(终稿)湖南省第五届全国工程训练大赛(S常规型无碳小车-双凸轮转向)结构设计方案

第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题及规则

第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题及规则 1.竞赛主题 本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。 要求经过一定的前期准备后，在比赛现场完成一台符合本命题要求的可运行的机械装置，并进行现场竞争性运行考核。每个参赛作品需要提交相关的设计、工艺、成本分析和工程管理4个文件及长度为3分钟的关于参赛作品设计及制作过程的汇报视频。 2.竞赛命题 本届竞赛命题为“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”。 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而得到的。该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1Kg的标准砝码（￠50×65 mm， 碳钢制作）来获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。标准砝码始终由小车承载，不允许从小车上掉落。图1为小车示意图。 图1 无碳小车示意图 要求小车在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。

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。 要求小车为三轮结构。具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。 3.竞赛安排 每个参赛队由3名在校本科大学生和1名指导教师及1名领队组成，参加校、省及全国竞赛。 3.1 本校制作 参赛队按本竞赛命题的要求，在各自所在的学校内，自主设计，独立制作出一台参赛小车。允许为参赛小车命名，并在参赛小车上制作标识。 3.2 集中参赛 1)携带在本校制作完成的小车作品参赛。 2)报到时提交参赛作品的结构设计方案、工程管理方案、加工工艺方案及成本 分析方案共4个文件（分别提交纸质版文件一式2份、电子版文件1份）， 文件按本竞赛秘书处发布的统一格式编写。 3)提交1份3分钟的视频，(格式要求：MPEG文件，DVD-PAL 4:3，24位， 720 x576，25 fps，音频数据速率448 kbps杜比数码音频48KHz)，视频的 内容是关于本队参赛作品赛前设计及制作过程的汇报及说明。 4)提交PPT文件1份，内容是阐述小车的设计、制作方案说明及体会。 3.3 方案文件要求 1）结构设计方案文件 完整性要求：小车装配图1幅、要求标注所有小车零件（A3纸1页）； 装配爆炸图1幅（所用三维软件自行选用，A3纸1页）； 传动机构展开图1幅（A3纸1页）； 设计说明书1-2页（A4）。

QC T 649汽车转向传动轴总成性能要求及试验方法

中华人民共和国汽车行业标准 汽车转向传动轴总成性能要求及试验方法QC/T 649-2000 1 范围 本标准规定了汽车转向传动轴总成的性能要求及试验方法。 本标准适用于汽车转向传动轴总成。 2 试验项目 2.1 总成间隙试验 2.2 转动力矩试验 2.3 滑动花键的滑动起动力试验 2.4 静扭强度试验 2.5 扭转疲劳寿命试验 3 试验样品 试验样品应按照规定程序批准的图样和技术文件制造，其材料、尺寸、热处理及装配状态应符合图样和技术文件规定。每项试验样品数量不少于3件。 4 损坏的判定 4.1 总成的零件表面出现可见裂纹。 4.2 总成运动不灵活，不能继续使用。 5 性能要求 5.1 总成间隙试验 5.1.1 对于滑动花键结构，总成包含1个万向节，总成的扭转角度不大于45＇。 5.1.2 对于滑动花键结构，总成包含2个万向节，总成的扭转角度不大于1°。 5.1.3 对于无滑动花键结构，总成包含1个万向节，总成的扭转角度不大于15＇。 5.2 转动力矩试验 转动力矩应符合设计要求。 5.3 滑动花键的滑动起动力试验 滑动起动力应符合设计要求。 5.4 静扭强度试验 施加转矩Mj进行静扭强度试验后，总成不允许损坏。 5.5 扭转疲劳寿命试验 施加正反方向的疲劳寿命试验转矩M，经3×105次循环试验后，总成不允许损坏。 6 试验条件 在各项试验项目中，应满足以下条件： 总成应按实际装车状态安装与固定。 7 试验方法 7.1 总成间隙试验 7.1.1 将总成与转向器联接的一端固定，从转向盘一端施加±3Nm的转矩，所施加的转矩也可以按设计要求确定。 7.1.2 测定总成的扭转角度。 7.1.3 测量误差不大于2％。 7.2 转动力矩试验 7.2.1 将转向柱管固定，从转向盘一侧驱动。 7.2.2 测出总成的转动力矩。 7.2.3 测量误差不大于2％。 7.3 滑动花键的滑动起动力试验

汽车传动轴设计

目录 摘要 (2) 第一章概述 (3) 1万向传动轴设计要求 (3) 第二章万向节结构方案分析 (3) 1万向节分为刚性万向节和挠性万向节 (3) 2准等速万向节 (4) 3等速万向节 (5) 第三章万向传动的运动和受力分析 (6) 1单十字轴万向节传动 (6) 2双十字轴万向节传动 (8) 第四章传动轴结构分析与设计 (9) 1轴的结构设计 (10) 2轴的强度验算 (11) 3键的选择 (12) 4验算轴承寿命 (12) 第五章结束语 (16) 第六章参考文献 (17) 第七章致谢信 (17)

【摘要】：在普通优化设计的基础上，根据可靠性设计准则，将空心传动轴的应力及强度视为随机变量，建立起空心传动轴的可靠性优化设计模型，结合实例说明可靠性优化设计方法比传统设计方法更可靠、经济。 从机械振动理论出发，用可靠性设计中的联结方程，得出了其在常用工况下按传动轴的临界转速进行可靠性设计的公式．并以实例对传动轴按上述准则进行可靠性设计，结果传动轴的重量比原设计减少了４３６％，可靠性达到０.９９９９８７６以上． 【关键词】: 万向节万向节传动轴

