工程训练大赛无碳小车重要内容

➢传动机构：齿轮传动平稳可靠、且结构简单、效率高，齿轮模数m=0.5，传动比i=3.2。

基于以上分析我们决定通过钢丝绳绕定滑轮连接锥形轴,从而给锥形轴以扭力作为原动力,示意图如图3

通过改变绳子绕在绳轮上不同位置来改变其输出的动力

图3

为解决启动问题我们采用了两种方法来增大扭矩：

因为我们只需增大启动力矩，绳轮与主动轴固结，根据M=F*R我们决定采用增大线轮的方法,如图5

图5

在线轮一端增大直径以保证提供有充分大的启动力矩，启动后，线轮半径减小以防止小车速度过快而导致的各种不稳定因素。为避免钢丝绳由大半径绕到小半径产生的突变，我们在线轮大半径端可有凹槽和导斜角以方便绕线和实现平滑过渡。

图6

左边齿轮啮合将动力传给转向机构，右侧齿轮啮合将动力传给车轮提供小车行走动力

2.6微调机构

微调机构是为了能适应不同障碍物摆放距离而设置的。它要求能方便、有效、快速的进行调节，且需保证调节后转向机构的连接稳固。

综上分析，我们决定利用螺母在曲柄和连杆上调节，分别起到调节小车运行周期和振幅的作用。因为传动比恒定，故一个周期内小车行驶的路程相同。若伸长曲柄则相同时间内小车的位移缩短即小车的周期变短，小车的振幅变大。若改变连杆长度则会使小车向左或向右偏。从而实现小车水平和竖直方向的调节

曲柄设计如图6所示

图6

我们利用双螺杆调节，此方式调节需要拧动两个螺母进行放松或压紧，调节过程较为繁琐，但在考虑连接的稳固性上，双螺杆在螺母压死后会产生自锁现象，使连接牢固，且曲柄不要经常调节，故此方式可行。

连杆设计如图7所示：

图7

由于连杆在调试过程中需要经常调节，故这也是最容易松动的地方，且连杆调节又要求方便快捷，因此我们将连杆用双螺母连接，利用双螺母的自锁，保证连接的稳固。

后轮轴c与曲柄轴之间采用两组齿轮传动，选Z2=25，Z1=125，Z3=100，Z4=64；故绳轮所在的轴与后轮轴的传动比i1=5，

绳轮所在的轴与曲柄轴的传动比i2=25/16=1.56，100/64

后轮轴与曲柄轴的传动比i3=w2/w4=(z1*z4)/(z2*z3)=(125*64)/(125*100)=3.2

4.2.尺寸计算

下车运动轨迹如图10

小车轨迹图10

预定轨迹：Y=Asin （πx ） 取振幅A=0.42m 小车走过的路程S=

2

x sin *0.42）（πds ；

带入周期x=2m 得S=2.71433m ； 又有S=n πD ； n 为传动比，即n=3.2 得大轮直径D=S/n π

=2.71433/(3.2*3.1415926)

=0.26812m

取D=270mm

由于后轮轴与曲柄之间的传动比为i3=3.2，即小车运行一周期，曲柄曲柄转一转，后轮转3.2转。拟定小车绕桩周期为2m 时其轨迹最大幅值为A=0.42m 时计算得后轮直径。

小车前轮在A点时相对车身处于最大摆角位子，在1点时处于最小摆角位置。在ug中建模，测量二者夹角a=52.85︒

拟定小车的摇杆L1长为30mm

则曲柄长为L2=30*sin52︒

拟定机架长L3=140mm

由条件：当曲柄处于极限位置时，摇杆、连杆、曲柄位于同一平面得

连杆长L4=155.58mm

调试

（1）小车的速度的调试：通过小车在指定的赛道上行走，测量通过指定点的时间，得到多组数据，从而得出小车行驶的速度，通过试验，发现小车后半程速度较快，整体协调性

能不是太好，于是车小了绕绳驱动轴，减小过大的驱动力同时也增大了小车前进的距离。

（2）小车避障的调试：虽然本组小车各个机构相对来说较简单，损耗能量较少，但是避障不是很好，但与此同时，小车由于设计时采用了多组微调机构，通过观察小车在指定赛道上行走时避障的特点，微调螺母，慢慢小车避障性能改善，并做好标记。

优点：（1）小车机构简单，二级齿轮传动，损耗能量少，

（2）多处采用微调机构，便于纠正轨迹，避开障碍物，

（3）采用大的驱动轮，滚阻系数小，行走距离远，

（4）采用锥形线轮，小车稳定性提高，不致使车速过快，

由于场地材质不同导致小车收到的最大静摩擦力不懂，故应在保障小车稳定运行的情况下尽量增大启动力矩让小车能动起来。