴转动圈数为: 1000/(3.14*120)=2.65轮轴带轮盘(1)传动比为 R轮盘(1)/R车轴=2.65:1所以带轮盘(1)直径为 R轮盘(1)=2.65*15=39.8mm 设计工艺(1) 小车的地板采用的是硬制透明的塑料，它可以减轻小车的重量，减少与地面摩擦而产生的能量损失。
(2) 皮带可以采用拉的相对比较紧些，这样就比较容易拉动周的转动。
(3) 所有转动副连接处，都采用球轴承，可以减小摩擦，同时可以保证运动的准确性。
基于SolidWorks的某无碳小车传动装置设计
基于SolidWorks的某无碳小车传动装置设计基于SolidWorks的无碳小车传动置设计可以分为以下几个步骤：1. 设计需求分析：首先，需要明确设计的目标和要求。
例如，传动装置的工作原理、所需承受的力和扭矩、装置的体积限制等。
这些要求将有助于指导后续的设计和分析工作。
2. 创建装置的三维模型：在SolidWorks中，可以使用建模工具创建小车传动装置的三维模型。
根据需求分析，选择适当的零件和组件，并将它们组合成一个完整的装置模型。
确保模型的尺寸和比例准确。
3. 进行装配：使用SolidWorks的装配功能将不同的零件和组件组装在一起，以创建传动装置的装配模型。
确保零件正确连接和对齐，并设置适当的约束和连杆关系。
4. 进行运动仿真：利用SolidWorks的运动仿真功能，对传动装置进行运动分析。
可以模拟实际工作条件下的运动情况，如转动、运动轨迹和相互作用力。
这有助于评估装置的性能和效果，发现潜在的问题并进行优化。
5. 进行强度分析：对传动装置进行强度分析，以验证其承受力和扭矩的能力。
这可以通过SolidWorks的有限元分析功能来完成。
根据材料特性和载荷情况，评估装置的刚度和安全性能，确保其在使用过程中不会发生失效。
6. 优化设计：根据运动仿真和强度分析的结果，对传动装置的设计进行优化。
可能需要对零件的尺寸或材料进行调整，以提高装置的性能和可靠性。
7. 创建制造图纸：最后，在SolidWorks中生成传动装置的制造图纸。
确保图纸准确描述每个零部件的尺寸、几何形状和装配方式，以便进行生产和制造。
以上是基于SolidWorks的无碳小车传动装置设计的一般步骤。
请注意，在实际设计过程中，可能会涉及更多的细节和特定要求，这只是一个基本框架。
进行详细设计时，请确保遵循工程设计的相关原则和标准。
无碳小车课程设计项目说明
1. 设计命题：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车给定一定重力势能，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以此驱动小车行走的装置。
要求小车行走过程中完成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来源。
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。
小车要求具有转向控制机构，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。
图1：无碳小车示意图（1）直行小车竞赛小车在前行时能够自动避开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，距离可在900mm－1100mm之间调节。
图2：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图（2）台上环绕小车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。
障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒，相距300mm－500mm放置在半张标准乒乓球台的中。
如下图图3：竞赛项目二所用乒乓球台及障碍设置图2. 报告要求要求提交结构设计报告，以以下标准评分：（1）完整性要求：小车装配图1幅（A4纸1页），设计说明书1-2页（A4）（2）正确性要求：传动原理与机构设计正确，选材和工艺合理；（3）创新性要求：有独立见解及创新设计思想；（4）规范性要求：图纸表达完整，标注正确；文字描述准确、清晰。