第一章概述 万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支承组成。主要用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。 万向传动轴设计应满足如下基本要求： 1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动 力。 2.保证所连接两轴尽可能等速运转。 3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。 4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。 变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立的弹性，采用万向传动轴。 第二章万向节第结构方案分析 第一节万向节分为刚性万向节和挠性万向节。

汽车设计—双前轴转向汽车轮间和轴间侧滑量检验台设计

毕业设计开题报告双前轴转向汽车轮间和轴间侧滑量检验台设计 系别： 班级： 学生姓名： 指导教师： 20**年 1 月15日

本科学位设计开题报告 一、课题来源及研究的目的和意义 汽车是现代科学技术的产物，它的出现大大地方便了人们的日常生活。随着科学技术的不断发展，汽车的结构不断完善，性能也不断提高。特别是随着电子技术在汽车上的广泛应用，汽车的动力性、经济性、安全性和舒适性大大改善，其使用性能日益满足了人们的需要。汽车在满足人们需要的同时，却因其结构和装备可复杂化，给维修和检测行业提出了更高的要求。为了能够快速、准确、方便地诊断汽车运行故障和检测汽车的使用性能，必须大力发展汽车的检测技术和检测设备。 随着我国交通运输业的迅猛发展，建设项目的增多，长距离大吨位车辆的保有量也大幅度增加。对于超重型汽车，设计时必须考虑其轴荷限制，使其在结构上可行，又符合道路交通法规的要求，简便易行的方法即增加轴数，把前轴由单轴改为双前轴。因此，双前轴转向汽车的产量与销售量开始大幅度增加。由于这种汽车转向轴数增加，给转向机构的安装、调整以及维修工作带来巨大的困难，同时使用中出现的问题也相应的增多。汽车在长时间的使用之后，由转向系统中各配合件之间的磨损、弯曲变形和螺丝的松动，使得前、后转向轴引导汽车转向方向不一致，车轮在地面上滚动时就会受到地面所给的垂直于汽车行驶方向的横向力作用，轮胎的异常磨损加剧，新车出厂时也可能由于安装不当而引起上述问题。然而，目前为止，还没有相应的能检测其安装、调整以及维修工作是否正确的设备，严重地影响了汽车制造和维修工作，这一问题已成为了亟待解决的重要问题。然而，双前轴转向汽车在使用一段时间后，经常会出现转向轮异常磨损的故障，而且经过检查并非车轮定位参数不匹配而引起的。 针对此种现象，同时根据我国汽车检测的具体情况，首先分析汽车轮间、轴间侧滑产生的机理并确定双前轴转向汽车轮胎异常磨损的原因。在此基础上，对轮间、轴间侧滑的检测原理进行理论分析，讨论轴间侧滑的检测方法，开发轮间-轴间侧滑检测系统，实现了对轮间侧滑量和轴间侧滑量的一体化检测。 二、设计的国内外现状和发展趋势 对于双前轴转向机构的设计和研究，国内外在理论分析和实践上做了很多工作。然而，对双前轴转向汽车轴间侧滑检测理论的研究很少，就更不用说实际的检测手段

无碳小车结构设计报告

2015(第四届)山东省大学生工程训练综合能力竞赛 结构设计报告 总 5 页 第 1 页 产品名称：无碳小车 编号 1.设计概述 设计原则： 整车的重心要低，操作、调整方便灵活；结构尽量简单，传动件数少；质量小，足够的刚度，运动平稳。 2.设计方案 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、自动避开障碍物。为了方便设计这里根据小车所要完成的功能将小车划分为六个部分进行模块化设计，分别是：车架 、原动机构 、传动机构 、转向机构 、行走机构 和微调机构，下面将详细介绍这六个模块。 2.1车架 车底板因不需承受很大的力，精度要求不是很高，考虑到加工方便、质量轻、成本低等因素，底板选用厚度为6mm 的铝板,尺寸定为143.5mm × 115mm 。小车运行起来按避障要求左右转向,引绳带动重块在重力的作用下将大幅摆动,可以通过降低小车底板距离地面的高度来降低整车的重心,为此将小车底板折弯,满足整车重心降低的需要。 2.2原动机构 原动机构的作用是将重块的重力势能转化为小车的驱动力。小车对此机构主要有以下要求： 驱动力适中，不至于小车拐弯时速度过大倾翻，或重块晃动厉害影响行走。到达终点前重块竖直方向的速度要尽可能小，避免对小车过大的冲击。同时使重块的动能尽可能的转化到驱动小车前进上，如果重块竖直方向的速度较大，重块本身还有较多动能未释放，能量利用率不高。由于不同的场地对轮子的摩擦可能不一样，在不同的场地小车是需要的动力也不一样。在调试时也不知道多大的驱动力恰到好处。因此还需要能根据不同的需要调整其驱动力。 在此结构中应让重块保持一定高度的支架以及重块带动车体的连接部件，考虑到立柱在满足一定强度的基础上需尽可能的轻，我们选用φ6铝棒材料。为了避免小车在行驶过程中，重块晃动过大，极易造成翻车现象， 通过多次的改进最终采用的是四根立柱，既轻便又稳固，达到预期效果。 至于滑轮，由于车体及车轮均采用铝板而不是材质较轻的雅格利板、碳板，车体较重，小车不易起动。定滑轮即稳定又容易改变力的方向，故选用了定滑轮。 2.3传动机构 传动机构的功能是把动力和运动传递到转向机构和驱动轮上。它的优劣直接决定了小车的性能，能量是否充分利用，转向是否精确皆取决于此。我们决定采用齿轮传动，它具有结构紧凑、可靠性好、效率高、传动稳定等特点。由于小车只绕8字走三圈，需提高小车的速度，减少能量的损失。 因此传动机构选择了传动比5:1的一级齿轮传动。在齿轮材质的选择上，综合考虑到齿轮材质轻、价格便宜、规格齐全并能满足小车所需齿轮强度要求，故采用铝制齿轮。 学校 名 称： 参赛项 目： 8子 型赛 道常 规 赛 装 订 线

