S型无碳小车设计
2 整体设计思路
转向机构
转向机构是本无碳小车设计的关键部分，直接决定着小车能否按“S”的路线行走 。一般能按特定规律运动的机构有：凸轮机构、曲柄摇杆、齿带槽、凹槽轮等。
凸轮机构：凸轮是具有一定曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以 使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。优点：只需设计适当的凸轮轮廓 ，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便；缺点：凸 轮轮廓设计计算麻烦，加工比较困难。 曲柄摇杆：优点：运动副单位面积所受压力小，且面接触方便润滑，故磨损减小， 制造方便，能够获得较高精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的， 它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。缺点：一般情况下只能近似 实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复 杂时，需要的构件数和运动副数往往比较多，这样就使机构结构复杂，工作效率降 低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增 加；机构中做平面复杂运动和作往复运动的构件所长生的惯性力难以平衡，在高速 时将引起较大的振动和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。
⑤无碳小车的车轮与地面的摩擦越小，小车行走的越远。
2 整体设计思路
基于上述考虑，得出无碳小车的结构越简单重力势能转换成动能时损失的能量少效 率就高；通过设计齿轮的传动比可以改变小车的初始速度，速度越快，小车能走得 越远；合理的设计出转向机构能够让小车按近似于“S”型路线行走；微调机构能 够调节小车的转向角度，让无碳小车顺利避过障碍物；合理的选材减轻整车质量， 减少摩擦。因此完整的无碳小车应当包括车架、传动构件、转向机构、车轮、重锤 架。下面简要考虑车架、传动构件、转向机构的选用。
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②因为提供的能量有限，要可能减少整个无碳小车的质量，无碳小车越轻越好，因此尽可能使 用轻质材料构成。
③无碳小车按照“s”型路线行走，要有一定的转向机构按照一定的规律周期运转，并且稳定可 靠能及时响应。
④重锤下落牵动绳子,绳子带动绳轮转动,然后通过齿轮的传动按照一定转动比将转速传递给车轮 轴,带动小车行走。因此要设计好齿轮的参数及传动比,尽量减少齿轮数量减少能量损失。
3 结构设计及参数选择 转向拨杆的设计
转向拨杆的端面小球直径10mm，杆长60mm，杆直径3mm，杆面有螺纹便于调节球面与凹 槽轮的长度，引起转向轴的轻微偏转。这种设计把转向机构与微调机构整合在一起，设计简 单、机构轻巧、灵活方便。
凹槽轮的设计
凹槽轮的宽度由拨杆小球的球面直径和前轮转向的最大角度决定。 在实际的运动中无碳小车的转向角度,参见图3-2
图3-8无碳小车的完整装配图建模
3 结构设计及参数选择
完成各种零件的装配后得到了无碳小车的完整装配图
3 结构设计及参数选择
