基于SolidWorks软件“S”形无碳小车的结构设计
《S型无碳小车设计》
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
转向拨杆的设计转向拨杆的端面小球直径10mm，杆长60mm，杆直径3mm，杆面有螺纹便于调节球面与凹槽轮的长度，引起转向轴的轻微偏转。这种设计把转向机构与微调机构整合在一起，设计简单、机构轻巧、灵活方便。凹槽轮的设计凹槽轮的宽度由拨杆小球的球面直径和前轮转向的最大角度决定。在实际的运动中无碳小车的转向角度,参见图3-2
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结构设计及参数选择
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仿真结果
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无碳小车
3/6/2022015-12-8
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课题内容
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课题内容
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整体设计思路
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整体设计思路
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Байду номын сангаас
凸轮机构曲柄摇杆
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整体设计思路
齿带槽凹槽轮
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结构设计及参数选择
轨道的设计无碳小车按正弦曲线行走，路线近似于“S”型，在行驶轨迹确定的情况下，小车的行驶路径不变，对路径的研究设计，可以大概确定小车行走路程，初步断定车轮的半径，转向轮的最大角度。无碳小车在宽度为2000mm的赛道上行驶，中间的障碍物相隔100mm，为了不让无碳小车越出赛道，避免无碳小车与障碍物碰撞，拟定出一下路线图参见图3-1：
“S”型无碳小车结构创新设计
型无碳小车结构创新设计
蒋创宇李笑笑 （河南科技大学机电工程学院，河南洛阳471003）
摘 要：本次研究的是可自发行走的方向可控的无碳小车，利用齿轮啮合将运动传递给后轮轴实现前进动作；并利用曲柄摇
杆机构实现前轮转向。我们根据功能要求分别做模块化分析。原动机构把重力势能转化为机械能，同时要降低摩擦损耗。传动机
构把机械能转化为满足小车前进及转向的动能。转向机构利用齿轮-齿轮（带有滑槽）间的传递，后经滑槽连接的连杆传递给转向
轮，实现往复摆动，调节转向轮转角大小使小车顺利绕桩行走。应用Solidedge、Proe、CAD等软件进行三维设计及仿真分析轨迹路 径，验证了小车的稳定性。
关键词：无碳小车；能量转换；结构设计
参考文献 [1]何川,封坤等.盾构法修建地铁隧道的技术现状与展望[J].西南 交通大学学报,2015,5（1）. ⑵苏海鹏.盾构法隧道施工过程中的安全控制策略研究[J].四川 建材,2013,39（1）. [3]王磊，袁文征.盾构管片吊运系统平衡梁结构设计及优化[J].建 筑机械,2016⑷.
作者简介：陈艳（1989,4-）,男，汉族，湖北荆州人，湖北大学
小车趋近匀速行驶。设计中使锥状滚筒大端到小端平稳过渡。
驱动力大小适中，避免了拐弯时由于速度过大而侧翻,或者由
于重物摇晃幅度大影响行走叫
驱动力分析。设小车质量为m”重块质量为m2,地面支反力
为N;地面对车轮摩擦力为f,摩擦系数为4驱动轮直径为d,
(半径为r,);锥状滚筒传递的扭矩为M,其中最大直径为半 径d),最小直径d3；摩擦力对轮轴的扭矩为⑷,受力如图1所
4结论 本文综合性论述了隧道掘进机有关管片吊运技术，从轨道
型式，水平行走和起吊方式上进行详细的阐述。在特定工况模 式下，需详细分析设计。盾构开挖直径，地质结构，管片布置形 式,运输控制要求,成本要求和安全性等要求,对具体的吊运技 术选择，均有不同影响。在设计过程中，需与实际工况要求、管 片型式、后配套拖车设计接口、拼装机设计接口以及出渣系统设 计接口相关联。
“S”型无碳小车创新设计
“S”型无碳小车创新设计摘要：本作品设计以“S”型无碳小车创新设计命题，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”四个方面要求。
本作品设计目的主题围绕“无碳”，即不利用有碳能源，根据能量转换原理，利用重力势能驱动具有方向控制功能的小车模型。
这种小车结构轻巧，能够将重力势能转化成小车的动能，从而完成小车的所有动作。
该小车行走时能够避开所设置的障碍物，障碍物所摆放的间距由转向机构中的偏心轮（偏心距）决定，根据偏心距的不同可以得到不同的“S”型曲线。
关键词：无碳小车；重力势能第1章小车工作原理和理论设计1.1 工作原理重锤的牵引带动原动轮的转动，原动轮的转动带动齿轮转动，再根据两齿轮之间的齿轮啮合带动驱动轮转动，在原动轮转动时偏心轮也同时转动从而使连杆、摇杆动作，杆前后运动，摇杆圆周运动，使得转向轮偏转，根据驱动轮转向，小车就可以按照要求一边行走一边转弯。