第五届工程训练大赛说明教学教材

第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛 （合肥赛）命题说明及赛项安排 1.竞赛命题 本届竞赛命题为“重力势能驱动的自控行走小车越障竞赛”。 自主设计一种符合本命题要求的小车，经赛场内外分步制作完成，并进行现场竞争性运行考核。 本题目是在往届工程训练综合能力竞赛无碳小车命题基础上的修改，保留了重力势能驱动行进的特点，增加了自主寻迹避障转向控制功能，为此赛道也有所变化。 2.命题要求 小车：三轮结构，其中一轮为转向轮，另外二轮为行进轮，(要求2个行进轮用1.5-2mm厚度的钢板制作或用3D打印制作)，允许二行进轮中的一个轮为从动轮。小车应具有赛道障碍识别、轨迹判断及自动转向功能和制动功能，这些功能可由机械或电控装置自动实现，不允许使用人工交互遥控。如图1。 小车行进所需能量：只能来自给定的重力势能，小车出发初始势能为400mm 高度×1Kg砝码质量，竞赛时使用的同一规格标准砝码（钢制￠50×65mm）。若使用机械控制转向或刹车，其能量也需来自上述给定的重力势能。 电控装置：主控电路必须采用带单片机的电路，电路的设计及制作、检测元器件、电机（允许用舵机）及驱动电路自行选定。电控装置所用电源为5号碱性电池，电池自备，比赛时须安装到车上并随车行走。小车上安装的电控装置必须

确保不能增加小车的行进能量。 图1小车示意图赛道： 备选方案一：赛道总长度 30米，直线赛道，道面宽度1.2米。 备选方案二：赛道宽度1米，形成长15米宽约2米（不计赛道边缘道牙厚度）的环形赛道，其中两直线段长度为13米，两端外缘为曲率半径为1米的半圆形，中心线总长度约29.14米，见图2。 图2赛道示意图 赛道边缘设有高度为80mm的道牙挡板。赛道上间隔不等（随机）交错设置多个障碍墙，障碍墙高度约80mm，相邻障碍墙之间最小间距为1米，每个障碍墙从赛道一侧边缘延伸至超过中线100—150mm。 在直赛道段设置有1段坡道，坡道由上坡道、坡顶平道和下坡道组成，上坡转向驱动控制模块

8字无碳小车工程管理设计报告

第三届全国大学生无碳小车越障竞赛
工程管理设计报告
总 3 页 产品名称 零件名称
第 1 页 无碳小车
编号： 生产纲领 生产批量
500 台/年 42 台/月
1、工程管理方案概述
为实现安全、文明生产，保证按期供货，降低总成本，提高经济效益，对无碳小车的生产进行了工程管理设计。 装 年生产 500 台无碳小车，属中批量生产。无碳小车的大部分零件属于中高精度，必须保证每个零件的加工精度。通过相应的工程管理，使同种 零件应具有互换性、可靠性。例如：前轮支撑架等零件的生产工艺主要包括：车削、铣削和钳工修整。 生产过程中需要的一些标准件，如：轴承、螺钉、齿轮等外购。金属模铸造和热处理等工艺外协加工，其它工序及总装自主完成。
2、生产过程组织
①生产过程空间组织设计： 学校名称：扬州大学 针对无碳小车按每月 42 台的生产方式，综合考虑生产组织柔性，按工艺原则布置设施。无碳小车的生产工艺主要包括车、铣、线切割、钳。 ②生产过程时间组织设计： 订 根据无碳小车的主要零件的工艺特点，结合生产空间的布置原则，生产过程的时间组织选择顺序移动的方式。
3、主要设备资源配置
①确定生产节拍：无碳小车月产 42 台，按照一个月工作 22 天，每天一班工作 8 小时，时间利用率设为 90%，计算该零件的生产节拍为： r=Fe/N=(F0×g)/N=22×8×90%×60/42=226min/台 其中，r—节拍，Fe—计划期有效工作时间，N—计划期制品产量，F0—制度工作时间，g—时间有效利用系数。 ②确定流水线生产设备数量：针对无碳小车的主要加工件，由中批量生产工艺过程卡片得知，CD6140 车削加工工时 T1 为 59min，铣削加工工 线 时 T2 为 76min，钻床加工工时 T3 为 32min。生产的设备数为： H 普车 =T1/r=59/226=0.26； H 铣 =T2/r=51/226=0.23； H 钻=T3/r=32/226=0.14 因此，无碳小车零件加工成组流水生产线需要 CD6140 普通车床、普通铣床、台钻各 1 台。
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汽车侧滑的检测与调整(最新版)

( 安全常识 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 汽车侧滑的检测与调整(最新 版) Safety accidents can cause us great harm. Learn safety knowledge and stay away from safety accidents.

