无碳小车设计说明书.pdf

无碳小车设计说明书.pdf

《无碳小车设计说明书.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无碳小车设计说明书.pdf（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

南京工程学院本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）题目：

无碳小车无碳小车设计设计专业：

车辆工程（汽车技术）车辆工程（汽车技术）班级：

汽车技术汽车技术112学号：

215110212学生姓名：

贾理想贾理想指导教师：

贺曙新贺曙新副教授副教授起止日期：

2015.03.022015.06.12设计地点：

工程实践中心工程实践中心GraduationDesign（Thesis）Carbon-freeCarsByJIALixiangSupervisedbyAssociateProfHEShuxinNanjingInstituteofTechnologyJune,2015南京工程学院本科毕业设计（论文）I摘摘要要随着全球经济的飞速发展，环境问题也愈发明显，传统能源也面临逐渐衰竭危险。

汽车的保有量也在逐年递增，普及率也在递增。

但是，能源的枯竭却成为汽车普及的障碍。

新能源汽车逐渐成为21世纪的汽车的发展方向。

无碳小车的研制，具有经济、环保、便利等优点，有助于我们找到更为环保绿色的能源，更为有利的能量转化途径，以及更好地提高能量利用效率的方法。

它将对传统能源的取代有重大的意义。

针对题目要求，采用理论与实践结合的方法，秉承理论指导实践的理念。

采用简单的曲柄连杆机构原理来实现转向。

运用MATLAB软件对小车行驶路线规划，建立数学模型，并求解轨迹关键点，进而精确设计小车零件的尺寸。

运用UG软件建立小车零件三维图并进行虚拟装配，运用AutoCAD绘制零件图和装配图。

最后，完成零件的加工和小车的装配。

经过多次的调试，对小车零件尺寸进行适当的修改，以完善小车结构。

关键词：

关键词：

无碳小车；曲柄连杆；参数化设计南京工程学院本科毕业设计（论文）IIABSTRACTWiththerapiddevelopmentofglobaleconomy,theenvironmentproblemisincreasinglyobvious,andthetraditionalenergyalsofacesthedangerofgradualfailure.Carownershiphasincreased,andcoverageinincrements.However,depletionofenergyisanobstacletothepopularizationofcars.Newenergyautomobilesbecamethedevelopmentdirectionoftheautomobileofthe21stcentury.Developmentofacarbon-freecariseconomical,environmentallyfriendlyandconvenientandsoon,whichwillhelpusfindakindofmoreenvironmentally-friendlygreenenergy,enablingenergyconversion,aswellasmethodsofimprovingtheefficiencyofenergyusing.Itisofgreatsignificancetoreplacetraditionalenergy.Asked,usingthemethodofthecombinationoftheorywithpracticeandtheconceptoftheorytopractice.TheSteeringSystemusescrank-connectingrodmechanismwhichisverysimple.Toplanthecartravelroute,establishthemathematicalmodelandsolvethetrackkeypointsusetheMATLAB,whichisusedforprecisedesignofcarpartsfinally.ThecarpartsandvirtualassemblyaredrewwiththeUG,andthedetaildrawingandassemblydrawingwiththeAutoCAD.Finally,thepartsaremachinedandthenassembleintothecar.Aftermanydebugging,thesizesofthecarpartsaremodifiedtoimprovethestructureofthecar.Keywords:

Carbon-freeCars;CrankConnectingRod;ParametricDesign南京工程学院本科毕业设计（论文）III目目录录第一章第一章绪绪论论.11.1国内的研究现状及发展趋势.11.2课题研究目的及意义.31.3课题研究内容.31.4本课题拟采用的研究手段.4第二章第二章无碳小车设计无碳小车设计.62.1任务分析.62.2无碳小车总体方案设计.42.3车身设计.92.4原动机构的设计.92.4.1滑轮的设计.92.4.2绕绳轮的设计.102.4.3重物支撑架的设计.112.5导向机构的设计.112.6传动机构的设计.142.7行走机构的设计.152.8微调机构的分析和选择.162.9无碳小车的总体设计.16第三章第三章无碳小车技术设计无碳小车技术设计.173.1建立数学模型及参数确定.173.1.1能耗规律模型.173.1.2转向系统数学模型.193.1.3部分零件主要参数.223.2其它零件的设计.223.2.1支架设计.223.2.2后轮设计.233.2.3主动轮和从动轮轴设计.23第四章第四章无碳小车三维制作与仿真无碳小车三维制作与仿真.254.1无碳小车三维模型绘制.254.2无碳小车运动仿真.264.2.1无碳小车模型简化和运动副的添加.26南京工程学院本科毕业设计（论文）IV4.2.2无碳小车运动仿真结果分析.27第五章第五章无碳小车创新点总结无碳小车创新点总结.285.1双线轴驱动.285.1.1理论基础.285.1.2实现机构.295.2曲柄连杆+限位蹄转向机构.29第第六六章章全文总结与工作展望全文总结与工作展望.316.1全文总结.316.2工作展望.31致谢致谢.32参考文献参考文献.33附录附录.34南京工程学院汽车与轨道交通学院本科毕业设计（论文）1第一章第一章绪绪论论1.1国国内的研究现状及发展趋势内的研究现状及发展趋势无碳越障小车是工程训练综合能力竞赛的比赛项目，包括“S”型和“8”字型。

