自制遥控车转向机构设计说明书
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课程设计任务书
机制6班区焯荣 200930510624
课题名称:遥控车转向机构设计及加工
课程设计目的:
随着CAD/CAE/CAPP/CAM技术的不断发展,其应用领域越来越广泛。
为了使学生更好地掌握CAD/CAE/CAPP/CAM相关技术在设计及实际加工中的应用,特设计本课程设计。
本课程设计知识覆盖面广,涉及到机械制图学、机械工程材料、机械设计、制造基础、模具设计及制造、数控加工工艺学、三维设计软件、工程设计美学、人机工程学等专业基础理论课的知识,以及产品装配的实践能力。
通过本课程设计,学生能够熟悉应用所学知识结合先进的CAD/CAE/CAPP/CAM软件解决工程实际问题的方法,初步掌握零件设计,模具设计及加工的方法和步骤,培养严肃认真的科学态度,提高对所学知识综合运用的能力,培养团结协作精神,为走向工作岗位奠定基础。
1.课程设计的主要内容:
课题分析;
CAD/CAE/CAPP/CAM软件产品设计模块的综合应用;
利用CAD/CAE/CAPP/CAM相关软件进行装配模型、分析模型、加工模型、模具模型等的设计,包括相应的计算公式和计算的具体步骤;
CAD/CAE/CAPP/CAM相关软件在产品制造及模拟加工模块的综合运用。
整理课程设计说明书。
前言:
国内外遥控车多以双舵机(一种步进电机)加连杆控制方向,应外一种中低级的模型车采用单舵机自动回正的方式控制方向。
采取双舵机垂直放置,带动连杆水平移动的方式改变车轮的转向角度,这种方式是目前最为广泛采用的机构。
其优点有1、采用双舵机增加了力矩,使得轮子的转向力大大增强。
2、结构稳定可靠。
3、精确性高,动作迅速。
缺点是:成本较高,相应的配置必须跟随机构的强度而进行升级提升。
如小车底盘要采用强度更高,韧性更好的材料,设计也要保证底盘两侧不会因为急速转向而破裂的情况等等。
此外还有机构复杂、制造困难等的不足之处。
此外,如市场上常见的玩具车例如“雷速登”等小型模型车,采用的是单个舵机控制系统。
其工作原理是控制小型舵机主轴转动相应角度,使得舵机臂摆动,细铁杆是连接舵机臂和圆盘的连接件,圆盘上有固定纵向的连杆一同旋转,最后是带动横向的连杆左右摆动实现轮子的转向。
并且底盘上设有两个限位点,目的在于不让轮子转向角度过大。
圆盘下方设置了回正弹簧,一旦舵机没有信号,圆盘自动回到初始状态,也就是车轮自动回正。
优点:机构相对简单;能实现快速转向快速回正;占据空间较少;成本低。
缺点:小型舵机力矩不足,小车在复杂地形难以转向;
基于两者的结构前提,还有考虑到成本、技术等问题。
可以吸收两者的优点设计一种既拥有大扭力的转向,又拥有简单结构的一种转向机构。
以下是使用PRO\E绘制的装配图及渲染图。
三个不同角度的爆炸图如下:
注释:白色为舵机,红色为舵机臂,黄色为长连杆,绿色的左右两个连接轮子的短连杆,灰色为小车底座。
该机构还制作了视频仿真,在文件夹中可以观看浏览。
重要零件工程图:
进行ANSYS分析:
整个杆件工作时,只受拉伸、压缩应力,当小车转向角度达到极位时,杆件的受力最大。
在允许范围之内,故零件安全。
使用PRO\E进行加工仿真如下:
加工使用的刀具类型是铣削,机床是3轴数控铣床,加工对象是杆件上表面。
课程设计总结:
从同学口中得知这一课程的有一定的难度,所以我带着打硬仗的思想开始了我的课程设计。
在开始的时候,都是给我们设计的要求说明书,可我还是无从下手。
从图书馆借来了指导书、从网上搜集了资料、翻看以往做过的动力小车设计,就这样开始了我的设计。
慢慢地向同学讨论各种问题,从相关手册查找相关信息,这样渐渐地从底盘、舵机到连杆完成了我的设计方案。
也就是在这样一个气氛中我画出了我图纸,写下我的说明书。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。
每一个设计方案都不是一挥而就的,必须经过多次反复的修改和验证,才能最后真正写出完善的说明书。
通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多。
因为仅仅通过上课所讲的知识来完成这次设计是不可能的,之前从未接触过ANSYS软件,不懂如何对工件进行受力的分析,NC序列的操作也比较难懂等,这必须通过自学来熟悉这些软件的操作,又进一步提升了自我学习的能力。
通过这次课程设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质。