汽车侧滑的检测与调整(最新版) 汽车侧滑一般是指前轮侧滑和制动侧滑。 一、前轮侧滑是指前轮前束和外倾角不匹配（外倾角产生的侧向力和前束产生的侧向力不平衡），使汽车在直线行驶时产生向左或向右的偏移现象。它反映的是汽车直线行驶的稳定性。 1.前轮侧滑量过大的危害 前轮侧滑量若在允许的范围（GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》规定不大于5m/km），对车辆使用没有大的影响，但侧滑量过大时，危害很大。 （1）影响行驶稳定性。侧滑量过大时，会出现转向沉重，自动回正作用减弱，方向明显跑偏，车头摇摆（车速50km/h以上时）等现象。 （2）增加燃油消耗。侧滑量过大时行驶阻力随之增大。因此，

汽车油耗增加，一般耗油量增加4%左右。 （3）轮胎过度磨损。根据对侧滑量与轮胎磨损关系的定量分析，磨损量和磨损速度与侧滑量成正比。在通过对一万辆车次的检测情况进行分析，有70%的车辆侧滑量不合格。其中80%的车辆前轮严重磨损，胎面成平板状，胎肩呈锯齿形。 2.前轮侧滑的检测 汽车前轮侧滑的检测是通过侧滑检测仪进行的，按照GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》中的有关规定进行判断，要求车辆前轮侧滑不大于5m/km。 （1）检测前的准备。接通侧滑检测仪的电源预热半小时，并对仪器进行自检；被检汽车轮胎气压应符合标准；要清除轮胎上粘有的油污、水渍或花纹沟槽内的小石子。 （2）检测方法。使被检车辆沿行车指示线以3～5km/h的车速匀速通过侧滑检测仪的滑板。 （3）检测注意事项。检测时车速一定要控制在规定的范围内，并使前轮平稳通过侧滑检测仪；当车轮通过侧滑检测仪时不得操纵

无碳小车经验总结

无 碳 小 车 经 验 总 结 姓名：乔国勇、梁鹏、徐文凯 时间：2013.4.5 .

无碳小车经验总结 在这次大赛结束以后，我回想起这半月以来的每一幕都是那么让人记忆深刻难以忘怀。尤其是在大赛上，我看到对手的强悍的时候才觉得自己的思维是多么的不开阔。现在就从以下这几个方面谈谈我个人的看法： 一、设计方面 当我在大赛上看到那么多的无碳小车的时候我真的一下子觉得自己的思路是那么单一。就设计而言，我觉得我们不输给任何一个团队，至今为止我仍觉得我们设计的那一款小车是完美的。就我们的设计而言，这款小车不仅可以跑1米，0.9米，1.1米的S型曲线，而且可以跑0.9到1米之间的任意数据。当我看到理工大学的26、27号小车的时候，心中是那样的令人激动，又是那样的令人失落，因为我们设计的那款车没能设计制造成功。到最后我们只能以一个简单的方案匆匆了事。就我个人而言当我们设计的小车没有驱动起来时我真的很着急，同时明白了自己的设计计算是那样的不充分，也意识到自己设计中应该去除材料来减轻车身的许多地方并没有去除。当我们按第三套方案设计时，我就觉得我们设计的那款车算是彻底不存在了。当我来到比赛场上无意中看到27号车的时候我明白我们设计的车是可行的，就连我们的微调装置都是惊人的相似。真的，当时心里美滋滋的…..在比赛结束的这两天里，我思考了许多，但从设计而言，我觉得我们的微调机构设计的不是很合理，原因是自己以为那个装置很好

用，可实际上那个一点也不适合微调，同时自己设计的微调装置误差范围也太大，我充分吸收了大赛上比较好的，比较精致的微调机构，他们最厉害的能把精度提高到0.02，这是我们没有做到的。原以为摩擦盘和单轮驱动会很不稳定，通过这次比赛我明白了只要我们保证了精度，单轮驱动和摩擦盘完全可以适用。最后，我觉得我们另一设计不合理的地方就是难以让前轮左右摆过的角度相同。我们只是通过目测看偏转的角度，这样的误差太大，我们应该在车体上装一个量角器和指针，这样就可以保证左右摆角相同了。 二、制造方面 在这次比赛过程中，我问访了许多学校的学生他们的小车是怎样造出来的，在访问的过程中，我明显感觉到我们的设备有些落后了，用我们学校的那几台设备很难保证精度。再次，就是我们在制作方面能作出指导的老师实在太少了。同时我希望我们在金工实习的时间能延长一些，让我们有时间去充分了解车床、铣床、磨床，让我们学会加工一些基本的零件。通过自己动手制造我们设计的小车，我觉得我们学到了很多，我觉得我能够粗车、粗铣一些基本零件了，在我们原来金工实习的基础上又有了很大的突破和发展。最后，我希望我们学院能在未来添加几台先进设备，让我们设计的零件能够做到应有的精度，从而使我们设计的无碳小车能够走得更远。 三、材料方面 还记得当初我们学生和老师们在一块商量用什么材料的情景。我觉得这个很有必要，这个方面我们应该互动，共同对机构作出相应的