小车的设计是提高小车性能的关键。
在设计方法上采用参数化设计、优化设计、系统设计等理论方法。
采用了SOLIDWORKS等辅助软件。
1.2 小车基本构架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。
为了方便设计根据小车需要完成的功能将小车分为四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）。
第2 章小车总体分析2.1 小车功能实现2.1.1 原动机构原动机构的作用是将重锤的重力势能转化成小车的前进的动能。
小车对原动机构的要求：⑴驱动力适中，不至于小车在拐弯处速度过大而侧翻，或者重锤晃动厉害影响小车行走。
⑵小车的重力势能尽可能多的转换成动能，避免小车冲击过大，转换效率下降。
⑶由于小车在不同场合行走时所受的阻力会有所不同，故小车的动力提供必需可调。
基于以上原则原动机构采用绳轮式。
2.1.2 传动机构传动机构是将动力传递给驱动轮的架构。
要使小车行驶的更远且按既定的轨迹行走，传动机构必需传递效率高、传动稳定、结构简单质量轻。
S无碳小车结构方案
“S”无碳小车结构方案一、设计思路1.根据能量守恒定律，物块下落的时能直接转化为小车的动能，推动小车前进，此时势能的损失最小，故小车前进的动能应有物块的势能直接转化。
2.设计要求小车有自动避障的功能，小车的前进路线呈中周期性变化，但是当小车转向时速度有损失，故其前进路线需要通过精确计算得到.3.需要对小车的结构进行分析，综合考虑小车的加工工艺，成本，使得到的产品设计合理。
4.在设计的时候需要尽量减轻整车的质量，对小车进行受力分析，保证其行驶过程中运动平稳。
5.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），比赛时统一用质量为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。
如右图所示：6.小车设计要求（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。
（2）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。
（3）要求小车为三轮结构（4）小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍后，整体穿过赛道中线且障碍物不被撞倒（擦碰障碍，但没碰倒者，视为通过）；重复上述动作，直至小车停止。
二、小车出发定位方案通过对小车的功能分析，小车需要完成自动避开障碍物，驱动自身行走，重力势能的转换功能。
所以我们将小车的设计分为以下部分，路径的选择，自动转向装置，能量转换装置和车架部分。
小车在运动中，其运动轨迹简化为余弦曲线图像，通过小车的传动比以及转向装置曲柄的长度计算出余弦曲线的幅值，将小车放置于幅值处。
将障碍物的方向定为Y轴，X 轴在水平面垂直于Y轴，画出小车前进路线轨迹，将障碍物在轨迹图中，找到能通过的位置，量取此时Y轴与小车出发的幅值处即为小车出发点。
S型无碳小车设计
3 构造设计及参数选择
完毕多种零件旳装配后得到了无碳小车旳完整装配图
3 构造设计及参数选择
完毕多种零件旳装配后得到了无碳小车旳完整装配图
4 仿真成果
在完毕整体装配图旳环境下，单击左下角旳运动算例，把动画模拟时间轴拉到20秒旳位置。 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，为绳轮轴添加一种虚拟马达。虚拟马达模拟重锤下落时牵动绳子带动绳索转动旳情况， 设定虚拟马达旳转速为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。输出动画成果，对 成果进行分析。 对于建立旳无碳小车，在没有考虑其他摩擦力、阻力、能量损失旳情况下，加人虚拟马达模 拟运动时，绳轮能带动轴旳转动，引起齿轮2旳转动，齿轮2又带动齿轮1、齿轮3旳转动。当 车轮转过1.5圈时，凹槽轮刚好转过0.5圈，阐明齿轮1、齿轮2、齿轮3在齿数设计上符合拟定 旳运动轨迹转向要求。 对于转向机构旳设计，凹槽轮转动时，拨杆球面与凹槽面相切运动，伴随凹槽旳变化，拨杆 也能伴随凹槽途径变化，引起转向轴旳变化，带动前轮转动。阐明设计旳这种转向机构有一 定旳实用性，能够带动小车有规律旳转向。同理能够经过边凹槽轮上旳凹槽途径，设定出特 定规律旳途径，让无碳小车沿不同特定规律路线行走。例如走“8”字型、“0”路线。
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无碳小车
12/8/2023 023-12-8
课题内容
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整体设计思绪
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目录
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仿真成果
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构造设计及 参数选择