1。
基于SolidWorks的某无碳小车传动装置设计
基于SolidWorks的某无碳小车传动装置设计概述本文档介绍了基于SolidWorks软件的某无碳小车传动装置设计。
首先，我们将阐述设计的目标和背景，然后详细描述传动装置的设计过程，最后给出设计结果和改进建议。
设计目标和背景在当今全球气候变化的背景下，减少碳排放已成为社会的共识。
无碳交通工具越来越受到重视，小型电动车辆是其中一种受欢迎的选择。
本项目旨在设计一种高效、可靠、无碳的传动装置，以用于某型号的小车。
设计过程步骤1：需求分析在开始设计之前，我们需要对传动装置的需求进行分析。
通过与用户和相关部门沟通，我们得出以下设计需求：•高效：传动装置应具有高效的能量转换特性，以提供尽可能长的使用时间。
•可靠性：传动装置应具有稳定的性能和良好的工作寿命，以减少维修和更换成本。
•无碳排放：传动装置应采用电动方式，以达到无碳排放的目标。
步骤2：设计方案选择基于需求分析，我们决定采用直驱电动传动装置方案。
该方案不仅具有高效能量转换特性，还提供较长的使用时间。
同时，直驱电动传动装置无需传统的机械传动部件，因此更加可靠且无碳排放。
步骤3：SolidWorks建模在SolidWorks中，我们开始进行传动装置的建模。
首先，我们绘制整个小车的外形，然后根据设计需要将其分解为多个子组件。
接下来，我们详细设计每个子组件的结构和功能。
在设计过程中，我们特别注意以下几个关键部分的设计：•电动机：选择高效的直流无刷电机，并将其与电动控制器相连。
•齿轮传动系统：设计齿轮传动系统以实现主要的转动和驱动功能。
•挂轴和轮子：设计合适的轴和轮子以实现小车的移动。
步骤4：仿真和优化在完成传动装置的建模之后，我们使用SolidWorks的仿真工具对其进行验证和优化。
通过进行多种场景的仿真测试，我们可以评估传动装置的性能和稳定性，并根据需要进行优化。
步骤5：制造和装配在完成传动装置的设计和优化后，我们开始制造和装配实际部件。
首先，根据设计文件制造各个部件。
无碳小车设计机械设计课程设计说明书
无碳小车设计机械设计课程设计说明书1. 引言本课程设计旨在通过机械设计的方式，设计一款无碳小车，以减少对环境的污染和消耗。
本文档将详细介绍无碳小车的设计背景、设计目标、设计原则和设计方法。
2. 设计背景随着全球环境问题的日益严重，减少碳排放已成为全球范围内的热门话题。
传统的汽车使用化石燃料，会产生大量的二氧化碳排放，对空气质量和气候变化产生不良影响。
为了减少对环境的负面影响，无碳小车设计应运而生。
3. 设计目标本课程设计的主要目标是设计一款无碳小车，具体目标包括： - 实现零碳排放，不使用化石燃料或其它能源； - 具备足够的运行时间和里程，以满足日常出行需求； - 车辆结构紧凑，便于停放和携带； - 提供舒适的乘坐体验和便捷的操作方式；- 造价低廉，易于生产和维护。
4. 设计原则在设计无碳小车时，应遵循以下原则： - 绿色环保：选择环保材料和可再生能源来实现零碳排放； - 轻量化设计：减少车辆重量，降低能耗； - 紧凑型设计：优化车辆结构，使其紧凑易携带； - 智能化设计：引入智能控制系统，提高车辆的性能和安全性； - 成本优化：设计时要兼顾制造和维护成本，降低用户购买和使用成本。
5. 设计方法无碳小车的设计可以通过以下步骤来完成：5.1 确定车辆类型和用途根据市场需求和用户需求，确定无碳小车的类型和用途，例如城市代步车、短途出行车、商务巴士等。
5.2 材料选择选择符合绿色环保要求的材料，例如轻质高强度的复合材料，可再生材料等。
5.3 车辆结构设计根据车辆类型和用途，设计合理的车身结构、底盘结构和悬挂系统，以确保车辆性能和舒适性的要求。
5.4 驱动系统设计设计无碳小车的驱动系统，可以使用电动机、太阳能电池等能源，提高车辆的效能和续航能力。
5.5 控制系统设计引入智能控制系统，通过传感器和算法优化车辆的性能和安全性，例如自动驾驶、智能节能等功能。
5.6 辅助设备设计除了核心的车辆设计，还可以设计一些辅助设备，例如充电桩、车辆定位系统等，提供便捷的使用体验。
无碳小车设计方案