案例12 汽车侧滑检测设备的检测方法

汽车侧滑检测设备的检测方法 1、检测点的选择 测功试验时，应选择几个有代表性的工况测试汽车驱动轮的输出功率或驱动力，如发动机额定功率所对应的车速(或转速)，发动机最大转矩所对应的车速(或转速)，汽车常用车速或经济车速，或根据交通管理部门的要求选择检测点。 2、测功方法 (1)、接通试验台电源，并根据被检车辆驱动轮输出功率的大小，将功率指示表的转换开关置于低档或高档位置。 (2)、操纵手柄(或按钮)，升起举升器的托板。 (3)、将被检汽车的驱动轮尽可能与滚筒成垂直状态地停放在试验台滚筒间的举升器托板上。 (4)、操纵手柄，降下举升器托板，直到轮胎与举升器托板完全脱离为止。 (5)、用三角架抵住位于试验台滚筒之外的一对车轮的前方，以防止汽车在检测时从试验台滑出去，将冷却风扇置于被检汽车正前方，并接通电源。 (6)、检测发动机额定功率和最大转矩转速下的输出功率或驱动力时，将变速器挂入选定档位，松开驻车制动，踩下加速踏板，同时调节测功器制动力矩对滚筒加载，使发动机在节气门全开情况下以额定转速运转。待发动机转速稳定后，读取并打印驱动车轮的输出功率(或驱动力)值、车速值。在节气门全开情况下继续对滚筒加载，至发动机转速降至最大转矩转速稳定运转时，读取并打印驱动力(或输出功率)值、车速值。 如需测出驱动车轮在变速器不同档位下的输出功率或驱动力，则要依次挂入每一档按上述方法进行检测。当发动机发出额定功率，挂直接档，可测得驱动车轮的额定输出功率；当发动机发出最大转矩，挂1档，可测得驱动车轮的最大驱动力。 发动机全负荷选定车速下输出功率或驱动力的检测，是在踩下加速踏板的同时调节测功器制动力矩对滚筒加载，使发动机在节气门全开情况下以选定的车速稳定运转进行的。发动机部分负荷选定车速下输出功率或驱动力的检测与此相同，只不过发动机是在选定的部分负荷下工作的。 当使用DCG-10C型汽车底盘测功试验台测功时，将“速度给定”旋钮(图4-6)置于选

实训4：转向轮侧滑的检测

实训：转向轮侧滑的检测 导入新课： 汽车前轮定位参数是影响汽车操纵性和稳定性的重要因素。汽车如果没有正确的前轮定位，将引起转向沉重、操纵困难、增加驾驶员的劳动强度，同时，转向车轮在向前滚动时将会产生横向滑移现象，即车轮侧滑。因此，汽车转向轮定位值是汽车安全检测中的重点检测项目之一。 进行新课: 一、转向轮定位的标准 国家标准GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》和GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》，对汽车有关转向轮定位参数的检测作了如下一些规定： 1、机动车转向轮转向后应能自动回正，以使机动车具有稳定的直线行驶能力。 2、机动车前轮定位值应符合该车有关技术条件。 3、机动车转向轮的横向侧滑量，用侧滑仪检测时，其值不得超过5m/km。 二、滑板式侧滑试验台的结构 1、试验台的分类 汽车侧滑检验设备按其测量参数可以分为两类：一类是测量车轮侧滑量的滑板式侧滑试验台，另一类是测量车轮侧向力的滚筒式侧滑试验台。上述两种试验台都属于动态侧滑试验台。 滑板式侧滑试验台，按其结构又可分为单板式侧滑试验台和双板式恻滑试验台两种形式。前者只有一块侧滑板，检验时汽车只有一侧车轮从试验台上通过，后者共有左右两块侧滑板，检验时汽车左、右车轮同时从侧滑板上通过。它们一般均由测量装置、指示装置和报警装置等组成，下面主要介绍双板式侧滑试验台。 2、双板式侧滑试验台 1）测量装置 测量装置由框架、左右两块滑动板、杠杆机构、回位装置、滚轮装置、导向装置、锁止装置、位移传感器及信号传递装置等组成。该装置能把前轮侧滑量测出并传递给指示装置。 滑动板的下部装有滚轮装置和导向装置，两滑动板之间连接有曲柄机构、回位装置和锁止装置。在侧向力作用下，两滑动板只能在左右方向上作等量同向位移，在前后方向上不能位移。 按滑动板位移量传递给指示装置方式的不同，测量装置可分为机械式和电测式两种。机械式侧滑试验台，不便于远距离传输，近年来已很少使用。 电测式测量装置是把滑动板的位移量通过位移传感器变成电信号，再经过放大与

无碳小车设计说明书(一等奖作品)

第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛 无碳小车设计说明书 参赛者：龚雪飞赵鹏飞刘述亮 指导老师：朱政强戴莉莉 2011-1-16 摘要 第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题主题为“无碳小车”。在设计小车过程中特别注重设计的方法，力求通过对命题的分析得到清晰开阔的设计思路；作品的设计做到有系统性规范性和创新性；设计过程中综合考虑材料、加工、制造成本等给方面因素。我们借鉴了参数化设计、优化设计、系统设计等现代设计发发明理论方法；采用了MATLAB、PROE等软件辅助设计。 我们把小车的设计分为三个阶段：方案设计、技术设计、制作调试。通过每一阶段的深入分析、层层把关，是我们的设计尽可能向最优设计靠拢。

