一種行駛特定軌跡的無碳小車的設計【全套含24張CAD圖紙】

畢業(yè)設計調研報告學生姓名： 專業(yè)班級： 學生學號： 指導老師： 成績評定： 機 械 工 程 學 院年 3 月 12 日畢業(yè)設計調研報告正文1、概述：隨著社會科技的發(fā)展，人們的生活水平的提高，無碳對于人們來說，顯得越來越重要，建設無碳社會，使得生活更加的環(huán)保，沒有任何的污染。節(jié)能、環(huán)保、方便、經(jīng)濟，是現(xiàn)代社會所提倡的。現(xiàn)在許多發(fā)達國家都把無碳技術運用到各個領域，像交通，家具等，這也是我國當今所要求以及努力的方向。針對目前這一現(xiàn)狀，我們設計了無碳小車模型，用重力勢能轉化為機械能提供了一種全新的思路，以便更好的解決以上問題 1。 本作品設計的目的是圍繞命題主題“無碳小車”，即不利用有碳資源，根據(jù)能量轉化原理，利用重力勢能驅動帶動具有方向控制功能的小車模型。這種模型比較輕巧，結構相對的簡單，能夠成功的將重力勢能轉化為小車的動能，從而完成小車前行過程中的所有動作。小車構思巧妙，在完成設計的要求下充分考慮了外觀和成本等問題，方便以后的擴展和進一步的開發(fā)。并能滿足大部分初高中及大學學生對機械知識實踐的實驗與了解。對激發(fā)青少年對機械構造的熱情有深遠的影響。2、調研內容：1、研究的背景及意義：開發(fā)新能源和可再生能源是能源可持續(xù)發(fā)展的應有之義。我國的能源供應結構里，煤炭、石油與天然氣等不可再生能源占絕大部分，新能源和可再生能源開發(fā)不足，這不僅造成環(huán)境污染等一系列問題，也嚴重制約能源發(fā)展，必須下大力氣加快發(fā)展新能源和可再生能源，優(yōu)化能源結構，增強能源供給能力，緩解壓力，故無碳小車可能開啟我們的智慧之門，創(chuàng)造出新型小車 2。2、國內外研究現(xiàn)狀：在前幾屆工程綜合能力訓練競賽中“S”型的小車全國前二十名中，各個小組他們的車大致由車架 、原動機構 、傳動機構 、轉向機構 、行走機構 、微調機構六個模塊組成。從六個部件分別對他們的小車進行了分析得出如下結論：（1）車架材料都是選用密度比較小的硬質材料（有機玻璃、硬鋁等）。 （2）原動機構都是通過滑輪懸掛，不過有些小車的帶輪很大而且掛重物的線繩還在帶輪上繞有一定的圈數(shù)（我猜想可能是用于控制重物下降的速度）。（3）傳動機構都是選用小模數(shù)的高傳動比一級齒輪組來進行傳動。 （4）轉向機構有的車用的曲柄連桿機構用球頭連桿連接、凸輪機構兩種。（5）行走機構分單輪驅動、雙輪驅動。 （6）微調機構有可調曲柄、曲柄盤，主要目的是為了改變曲柄的長度來改變小車轉向的角度從而達到適應不同場地不同障礙物的而要求。 由于小車是純機械機構控制所以對零件的加工精度和裝配精度要求非常高，而這些學校能夠跑出如此好的成績很大程度上要歸功于精密的加工 3。另外，機構的正確選用和長時間的調試也和他們的成功息息相關。同類課題研究水平概述 ：以 5 焦耳重力勢能為唯一能量的、具有連續(xù)避障 18 米功能。挑戰(zhàn)杯挑戰(zhàn)杯全稱為 “挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽和中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽 主辦單位：共青團中央，中國科協(xié)，教育部，全國學聯(lián)，上海市政府 承辦單位：同濟大學簡介：“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽和中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽： 挑戰(zhàn)杯是 “挑戰(zhàn)杯”全國大學生系列科技學術競賽的簡稱，是由共青團中央、中國科協(xié)、教育部和全國學聯(lián)共同主辦的全國性的大學生課外學術實踐競賽?！疤魬?zhàn)杯”競賽在中國共有兩個并列項目，一個是“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽(簡稱“小挑”)；另一個則是“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽(簡稱“大挑“)。這兩個項目的全國競賽交叉輪流開展，每個項目每兩年舉辦一屆 4。 “挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽: “挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽（以下簡稱“挑戰(zhàn)杯競賽”）是由共青團中央、中國科協(xié)、教育部、全國學聯(lián)和地方政府共同主辦，國內著名大學、新聞媒體聯(lián)合發(fā)起的一項具有導向性、示范性和群眾性的全國競賽活動。自 1989 年首屆競賽舉辦以來，“挑戰(zhàn)杯”競賽始終堅持“崇尚科學、追求真知、勤奮學習、銳意創(chuàng)新、迎接挑戰(zhàn)”的宗旨，在促進青年創(chuàng)新人才成長、深化高校素質教育、推動經(jīng)濟社會發(fā)展等方面發(fā)揮了積極作用，在廣大高校乃至社會上產(chǎn)生了廣泛而良好的影響，被譽為當代大學生科技創(chuàng)新的“奧林匹克”盛會。競賽的發(fā)展得到黨和國家領導同志的親切關懷，江澤民同志為“挑戰(zhàn)杯”競賽題寫了杯名，李鵬、李嵐清等黨和國家領導同志題詞勉勵5。