1 课题内容
本课题围绕主题：基于SolidWorks下无碳小车旳设计及模拟仿真，设计一种无碳小 车，根据能量转换原理,驱动小车运动旳能量是给定重力旳重锤下落旳势能转换来旳 机械能让其行走及转向旳。给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），用质量为1Kg旳 重块（￠50×65 mm，一般碳钢）铅锤下降来取得，落差400±2mm，重块落下后， 能和小车一起运动并被小车承载，防止铅垂从小车上掉落。图1-1为小车示意图。
基于S型避障无碳小车车身结构设计的创新和优化
基于 S 型避障无碳小车车身结构设计的创新和优化摘要：无碳小车是一种依靠重力势能驱动的自动避障的机构驱动转向机械小车。
S型无碳小车对与机构的传动精度要求高。
在设计过程中预留了微调机构，在装配后设置参数后微量调整。
那么简化微调机构提高微调效率显得尤为重要。
本文主要就是对转向机构中的微调机构的创新与优化。
关键词：轻便、结构优化、微调机构。
一、设计方案无碳小车大体可以从两个角度车出发，一是无碳，二是前进且自动转向功能。
首先要提出的是无碳，即以重物悬挂高处通过重物下降的势能驱动小车前进，如今都以绳轮机构为主。
本文绳轮机构只就适应车体布置设置了合适参数，通过小车三维建模体现，不做详述。
其次则是运动。
动力机构设计为齿轮机构，将重力势能转化为驱动力，需设置合理传动比与中心距。
三是研究小车的自控功能如何实现，在研究现存机构与其参数的根据下，参阅相关设计资料，结合最基本的空间四杆机构理论，设计构件参数及其运动形式。
即确定运动副的类型与布置位置。
四是设置一个适用此转向机构的微调机构。
五是机构的合理布置。
机构的设计应首先本着精确执行其功能的原则，其次因无碳小车需轻量化，所以尽量减轻各构件重量，精简构件结构形状。
应当强调的是应尽量避免低副摩擦的现象，低副摩擦，尤其是在组成低副的构件受较大垂直摩擦面线性载荷和方向变化的动载荷时，会造成剧大的摩擦热量损失。
通过多次的软件数据分析和建模以及仿真设计出了符合要求的无碳小车。
二、整体设计本次设计采用以转向轮（前轮）、差速轮（后轮1）、驱动轮（后轮2）为三个顶点绘制三角形。
通过MATLAB建立三条轨迹曲线来模仿小车的运行轨迹，通过设置桩距的方法来合理设置车宽幅与车总长确保车子在运行过程中不会触碰定点桩。
在确定了合理的车身长宽之后来设计机构的布置形式与参数大小,通过Solidworks建立三维模型，代入所设计参数研究是否合理。
将不合理的车长车宽在带回轨迹曲线进行完善。
最终达到合理可行的状态。
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
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2 整体设计思路
。
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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
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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
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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
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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
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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
机械毕业设计(论文)-S型无碳小车的设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】
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。
S曲线无碳小车-毕业设计
Key Words
modular designing, ation, crank connecting rod mechanism, single differential wheel
II
S 曲线无碳小车设计
目录
摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................. II 1 绪论............................................................................................................... - 1 1.1 小车的设计要求............................................................................... - 1 1.2 小车的设计方法............................................................................... - 2 2 方案设计....................................................................................................... - 4 2.1 车架................................................................................................... - 7 2.2 原动机构........................................................................................... - 7 2.3 传动机构......................................................................................... - 10 2.4 转向机构......................................................................................... - 13 2.5 驱动系统......................................................................................... - 15 2.6 微调机构......................................................................................... - 18 3 技术设计..................................................................................................... - 20 3.1 数学模型的建立及参数确定......................................................... - 20 3.1.1 能耗规律模型..................................................................... - 20 3.1.2 运动学分析模型................................................................. - 23 3.1.3 确定零件尺寸..................................................................... - 27 3.2 零部件设计..................................................................................... - 29 3.2.1 标准件及材料明细表......................................................... - 29 III
S型无碳小车结构设计
S型无碳小车结构设计随着环保意识的不断提高，无碳小车作为一种清洁、节能的运输工具，逐渐受到了人们的。
S型无碳小车作为一种典型的设计，具有其独特的优势。
本文将从S型无碳小车的结构设计出发，阐述其设计理念、实践方法以及所面临的挑战。
S型无碳小车是一种使用太阳能或其他绿色能源作为动力源的小型车辆。
其特点主要包括零排放、节能环保、便捷实用等。
结构设计对于S型无碳小车的性能和稳定性有着至关重要的影响。
合理的结构设计能够最大程度地发挥车辆的性能，提高其稳定性和耐久性。
S型无碳小车的结构设计通常包括以下几个方面：车身结构、悬挂系统、动力传输、制动系统以及转向系统。
在设计过程中，我们首先需要考虑的是如何将太阳能转化为动力，并实现车辆的驱动和转向。
此外，合理的车身结构和悬挂系统也是提高车辆稳定性和舒适性的关键因素。
在设计S型无碳小车的车身结构时，我们需要考虑车身的材料、强度、轻量化以及生产工艺等因素。
同时，还需要注意车身结构与太阳能电池板之间的匹配，以充分利用太阳能。
悬挂系统的设计则需要根据车辆行驶的路况和舒适性要求来进行，以保证车辆在行驶过程中的稳定性和平顺性。
制动系统和转向系统的设计也是S型无碳小车结构设计的关键部分。
对于制动系统，我们需要考虑制动器的类型、制动性能以及与车轮的匹配等因素。
而对于转向系统，则需要转向器的类型、转向灵敏度以及与车轮的连接方式等因素。
在进行S型无碳小车结构设计时，我们需要注意以下几点：首先，要确保设计的结构合理、性能稳定，并能够满足车辆的使用要求；其次，要在保证车辆性能的同时，尽可能地减轻车身重量，以提高车辆的能效；最后，要注意选择合适的材料和工艺，以满足车辆的强度和耐久性要求。
总的来说，S型无碳小车结构设计是一个充满挑战和机遇的领域。
通过不断的研究和实践，我们可以进一步提高S型无碳小车的性能和稳定性，实现其在更多领域的应用。