方案设计阶段根据小车功能要求我们根据机器的构成（原动机构、传动机构、执行机构、控制部分、辅助部分）把小车分为车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构、微调机构六个模块，进行模块化设计。分别针对每一个模块进行多方案设计，通过综合对比选择出最优的方案组合。我们的方案为：车架采用三角底板式、原动机构采用了锥形轴、传动机构采用齿轮或没有该机构、转向机构采用曲柄连杆、行走机构采用单轮驱动实现差速、微调机构采用微调螺母螺钉。其中转向机构利用了调心轴承、关节轴承。 技术设计阶段我们先对方案建立数学模型进行理论分析，借助MATLAB分别进行了能耗规律分析、运动学分析、动力学分析、灵敏度分析。进而得出了小车的具体参数，和运动规律。接着应用PROE软件进行了小车的实体建模和部分运动仿真。在实体建模的基础上对每一个零件进行了详细的设计，综合考虑零件材料性能、加工工艺、成本等。 小车大多是零件是标准件、可以购买，同时除部分要求加工精度高的部分需要特殊加工外，大多数都可以通过手工加工出来。对于塑料会采用自制的‘电锯’切割。因为小车受力都不大，因此大量采用胶接，简化零件及零件装配。调试过程会通过微调等方式改变小车的参数进行试验，在试验的基础上验证小车的运动规律同时确定小车最优的参数。 关键字：无碳小车参数化设计软件辅助设计微调机构灵敏度分析 目录

第四届全国工程训练大赛一等奖工程管理方案

第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛 The 4 National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Competition
th
工程管理方案
Project Management Plan
共
页
第 1 页 小车
编
号
500 件/年 42 件/月
产品名称 零件名称
生产纲领 生产批量
1、生产过程组织(包括设备配置)
（1）生产过程空间组织设计
参赛项目： S
根据小车每个月的生产量，综合考虑生产组织形式，选择按照工艺原则布置生产场地设施。主要加工工艺有车、铣、钻、钳等工种。 （2）生产过程时间组织形式 由于生产空间按工艺原则布置，生产过程的时间组织按照平行顺序移动方式。这样有助于节约时间，使下道工序连续的、全部的加工完这批制件。
2、人力资源配置
由于小车结构简单、零件加工相对容易。工艺方式为车、铣、钻、钳。所以按照工种分配人员有助于发挥各自的特长，降低加工成本、提高 加工质量、提高效率等优点。故每天按照八小时工作制安排车工 1 人、铣工 1 人、钳工 1 人、装配调试 1 人、另安排管理 1 人、采购员 1 人，完 成整个生产周期的所有任务。
3、生产进度计划与控制
无碳小车的生产环节主要包含两个部分，一是小车的材料准备及加工生产，而是小车的装配调整。在整个生产过程中主要用到车、铣、钳等 福建农林大学 工艺。因此过程较简单，到完成所有的装配调试结束，预计每周六工作制，一个月工作二十四天完成一个月 42 台的任务。 在生产加工环节上做到： （1） 、小车材料的准备齐全（包括毛坯与标准件） 。 （2） 、根据工艺过程卡片选择采购毛坯零件。 （3） 、明确生产过程中的关键工艺与非关键工艺，做到相互协调、合理安排加工过程。 （4） 、制定生产进度表，并严格遵守，及时反馈生产 情况，便于调整。 在装配调整环节上主要包含两个方免得内容小车部件装配及整车装配；部件主要有转向部件、驱动部件及支架系统。在装配 时首先安排分部件装配，有计划的将各个整体部件机构装配完成，最后总装；主要按照装配要求对小车进行装配，装配技术 按要求对小车运行轨迹进行反复校核调试，最终达到合格要求。
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无碳小车的机构与运动分析