歷經(jīng)十屆，“挑戰(zhàn)杯”競賽已經(jīng)成為： 吸引廣大高校學生共同參與的科技盛會。從最初的 19 所高校發(fā)起，發(fā)展到 1000 多所高校參與；從 300 多人的小擂臺發(fā)展到 200 多萬大學生的競技場，“挑戰(zhàn)杯”競賽在廣大青年學生中的影響力和號召力顯著增強。 促進優(yōu)秀青年人才脫穎而出的創(chuàng)新?lián)u籃。競賽獲獎者中已經(jīng)產(chǎn)生了兩位長江學者，6 位國家重點實驗室負責人，20 多位教授和博士生導師，70%的學生獲獎后繼續(xù)攻讀更高層次的學歷，近 30%的學生出國深造。他們中的代表人物有：第二屆“挑戰(zhàn)杯”競賽獲獎者、國家科技進步一等獎獲得者、中國十大杰出青年、北京中星微電子有限公司董事長鄧中翰，第五屆“挑戰(zhàn)杯”競賽獲獎者、“中國杰出青年科技創(chuàng)新獎”獲得者、安徽中科大訊飛信息科技有限公司總裁劉慶峰，第八屆、第九屆“挑戰(zhàn)杯”競賽獲獎者、“中國青年五四獎章”標兵、南京航空航天大學 2007 級博士研究生胡鈴心等 6。 引導高校學生推動現(xiàn)代化建設的重要渠道。成果展示、技術轉讓、科技創(chuàng)業(yè)，讓“挑戰(zhàn)杯”競賽從象牙塔走向社會，推動了高?？萍汲晒颥F(xiàn)實生產(chǎn)力的轉化，為經(jīng)濟社會發(fā)展做出了積極貢獻。 深化高校素質教育的實踐課堂。“挑戰(zhàn)杯”已經(jīng)形成了國家、省、高校三級賽制，廣大高校以“挑戰(zhàn)杯”競賽為龍頭，不斷豐富活動內容，拓展工作載體，把創(chuàng)新教育納入教育規(guī)劃，使“挑戰(zhàn)杯”競賽成為大學生參與科技創(chuàng)新活動的重要平臺。 展示全體中華學子創(chuàng)新風采的亮麗舞臺。香港、澳門、臺灣眾多高校積極參與競賽，派出代表團參加觀摩和展示。競賽成為兩岸四地青年學子展示創(chuàng)新風采的舞臺，增進彼此了解、加深相互感情的重要途徑 7。 “挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽: 創(chuàng)業(yè)計劃競賽起源于美國，又稱商業(yè)計劃競賽，是風靡全球高校的重要賽事。它借用風險投資的運作模式，要求參賽者組成優(yōu)勢互補的競賽小組，提出一項具有市場前景的技術、產(chǎn)品或者服務，并圍繞這一技術、產(chǎn)品或服務，以獲得風險投資為目的，完成一份完整、具體、深入的創(chuàng)業(yè)計劃 8。 競賽采取學校、?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）和全國三級賽制，分預賽、復賽、決賽三個賽段進行。 大力實施“科教興國“戰(zhàn)略，努力培養(yǎng)廣大青年的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)意識，造就一代符合未來挑戰(zhàn)要求的高素質人才，已經(jīng)成為實現(xiàn)中華民族偉大復興的時代要求。作為學生科技活動的新載體，創(chuàng)業(yè)計劃競賽在培養(yǎng)復合型、創(chuàng)新型人才，促進高校產(chǎn)學研結合，推動國內風險投資體系建立方面發(fā)揮出越來越積極的作用 9。3、目前存在的問題：小車最大的缺點是精度要求非常高，小車精度要求高，使得加工零件成本高，以及微調各個機構都很費時，避障穩(wěn)定行差，時而偏左，時而偏右。改進小車的精度要求，使能調整簡單，小車便能達到很好的行走效果。作為對精度要求比較高的無碳小車，首先要從設計上防止零件加工后出現(xiàn)較大的誤差的可能，如增加車體關鍵零件的剛度 10。 其次應避免由于設計不當造成裝配的誤差積累，比如在零件上多加一些銷、鍵等保證定位的零件多做一些較精確的定位基準面等措施，零件加工時盡量一次成型，不進行二次加工減少因多個基準而造成誤差。參考文獻：1Gregory B.Daniel,Katia L.Cavalca.Analysis of the dynamics of a slider -crank mechanism with hydrodynamic lubrication in the connecting rod-slider joint clearanceJJournal of Mechanical Design，2012，113(1)：30 一 44.2 王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述J.基礎自動化,2006(6). 3 章浩,張西良,周士沖.機電一體化技術的發(fā)展與應用J.農(nóng)機化研 究,2006(7). 4 梁俊彥,李玉翔.機電一體化技術的發(fā)展及應用J.科技資訊,2007(9). 5 王斌，王衍，李潤蓮，趙小龍，崔景峰，楊富林無碳小車的創(chuàng)新性設計J山西大 同大學學報：自然科學版，2012(1)：5962+966 劉廣，曹愷，劉劍橋無碳小車設計 I-J企業(yè)技術開發(fā)，2011(13)：103+ll17 白雪唐鵬達機械傳動無碳小車的設計構想J工業(yè)設計，2011(8)：1458 趙亮，吳軍，鄭小軍純機械傳動無碳小車創(chuàng)新設計J科技信息，2013(1)：2049 濮良貴，紀名剛機械設計M北京：高等教育出版社。200110 冀曉紅按最佳傳動性能設計曲柄搖桿機構J機械設計與制造，2009，6(6)：8384學生簽名：年 月 日