同时，我们也应该意识到，S型无碳小车的设计与制造需要强大的技术支持和资源投入，因此，我们需要不断加强技术研究和创新，以推动S型无碳小车的发展。
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。
S型无碳小车-结构设计方案
（此栏由赛务工作人员填写）
第一幅照片（小车正面）
（注意照片的放置方向与页面方向一致，
照片上不允许出现参赛学校信息，阅后删除。）
第二幅照片（小车侧面）
（注意照片的放置方向与页面方向一致，
照片上不允许出现参赛学校信息，阅后删除。）
第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛（广西赛区）
The 5thNational UndergraduateEngineering Training Integration Ability Competition（Guangxi Division）
2、小车出发定位方案
无碳小车的行走路线近似于余弦曲线，通过计算小车的运动可以计算出该余弦曲线的幅值，小车出发位置在偏离原点一个幅值长度的地方。通过对小车的运动计算可得其运动方程，再通过计算可得出小车转向轮的偏向角度，偏向角度可通过微调机构调节。通过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。
2..通过计算并确定两齿轮的的传动比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S路线。
3.使用滑轮组将重物的重力势能通过细绳以转矩的形式传递到输入轴；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；小车通过输入轴带动圆盘并通过空间四杆机构实现小车的转向。具体调试过程中，通过调节杆长以满足小车周期性转向；小车采用单向轴承，从而实现两后轮的差速，便于转弯，并最大程度上实现了小车结构的优化。
产品名称
小车
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编号
第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛（广西赛区）
The 5thNational UndergraduateEngineering Training Integration Ability Competition（Guangxi Division）
S形轨迹无碳小车的结构设计（精选五篇）
S形轨迹无碳小车的结构设计（精选五篇）第一篇：S形轨迹无碳小车的结构设计“S形轨迹无碳小车的结构设计摘要：针对第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛题目，设计一辆通过重力驱动的纯机械结构的无碳小车，且小车具有周期性越障功能。
通过所学知识，设计并制作该小车，参加比赛。
设定不同的参数，借助工程软件MATLAB对小车的轨迹进行仿真计算。
通过分析，设计出一辆满足比赛要求的小车。
并且通过调试证明，小车能够稳定行驶，具有较高的可靠性。
关键词：无碳小车越障轨迹仿真0前言本文针对第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛关于“S”形轨迹的要求，设计并制作了一种将重力势能转换为动能，并且按照“S”形轨迹稳定前行的无碳小车。
小车为三轮结构，前轮为方向轮；后面一轮为驱动轮，一轮为从动轮。
小车具有可调节的转向控制机构，以适应700-1300mm间距的不同间距障碍物。
1小车结构设计本文把小车的机构分为：原动机构、传动机构、转向机构、微调机构与车身。
除了轴承、螺栓螺母等标准件可以直接选用外，小车的其余部件均使用LY102铝合金制作。
本文的设计目的是使小车各部分的尺寸协调，满足强度要求、实现不同距离的越障功能。
下面是各个机构的设计： 1.1原动机构设计原动机构是利用重物下落时的重力势能转化为动能，从而驱动小车前进和转向的机构。
重物是1kg的标准砝码，重物周围是三根均布的钢管，从而约束重物的自由度，使重物直线下降，减少了能量损失，保证了小车重心的稳定性。
重物通过尼龙线绕在小车的绳轮上，在下降的过程中，带动绳轮的转动，实现了能量转换。
在实际测试中，证明了该结构简单、能量转化率高、成本低等特点。
1.2传动机构设计传动部分是原动机构和小车主动轮动力传递的枢纽，本文设计的小车的传动机构由后轮、一级齿轮、及其相关零件组成。
由于小车具有转向的功能，为不干扰小车的转向，后轮采用差速连接。
小车的右后轮为主动轮，左后轮为从动轮。
主动轮与传动机构相连，驱使小车的运动，从轮轮用轴承空套在后轴上，跟随小车的运动。
S型路线无碳小车设计
. A噪l声l；（R2）i承gh载t能s力R高e，s在e尺r寸ve小d、.重量轻的前提下，轮齿强度
高、耐磨性好，在预定的使用期限内不出现失效现象。 3.3 转向机构
关键词：无碳小车；功能；结构；布局
0 引言
无碳小车主要由车架、原动机构、传动机构、转向机构、行 走机构、微调机构6个模块组成。 从6个模块分别对小车进行分 析，得出如下结论：（1）车架要便于经常拆卸，选用质量轻的硬 质 材 料 ；（2）原 动 机 构 通 过 滑 轮 悬 挂 ；（3）传 动 机 构 选 用 小 模 数、高传动比的一级齿轮组来进行传动；（4）转向机构为曲柄 连杆机构，用球头连杆连接；（5）行走机构为单向轴承双轮驱 动；（6）微调机构由曲柄、连杆、摇杆调节，调节曲柄用于改变 曲柄长度来改变小车转向角度，从而达到适应不同场地、不同 障碍物的要求。