1 无碳小车的设计要求 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。竞赛时统一用质量为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。要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均来自重物重力势能转换，不可使用任何其他的能量来源。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。要求小车为三轮结构。2 无碳小车机构运动设计和性能分 析 图1 无碳小车机构简图 小车由重物下降通过尼龙线带动绕 线轮为小车提供动力，由零件1，2,3,4,5 无碳小车的机构与运动分析 吴朝春 西南交通大学机械工程学院 四川成都 611756 组成的曲柄连杆机构控制前轮的摆动实现小车的导向，利用齿轮传动将动力传递到后轮轴实现小车的驱动。 同时为了更好的实现小车的性能要求：位移路程比V、位移S、、跑偏量L、绕桩数N，对小车五大机构进行最大程度优化。 3 无碳小车机构分析 3.1 无碳小车的结构组成 无碳小车主要有五大机构构成： 1）支撑机构：小车的骨架，是各机构布置的基础； 2）原动机构：提供小车运动的装置， 实现重物块重力势能转变为小车的动能； 3）传动机构：将原动机构一部分能 量传递到转向机构； 4）转向机构：完成小车的导向，保证小车实现预定轨迹运行； 5）驱动机构：实现小车的前进 。 3.2 支撑机构的设计车辆底板承受较大的载荷，而且要求在强度足够的情况下，重量尽可能地小。考虑到重量、加工成本等，底板采用3mm 厚的铝合金加工压制制作，底板前端叠加 一块加固板增加转向部分的强度；后轮主轴支架，大齿轮轴支架采用5mm 厚铝合金板制作，而且采用一体成型的方法，减小零件数量。铝的材料密度小，强度较大，而铝合金的性能更优于普通铝制材料，适合用来制作支架。其次，为了制作 和携带方便，将重物支撑架单独制作，将 每一根支架杆两端攻螺纹， 最后用螺栓固定到底板上。3.3 原动机构的设计 为了让重物的重力势能转化为小车的动能，即将重物块的直线下降运动（以小车底盘为参考系）转化为小车车轮的旋转运动。首先我们在结构中加入一个滑轮，通过滑轮和尼龙线我们可以将作用在重物块上的重力传递到绕线轴上，为驱动机构，转向机构的运行等提供保证，实现能量的转化。 3.4 传动机构的设计 经过原动机构已经实现了将重物块的直线下降运动（以小车底盘为参考系）转化为绕线轴的旋转运动。但仅仅只有原动机构并不能实现小车的行进功能。为此该小车必须设计一个转向机构，以及连接原动机构和驱动机构间的传动机构。传动机构的功能目标：实现传动比3：1将绕线轴的转动传递到后轮轴上 。传动功能的实现方式的选择：为了更好的实现传动机构的设计目标，本文作者根据该无碳小车的具体情况并在对比 了带传动和齿轮传动的优缺点后选择了齿数比为1:3的两个齿轮。 3.5 转向机构的选择 小车在行进过程中为了能完成“S”形前进，则小车必须有一个导向装置，本设计采用了前轮导向。为了能实现前轮导向的功能采用了曲柄连杆机构实现前轮的自动转向。转向机构由曲柄连杆机构构成。曲柄连杆机构配合紧密加工简单运动可靠，本文设计方案曲柄连杆机构由关节轴承、转向摇杆前微调轴、微调连接杆、转向摇杆后微调轴和微调曲柄组成，采用微调曲柄和微调连杆长度的改变，调节前轮转动角度的大小从而满足障碍物间距变化造成的路线改变。转向轴承为RBL 关节轴承，可以满足一定角度的空间任意方向的全尺寸旋转，因为为标准件可直接购买，降低了制作成本。 根据之前制作的无碳小车实际调试经验，转向机构的功能对无碳小车的运行效果起着至关重要的作用。特别是微调曲柄和微调连杆长度的长度对小车轨迹运行影响巨大。本文利用螺纹副来调节微调连杆长度，大大的提高了调节精度。同时转向机构也同样需要尽可能的减少摩擦耗能，满足结构简单，零部件易获得等基本条件。 3.6 驱动方式设计 为了尽量减少滑动摩擦带来能量的损失,小车要实现“S”形行进，则小车后轮应该在转弯时实现差速，避免滑动摩擦。 实现方式：后轮交替驱动。结构设计：利用单向轴承滚针轴承，同时为了增强小车行进的稳定性，利用普通轴承过盈配合连接，实现后轮轴与两后轮稳定连接。 4 运动分析 在重物下降的同时，尼龙线经过滑轮将力传递到绕线轴，形成转矩带动绕线轴的转动；通过曲柄连杆机构带动前轮的摆动实现前轮导向；通过齿轮啮合传动，将绕线轴的运动传递到后轮轴；后轮轴通过单向轴承将转动传递到后轮，后轮在地面给的摩擦力的作用下实现驱动；从而实现小车按照预定轨迹运行。

基于ADAMS软件的无碳小车转向机构设计_王政

基于ADAMS 软件的无碳小车转向机构设计 王 政，何国旗，胡 增 （湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲412007） 摘 要：为使无碳小车运行出更好的“S ”型轨迹，利用ADAMS 软件参数化建模功能和仿真功能，分 别对以曲柄摇杆机构、正弦机构、RSSR 空间四杆机构作为无碳小车转向机构的情况进行了仿真试验分析。 对比各转向机构的仿真试验结果，得出正弦机构通过设计相关参数可成为无碳小车的最佳转向机构的结论，为目前无碳小车转向机构的设计提供了理论参考。 关键词：无碳小车；曲柄摇杆机构；正弦机构；RSSR 空间四杆机构；ADAMS 中图分类号：TM301.2 文献标志码：A 文章编号：1673-9833(2013)05-0028-05 Design of Carbon-Free Car Steering Mechanism Based on ADAMS Software Wang Zheng ，He Guoqi ，Hu Zeng （School of Mechanical Engineering ，Hunan University of Technology ，Zhuzhou Hunan 412007，China ） Abstract ：For a better “S ” type trajectory of the carbon-free car, applies the parametric modeling capabilities and simulation capabilities of the ADAMS software to simulate the crank-rocker mechanism, sine mechanism and RSSR space four-bar linkage mechanism for carbon-free car steering mechanism. Compares the simulation results and draws the conclu-sion that sine mechanism is the best direction-control mechanism for the carbon-free car through the relative parameter design. It provides theoretical reference for steering mechanism design of carbon-free car. Keywords ：carbon-free car ；crank-rocker mechanism ；sine mechanism ；RSSR space four-bar linkage mechanism ；ADAMS 收稿日期：2013-07-01作者简介：王 政（1991-），男，河北唐山人，湖南工业大学学生，主要研究方向为机械设计制造及其自动化， E-mail ：hut_machinery@https://www.wendangku.net/doc/6a6999997.html, 通信作者：胡增（1992-），男，湖南湘潭人，湖南工业大学学生，主要研究方向为机电一体化， E-mail ：1312100328@https://www.wendangku.net/doc/6a6999997.html, 湖南工业大学学报 Journal of Hunan University of Technology Vol.27No.5Sep.2013 第27卷 第5期2013年9月 doi:10.3969/j.issn.1673-9833.2013.05.007 0引言 “S ”型轨迹无碳小车是全国大学生工程训练综 合能力竞赛项目之一，其转向机构的设计对于小车运行出均匀的“S ”型轨迹具有极为重要的作用。当前很多参赛队伍设计的转向机构不能使无碳小车运行出均匀的“S ”型轨迹，出现轨迹跑偏问题，使小车撞桩或撞到赛道边界，无法顺利完成比赛。 要解决无碳小车轨迹跑偏这一问题，即使小车 运行出均匀的“S ”型轨迹，则需要使小车轨迹的中心线保持为一条直线。据此，应对无碳小车的转向机构提出如下要求：转向机构左右摆动角度大小相等，若设前轮摆角关于曲柄转 角的关系 为=f ()， 即要求f ()=-f (T -)（T 为周期）。 目前，能够实现无碳小车车轮转向控制的机构主要有曲柄摇杆机构、正弦机构（曲柄移动导杆机构）和RSSR 空间四杆机构。这3种机构在结构和功能上有各自的特点，本研究拟以机械系统动力学自动