表1即是第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛项目（“8”字型赛道）组获奖名单1。

表表1第三届工程综合能力训练竞赛项目获奖名单第三届工程综合能力训练竞赛项目获奖名单参赛队伍奖项参赛队伍奖项长春工业大学一等奖广东工业大学二等奖巢湖学院一等奖河北工业大学二等奖重庆大学一等奖淮阴工学院二等奖哈尔滨工程大学一等奖内蒙古科技大学二等奖哈尔滨工业大学一等奖南昌大学二等奖合肥工业大学一等奖南昌航空大学二等奖湖北汽车工业学院一等奖青岛大学二等奖南京航空航大学一等奖清华大学二等奖沈阳建筑大学一等奖汕头大学二等奖天津职业技术师范大学一等奖上海大学二等奖武汉理工大学一等奖沈阳航空航天大学二等奖西南科技大学一等奖太原工业学院二等奖中国石油大学（华东）一等奖太原理工大学二等奖中南大学一等奖天津大学二等奖中原工学院一等奖西安科技大学二等奖北华航天工业学院二等奖西安理工大学二等奖北京航空航天大学二等奖云南农业大学二等奖长春理工大学二等奖浙江工业大学之江学院二等奖长沙理工大学二等奖中国计量学院现代科技学院二等奖重庆交通大学二等奖大连理工大学三等奖福州大学二等奖广西工学院鹿山学院三等奖南京工程学院本科毕业设计（论文）2他们的无碳小车大致由六个模块组成，包括车身模块、原动机构模块、传动机构模块、转向机构模块、行走机构模块、微调机构模块。

从六个模块分别对参赛获奖的小车进行了相关分析，得出如下结论：

（1）车架在设计上主要考虑到两个方面：

材料；结构。

材料选择时候，考虑到密度较小、硬度高等特点，比如有机玻璃、硬铝，木板等，结构上要求在不打破力学结构的基础上，尽可能除去多余的材料（通过镂空等方法）。

（2）原动机构大多是通过线轮方式驱动，滑轮将重物单一的方向重力单一的方向转换成其它方向，以方便驱动机构中其它零件的在车身狭小空间中的安置，驱动轴在设计上考虑到控制重物下降速度的问题，以避免重物对小车的冲击，和能量损失。

（3）传动机构大多是选用模数较小、传动比较高的一级齿轮组，或者是二级齿轮组。

（4）转向机构作为小车主要机构，参赛队伍中，主要有以下几种转向机构机构：

凸轮机构；棘轮机构；不完全齿轮机构；槽轮机构。

其中以不完全齿轮机构和凸轮机构较为常见。

（5）行走机构主要分为单轮驱动模式和双轮驱动模式。

两种驱动模式各有各的特点，根据本学校的条件选择。

（6）微调机构有可调曲柄、曲柄盘，主要是通过改变曲柄的长度进而改变小车的最大转角，以适应不同距离额障碍物的场地，以寻求更好的行驶轨迹。

该无碳小车行驶的能量全部来自于重物的重力势能，而整个能量的传递和分配全是通过机械机构实现的。

所以，机械传动中能量损失的最小化是小车行驶距离长远的决定性因素。

因此零件的加工精度和装配精度至关重要。

另外，选用正确的机构和好的调试方法也是成功不可或缺的重要因素。

随着举办次数的不断累加，成功和失败的经验积累也是非常丰富的。

然而，无论怎样的设计和加工，结构简单，调试方便，稳定性高，质量轻，能量利用率高成为考量的标准。

使用新的材料和新兴加工技术可以使小车准确的越过更多的障碍，同时行驶更远的距离。

但是，成本也随之提高。

所以在设计上应考虑好材料成本和加工成本，以便在成绩和成本之间寻找一个平衡点。

贵州大学三等奖南京理工大学三等奖桂林电子科技大学三等奖上海交通大学三等奖河南科技大学三等奖西南交通大学三等奖昆明理工大学三等奖厦门大学三等奖内蒙古工业大学三等奖南京工程学院本科毕业设计（论文）31.2课题研究目的及意义课题研究目的及意义目前，全球经济飞速发展，环境问题也愈发明显，传统能源也面临逐渐衰竭的问题。

在我国GDP持续高速增长的背景下，环境保护、人类健康和工程安全方面，一直受到由于经济发展不稳定带来的威胁，我国急需要将寻找和利用新能源、工业发展无碳驱动的新时代课题引入现阶段的社会发展中。

无碳小车的研就和制作，具有经济、环保、便利等优点，有助于人类寻找到更为环保的绿色能源。

研制中的有关能量转化途径，以及搞得利用率方法对于将来的发展都非常有利。

它将对传统能源的逐渐有重大意义。

因此我们设计制作无碳小车，希望对于缓解能源和环保问题有一定的帮助。

1.3课题研究内容课题研究内容本次毕业设计题目为“无碳小车”，即小车前进的动力直接由重物下落过程中减少的重力势能提供，只通过重力势能与机械能的能量转换，使得小车实现前进、转向和调节。

无碳越障小车行驶的路线近似于“8”字，而且障碍物的间距在300mm500mm之间可调。