1 无碳小车功能设计
设计一种小车，其动力源是根据能量转换原理，由给定重 锤（1 kg的标准砝码准50×65 mm，碳钢制作）的重力势能转换
.而A得l到l，砝Ri码g的h可t下s 降R高e度se为r（v40e0d±.2）mm。 该无碳小车在向 前行走时能够自动避开设置的障碍物（每间隔700～1 300 mm 放置一个直径为20 mm、高200 mm的弹性障碍圆棒），砝码始 终由小车承载。 为了能更方便地设计小车，根据比赛要求可知小车行走 路线，可以将它近似地看成余弦函数： y=Acosωx 式中，A为振幅；ω为频率。 上述函数的图像就类似于无碳越障小车行走的路线。 2 无碳小车结构设计及运动分析 通过对无碳小车的车架采用三角形和矩形组合的形式、 4 驱动器电源电路设计 步进电机细分驱动器DA2304ME需要DC+12 V电压，开关 也需要DC+12 V电压，因此本文设计了DC+12 V电源，采用最 常见的桥式整流电路来实现[4]，如图5所示。
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。
基于Solidworks的S型无碳小车设计和运动仿真分析
基于Solidworks的S型无碳小车设计和运动仿真分析时代农机TIMES AGRICULTURAL MACHINERY2019年第7期第46卷第7期Vol.46No.72019年7月July.2019基于Solidworks 的S 型无碳小车设计和运动仿真分析刘英建，马天保，刘丽鑫，马佳宁（河北农业大学，河北保定071001）摘要：根据工程训练综合能力竞赛中的S 型运动特性无碳小车能够在规定一米桩的±300mm范围内任意摆放的要求，利用Solidworks 进行设计并进行仿真模拟，对运行轨迹进行分析，来减小实际运动中的误差。
关键词：无碳小车；Solidworks 建模；设计仿真模拟作者简介：刘英建（1998-），男，河北承德人，本科在读，主要研究方向：机械设计制造及其自动化。
1无碳小车设计1.1材料设计根据比赛的要求，利用质量为1kg 的钩码，降落高度为400±2mm ，将重力势能转化为小车的动能，要求车架材料不宜过重，重心要低，否则会增大地面与轮子的摩擦力，浪费更多能量，因此我们选用铝合金材质，其硬度较低且塑性好，强度高，接近甚至强于优质钢；另外一些较不关键的零件，例如轴承端盖、垫片使用亚克力材料，较铝合金更轻，价格低廉，通过AutoCAD 绘图和激光切割技术，进行零件的加工，最终达到减重的效果。
1.2零件设计本车采用两个轴承座与车底板螺纹连接，螺钉孔选用U 型孔，确定一侧，另外一侧轴承座可以进行微调，从而利于保证主动轴和从动轴一致的同轴度，如图1所示。
图1轴承座位置对于一些传统的机械加工方法难以完成或者精度无法保证的较小零件，采用3D 打印技术，如转向机构、双轨定滑轮和流线型绕线轮。
1.3设计亮点本车的最大亮点是在于其微调机构的设计，对于螺丝杆连接的方法，精度过低，且在调试过程中不易调节，操作十分不便，可以说是微调却难调，而此车进行了创新型设计，类比千分尺的结构，铝质空管与方管配套，通过刻度记位，实现连杆长度的精准变化，达到精准微调效果，如图2所示。
基于Solidworks的S型无碳小车设计和运动仿真分析
2019年第7期基于Solidworks 的S 型无碳小车设计和运动仿真分析刘英建，马天保，刘丽鑫，马佳宁（河北农业大学，河北保定071001）摘要：根据工程训练综合能力竞赛中的S 型运动特性无碳小车能够在规定一米桩的±300mm范围内任意摆放的要求，利用Solidworks 进行设计并进行仿真模拟，对运行轨迹进行分析，来减小实际运动中的误差。
关键词：无碳小车；Solidworks 建模；设计仿真模拟作者简介：刘英建（1998-），男，河北承德人，本科在读，主要研究方向：机械设计制造及其自动化。
1无碳小车设计1.1材料设计根据比赛的要求，利用质量为1kg 的钩码，降落高度为400±2mm ，将重力势能转化为小车的动能，要求车架材料不宜过重，重心要低，否则会增大地面与轮子的摩擦力，浪费更多能量，因此我们选用铝合金材质，其硬度较低且塑性好，强度高，接近甚至强于优质钢；另外一些较不关键的零件，例如轴承端盖、垫片使用亚克力材料，较铝合金更轻，价格低廉，通过AutoCAD 绘图和激光切割技术，进行零件的加工，最终达到减重的效果。
1.2零件设计本车采用两个轴承座与车底板螺纹连接，螺钉孔选用U 型孔，确定一侧，另外一侧轴承座可以进行微调，从而利于保证主动轴和从动轴一致的同轴度，如图1所示。
图1轴承座位置对于一些传统的机械加工方法难以完成或者精度无法保证的较小零件，采用3D 打印技术，如转向机构、双轨定滑轮和流线型绕线轮。
1.3设计亮点本车的最大亮点是在于其微调机构的设计，对于螺丝杆连接的方法，精度过低，且在调试过程中不易调节，操作十分不便，可以说是微调却难调，而此车进行了创新型设计，类比千分尺的结构，铝质空管与方管配套，通过刻度记位，实现连杆长度的精准变化，达到精准微调效果，如图2所示。
图2微调机构2Solidworks 建模和运动仿真分析2.1整机的设计根据上述方案进行Solidworks 整体装配建模，如图3所示，防止出现干涉问题，导致无法加工的情况。