双前轴转向汽车轮间和轴间侧滑量检验台设计

目录 1 绪论 (1) 1.1汽车性能检测的意义及发展状况 (1) 1.2车轮侧滑检测的重要意义 (2) 1.3车轮侧滑性能检测的规定 (3) 1.4本设计的重要意义 (3) 1.5本设计的内容 (4) 2 车轮侧滑检测原理与方法 (5) 2.1轮间侧滑检测方法 (5) 2.2轴间侧滑检测方法 (6) 2.2.1 双板分动式侧滑检验台检测轴间侧滑量 (6) 2.2.2 轮间-轴间侧滑检测系统检测轴间侧滑 (7) 3 轮间-轴间侧滑检测系统机械部份设计 (10) 3.1放松板和滑板 (11) 3.2等摇臂杠杆机构 (12) 3.3等摇臂轴平移机构........................... 错误！未定义书签。 3.4回位装置................................... 错误！未定义书签。 3.5导向装置................................... 错误！未定义书签。 3.6锁定装置................................... 错误！未定义书签。 3.7滑动机构................................... 错误！未定义书签。 3.8测量装置................................... 错误！未定义书签。 3.9轮间-轴间侧滑检测台机械总成和特点.......... 错误！未定义书签。 4 部分零件的选择与校核 ............................ 错误！未定义书签。 4.1连杆轴的计算与校核......................... 错误！未定义书签。 4.2轴承的选择与计算........................... 错误！未定义书签。 4.2.1 轴承的选择 ............................ 错误！未定义书签。 4.2.2 轴承的寿命计算 ........................ 错误！未定义书签。 4.3槽钢的计算与校核........................... 错误！未定义书签。 4.4位移传感器的选型........................... 错误！未定义书签。 5 应用可行性效果分析 .............................. 错误！未定义书签。 6 总结 ......................................... 错误！未定义书签。参考文献 ........................................... 错误！未定义书签。致谢 ............................................ 错误！未定义书签。

无碳小车设计报告

无碳小车设计报告 一、设计理念 煤炭是大自然给予人类的一笔宝贵财富，可是由于人们对煤炭的巨大需求，煤炭资源日趋减少近于枯竭。随着人们节能环保意识的提升，无碳的理念也越来越被人们提上研究的课题。更洁净、更环保、更节能、更高效的理念也深入人心。无碳小车是对“无碳”理念的探索与开发，对未来“无碳”的憧憬。本小车依照现代工程师的标准，注重设计的巧妙、制作的精良、调试的可靠性等。与其他类似的模型小车相比，本小车更注重能量的利用、车体结构的稳定性、匀速性等；采用的柔性摆杆机构更涉及了诸多数学理论的验证；，且使小车控制转弯更省力、使小车的躲避障碍物的周期更容易实现与控制，亦降低了整车重量。再者小车整体构造简洁，组合零件不多，摩擦损耗小，效率高，较容易制造安装。在完成设计的要求下充分考虑了外观和成本等问题，方便以后的扩展和进一步的开发。并能满足大部分初高中及大学学生对机械知识实践的实验与了解。对激发青少年对机械构造的热情有深远的影响。适合广大青少年学习研究。 二、无碳小车设计要求 设计说明： 以重力势能驱动的具有方向控制功能 的自行小车 设计一种小车，驱动其行走几转向的能 量是根据能量转换原理，由给定重力势能转 换来的。力势能为4焦耳（g=10m/s^2），给定统一质量为1kg 的重块，落差为400mm ，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。 小车宏观尺寸限制在：长*宽=200*100mm 本项目对应知识点：三维制图、二维制图、能量转换机构、杆机构（平面、空间）、运动学、力学、常用机构、材料零部件选型，机构的设计与制造。 具体要求： 1、小车需自主设计并制作全部零件（标准件：如重块有特定要求，统一购买或规定）。 2、小车要求采用四轮结构（2个转向轮，2个驱动轮），转向轮最大外径应不小于φ30mm ，整车具体结构、造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。 3、起动时，小车的中心线必须与赛道中心线重合，允许最大偏离距离为左右各20mm 。 ↑赛道示意图