无碳小车设计草案一、设计意图1，以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”。
2，设计小车，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，砝码的可下降高度为400±2mm。
标准砝码始终由小车承载，小车不掉落图1 无碳小车示意图3，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。
4，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。
5，小车为三轮结构。
二、设计原理1，以重物为驱动件，通过重力做功将重力势能转化为小车的动力，驱动后轮前进。
2，利用合适的转向机构使前轮跟随后轮的旋转做周期性的摆动，以实现前轮的转弯，3，3，设计一个合理的调节机构，使前轮的摆动弧度得以控制，以适应不同的障碍物间距，达到调可节目的三、设计结构图四、细节设计1、小车底座小车底座起支撑小车的作用，由于小车的传动是重块的重力势能转化为动能，重块需要400mm的高度，所以需要底座质量稍微大点，使小车的重心尽可能的靠近地面以保持稳定。
2、重物连接机架后方向上设计突出加高，在顶部连接一个滑轮，重物通过细线连接后轴绕过定滑轮再连接重物3、传动机构指重块重力势能转化为下面齿轮旋转运动的构件组合。
包括重物、定滑轮、绳子、轴、齿轮。
绳子的一端连在重物上，另一端连在轴上，重物下降时通过绳子在轴上的缠绕来促使后轮轴的转动，从而带动固连载轴上的齿轮的转动，进而通过下一个齿轮将运动传递下去。
4、转向机构如上图所示，大齿轮及其左边的机构。
随大齿轮的转动带动紧挨着的滑块机构B，使B做往复移动运动，B左端是一个铰链-滑动机构，从而将B的往复运动传递到摆杆C的摆动，使小车在前行的过程中前轮做正玄型曲线式的摆动，从而使小车能够周期性的左右绕过木桩。
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目录一任务书 (1)二方案设计分析 (2)2.1车架 (3)2.2原动机构 (4)2.3传动机构 (4)2.4转向机构 (4)2.5行走机构 (6)2.6微调机构 (7)三运动参数及构件尺寸计算 (7)3.1建立数学模型及参数确定 (7)3.1.1能耗规律模型 (8)3.1.2运动学分析模型 (9)3.1.3动力学分析模型 (13)3.1.4参数确定 (14)四设计总结 (15)五参考资料目录 (15)二设计方案分析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、自动避开障碍物。
为了方便设计这里根据小车所要完成的功能将小车划分为五个部分进行模块化设计（车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构、微调机构）。
为了得到令人满意方案，采用扩展性思维设计每一个模块，寻求多种可行的方案和构思。
下面为我们设计图框（图一）图一在选择方案时应综合考虑功能、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。
图二2.1车架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，车架采用木材加工制作成三角底板式。
可以通过回收废木材获得，已加工。
2.2原动机构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。
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摩擦可能不一样，在不同的场地小车是需要的动力也不一样。
在调试时也不知道多大的驱动力恰到好处。
因此原动机构还需要能根据不同的需要调整其驱动力。
4.机构简单，效率高。
基于以上分析我们提出了输出驱动力可调的绳轮式原动机构。
我们可以通过改变绳子绕在绳轮上不同位置来改变其输出的动力2.3传动机构传动机构的功能是把动力和运动传递到转向机构和驱动轮上。
要使小车行驶的更远及按设计的轨道精确地行驶，传动机构必需传递效率高、传动稳定、结构简单重量轻等。
