以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车论文(4)

湖北汽车工业学院科技学院毕业（设计）论文

转向装置：

图2.5 无碳小车方案一三维转向装置

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方案二：

无碳小车模型主要由一个转向轮和两个驱动轮以及几个大小齿轮组成，其中小车中的转向轮，驱动轮，齿轮，支撑板，横杆，木板等如下图所示。

图2.4 无碳小车三维图

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小车的运动原理：

图2.5 无碳小车三维图

1.无碳小车模型结构介绍：

1.横杆 2.驱动轮轴 A.原动轮 B.E.P齿轮 C1.C2.驱动轮 M.支撑板 G.连杆 H.转向轮

2.如上图所示，重物的牵引带动A轮的转动，A轮的转动带动B轮，再根据B、D之间的齿轮粘合带动C1，C2和E齿轮的转动，E轮带动F轮的转动，从而使G杆左右运动的同时，前后运动，杆的偏转，使得H轮偏转，根据C1，C2轮和H轮的合运动，小车就可以按照要求一边行走一边转弯。 3.小车采用三轮机构，后轮为驱动轮，前轮为转向轮。

4.通过细绳连接物体，利用滑轮传向两啮合齿轮带动驱动轮轴。

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5.后轮向前运动，通过连杆带动前轮，是前轮实现周期性的摆动，从而实现周期性运动。

方案分析比较：

相同点：给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。 不同点：小车的驱动装置不一样。

方案一，采用的是带传动，该机构不能做转弯运动。 方案二，采用的是齿轮传动，该机构可以走弯道路线。

带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。 带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。

齿轮机构是依靠齿轮齿廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和方向，并具有传递功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、工作可靠等。

相比之下，齿轮较之带传动要好的多。因此，我选择方案二。

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第三章 零部件设计 3.1轴的原动轮的设计【9】【12】【13】【17】

3.1.2 结构图

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图3.1 梯形原动轮

3.1.2 分析

1）.在起始时原动轮的转动半径较大，起动转矩大，有利起动。

2）.起动后，原动轮半径变小，转速提高，转矩变小，和阻力平衡后小车匀速运动。

3）.当物块距小车很近时，原动轮的半径再次变小，绳子的拉力不足以使原动轮匀速转动，但是由于物块的惯性，仍会减速下降，原动轮的半径变小，总转速比提高，小车缓慢减速，直到停止，物块停止下落，正好接触小车。

3.1.3 梯形圆柱原动轮的作用

1，刚开始牵动绳为小车提供动力的部分是梯形圆柱的粗端，这样能为小车提供较为快捷的动力。

2，下落物体不可避免的会和小车发生碰撞，这样当物体快要和小车碰撞的时候牵动绳已绕到了梯形圆柱的细端，这样能减少物体的下落速度，减少物体和小车碰撞的能量损失。

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