1.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，此种方式效率最高、结构最简单。
在不考虑其它条件时这是最优的方式。
2.带轮具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸震等特点但其效率及传动精度并不高。
不适合本小车设计。
3.齿轮具有效率高、结构紧凑、工作可靠、传动比稳定但价格较高。
因此在第一种方式不能够满足要求的情况下优先考虑使用齿轮传动。
2.4转向机构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。
能够将旋转运动转化为满足要求的来回摆动，带动转向轮左右转动从而实现拐弯避障的功能。
能实现该功能的机构有：凸轮机构+摇杆、曲柄连杆+摇杆、曲柄摇杆、差速转弯等等。
凸轮：凸轮是具有一定曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。
优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便；缺点：凸轮轮廓加工比较困难。
在本小车设计中由于：凸轮轮廓加工比较困难、尺寸不能够可逆的改变、精度也很难保证、重量较大、效率低能量损失大（滑动摩擦）因此不采用曲柄连杆+摇杆优点：运动副单位面积所受压力较小，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。
缺点：一般情况下只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，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和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。
在本小车设计中由于小车转向频率和传递的力不大故机构可以做的比较轻，可以忽略惯性力，机构并不复杂，利用MATLAB进行参数化设计并不困难，加上个链接可以利用轴承大大减小摩擦损耗提高效率。
对于安装误差的敏感性问题我们可以增加微调机构来解决。
曲柄摇杆结构较为简单，但和凸轮一样有一个滑动的摩擦副，其效率低。
其急回特性导致难以设计出较好的机构。
差速转弯差速拐是利用两个偏心轮作为驱动轮，由于两轮子的角速度一样而转动半径不一样，从而使两个轮子的速度不一样，产生了差速。
小车通过差速实现拐弯避障。
差速转弯，是理论上小车能走的最远的设计方案。
和凸轮同样，对轮子的加工精度要求很高，加工出来后也无法根据需要来调整轮子的尺寸。
（由于加工和装配的误差是不可避免的）综合上面分析我们选择曲柄连杆+摇杆作为小车转向机构的方案。
2.5行走机构行走机构即为三个轮子，轮子又厚薄之分，大小之别，材料之不同需要综合考虑。
有摩擦理论知道摩擦力矩与正压力的关系为δ⋅=N M对于相同的材料δ为一定值。
而滚动摩擦阻力R N RM f δ⋅==，所以轮子越大小车受到的阻力越小，因此能够走的更远。
但由于加工问题材料问题安装问题等等具体尺寸需要进一步分析确定。
由于小车是沿着曲线前进的，后轮必定会产生差速。
对于后轮可以采用双轮同步驱动，双轮差速驱动，单轮驱动。
双轮同步驱动必定有轮子会与地面打滑，由于滑动摩擦远比滚动摩擦大会损失大量能量，同时小车前进受到过多的约束，无法确定其轨迹，不能够有效避免碰到障碍。
双轮差速驱动可以避免双轮同步驱动出现的问题，可以通过差速器或单向轴承来实现差速。
差速器涉及到最小能耗原理，能较好的减少摩擦损耗，同时能够实现满足要运动。
单向轴承实现差速的原理是但其中一个轮子速度较大时便成为从动轮，速度较慢的轮子成为主动轮，这样交替变换着。
但由于单向轴承存在侧隙，在主动轮从动轮切换过程中出现误差导致运动不准确，但影响有多大会不会影响小车的功能还需进一步分析。
单轮驱动即只利用一个轮子作为驱动轮，一个为导向轮，另一个为从动轮。
就如一辆自行车外加一个车轮一样。
从动轮与驱动轮间的差速依靠与地面的运动约束确定的。
其效率比利用差速器高，但前进速度不如差速器稳定，传动精度比利用单向轴承高。
综上所述行走机构的轮子应有恰当的尺寸，可以如果有条件可以通过实验来确定实现差速的机构方案，如果规则允许可以采用单轮驱动。
2.6微调机构一台完整的机器包括：原动机、传动机、执行机构、控制部分、辅助设备。
微调机构就属于小车的控制部分。
由于前面确定了转向采用曲柄连杆+摇杆方案，由于曲柄连杆机构对于加工误差和装配误差很敏感，因此就必须加上微调机构，对误差进行修正。
这是采用微调机构的原因之一，其二是为了调整小车的轨迹（幅值，周期，方向等），使小车走一条最优的轨迹。
由于理论分析与实际情况有差距，只能通过理论分析得出较优的方案而不能得到最优的方案。
因此我们设计了一种机构简单的小车，通过小部分的改动便可以改装成其它方案，再通过试验比较得到最优的小车。
三运动参数及构件尺寸计算技术设计阶段的目标是完成详细设计确定个零部件的的尺寸。
设计的同时综合考虑材料加工成本等各因素。
3.1建立数学模型及参数确定3.1.1能耗规律模型为了简化分析，先不考虑小车内部的能耗机理。
设小车内部的能耗系数为ξ-1，即小车能量的传递效率为ξ。
小车轮与地面的摩阻系数为δ，理想情况下认为重块的重力势能都用在小车克服阻力前进上。
则有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==∑∑==3131*i i i i R N g m N mgh s i i 总ξδ i N 为第i 个轮子对地面的压力。
i R 为第i 个轮子的半径。
i S 为第i 个轮子行走的距离总m 为小车总质量为了更全面的理解小车的各个参数变化对小车前进距离的变化下面分别从1.轮子与地面的滚动摩阻系数、2.轮子的半径、3.小车的重量、4.小车能量转换效率。
四方面考虑。
通过查阅资料知道一般材料的滚动摩阻系数为0.1-0.8间。
当车轮半径分别为（222mm ，70mm ）摩阻系数分别为0.3，0.4，0.5.....mm 时小车行走的距离与小车内部转换效率计算可知滚动摩阻系数对小车的运动影响非常显著，因此在设计小车时也特别注意考虑轮子的材料，轮子的刚度尽可能大，与地面的摩阻系数尽可能小。
同时可看到小车为轮子提供能量的效率提高一倍小车前进的距离也提高一倍。
因此应尽可能减少小车内部的摩擦损耗，简化机构，充分润滑。
当摩阻系数为0.5mm时计算可知当小车的半径每增加1cm小车便可多前进1m到2m。
因此在设计时应考虑尽可能增大轮子的半径。
3.1.2运动学分析模型符号说明：驱动轮半径驱动轮A与转向轮横向偏距驱动轮B与转向轮横向偏距驱动轴（轴2）与转向轮中心距离曲柄轴（轴1）与转向轮中心距离曲柄的旋转半径摇杆长连杆厂l轴的绳轮半径r2驱动：当重物下降dh 时，驱动轴（轴2）转过的角度为2θd ，则有22r dh d =θ则曲柄轴（轴1）转过的角度i d d 21θθ=小车移动的距离为（以A 轮为参考）2θd R ds ⋅=转向：当转向杆与驱动轴间的夹角α为时，曲柄转过的角度为1θ则α与1θ满足以下关：()()1221211222cos sin sin cos 1θθαα⋅+⋅-⋅++-⋅=r r c b c l解上述方程可得1θ与α的函数关系式()1θαf =c 、小车行走轨迹只有A 轮为驱动轮，当转向轮转过角度α时，如图：则小车转弯的曲率半径为1tan a b +=αρ小车行走ds 过程中，小车整体转过的角度ρβdsd =当小车转过的角度为β时，有⎩⎨⎧⋅=⋅-=ββcos sin ds dy ds dx小车其他轮的轨迹 以轮A 为参考，则在小车的运动坐标系中，B 的坐标()()0,21a a B +-C 的坐标()d a C ,-在地面坐标系中，有⎩⎨⎧⋅+-=⋅+-=ββsin )(cos )(2121a a y y a a x x A B A B⎩⎨⎧-⋅+=-⋅-=ββββsin cos sin cos 11a d y y d a x x A C A C为求解方程，把上述微分方程改成差分方程求解，通过设定合理的参数的到了小车运动轨迹。
图五3.1.3动力学分析模型驱动如图：重物以加速度向下加速运动，绳子拉力为T ，有)(a g m T -=产生的扭矩122λ⋅⋅=r T M ，（其中1λ是考虑到摩擦产生的影响而设置的系数。