完成各种零件的装配配图的环境下，单击左下角的运动算例，把动画模拟时间轴拉到20秒的位置。 在无碳小车装配体中，单击虚拟马达，弹出马达类型对话窗，选择旋转马达，然后单击绳轮 面，为绳轮轴添加一个虚拟马达。虚拟马达模拟重锤下落时牵动绳子带动绳索转动的情况， 设定虚拟马达的转速为30r/min。 然后按下从头播放动画，观察小车齿轮、车轮、凹槽轮、拨杆运动情况。输出动画结果，对 结果进行分析。 对于建立的无碳小车，在没有考虑其它摩擦力、阻力、能量损失的情况下，加人虚拟马达模 拟运动时，绳轮能带动轴的转动，引起齿轮2的转动，齿轮2又带动齿轮1、齿轮3的转动。当 车轮转过1.5圈时，凹槽轮刚好转过0.5圈，说明齿轮1、齿轮2、齿轮3在齿数设计上符合拟定 的运动轨迹转向要求。 对于转向机构的设计，凹槽轮转动时，拨杆球面与凹槽面相切运动，随着凹槽的改变，拨杆 也能随着凹槽路径改变，引起转向轴的改变，带动前轮转动。说明设计的这种转向机构有一 定的实用性，能够带动小车有规律的转向。同理可以通过边凹槽轮上的凹槽路径，设定出特 定规律的路径，让无碳小车沿不同特定规律路线行走。比如走“8”字型、“0”路线。
车轮尺寸的设计
由小车行走路线的轨迹及方案的初步计算可知，车轮半径越大，小车走得越远，无 碳小车行走一个半径时，车轮转过的圈速越小越好。这里设定车轮转过3圈，则可 以计算出无碳小车的车轮半径为 =126.8mm，为了方便制作取半径为 =125mm
齿轮的确定
确定了无碳小车的车轮半径后，根据
ds= *d =
图3-2 前轮最大转动角度
为了便于设计与实际制作，凹槽轮的直径与齿轮3的直径相同为120mm。
3 结构设计及参数选择
在转动最大角度及拨杆小球的直径确定情况下，凹轮槽的宽度尺寸由转向轴心与凹槽轮轴心的距离确定， 为了能更好的调节转向角度，设计转向最大转向角度为 。转向轴心与凹槽轮轴心的距离不宜过长，太长 会影响整体小车的车身变长，设定两轴心距离为85mm。在SolidWorks草绘图型界面下，可以容易看出两 凹槽的中心距离，参见图3-3。
图1-1 无碳小车示意图
1 课题内容
小车运动要求： 小车在前行时能够按照预定路线行走，自动交错绕过赛道上设置的障碍物。障碍
物为直径20mm、高200mm的多个圆棒，沿直线间距1000mm摆放。如图1-2
图1-2 运动轨迹示意图
2 整体设计思路
围绕无碳小车的命题要求，对命题进行了简要的分析：
①无碳小车在整个行驶过程中，都是由重锤下落的重力势能提供能量，在设计中应尽可能利用 这势能，减少其它不必要结构消耗能量。
(3-5)
其中齿轮2于齿轮1的传动比i=
3 结构设计及参数选择
可知齿轮1和齿轮2的传动比决定了无碳小车初始速度的大小，适当的调节齿轮的转 动比，确定齿数大小的比例，从而可以得出齿轮半径的大小。 由《机械原理》第七版180页齿轮标准模数系列表确定齿轮1、齿轮2、齿轮3的模数 为2。 无碳小车的齿轮转动精度要求高齿数越多越好，传动比在10以内比较合适，在这里 选用齿轮2和齿轮1的转动比为4。根据《机械制造装备设计》第3版100页各种常用 传动比的适用齿数,参见表3-1：
2 整体设计思路
齿带槽：通过在齿带背后建立特定轨迹凹槽，凹槽连接摇杆，带动摇杆左右有规律 摆动，驱动转向轮规律转动。优点：凹槽轨迹容易获得，制作方便。缺点：如果小 车运动轨迹长，齿条也要较长，齿轮的增加消耗过多势能。 凹槽轮：在轮子面部制作凹槽，凹槽连接摇杆，带动摇杆左右有规律摆动，驱动转 向轮规律转动。优点：凹槽轨迹容易获得，制作方便，在较小的空间在齿轮面可以 圆周规律循环，不用考虑长度。缺点：体积较大。参见图2-1
轴的设计
在整个无碳小车的设计方案中，包括后车轮轴、绳轮轴、槽轮轴、转向轴4跟轴(参见图3-4 至3-7)。根据无碳小车的选用的C6201轴承，这4根最大直径应该为12mm，便于装配。因为 无碳小车的动力较小，轴承产生的扭矩较小，不再对轴的强度进行校核。
3 结构设计及参数选择
车轮轴的尺寸见图3-4
绳轮轴的尺寸见图3-5
无碳小车
4/18/20210 15-12-8
课题内容
1
整体设计思路
2
目录
4
仿真结果
3
结构设计及 参数选择
1 课题内容
本课题围绕主题：基于SolidWorks下无碳小车的设计及模拟仿真，设计一种无碳小 车，根据能量转换原理,驱动小车运动的能量是给定重力的重锤下落的势能转换来的 机械能让其行走及转向的。给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），用质量为1Kg的 重块（￠50×65 mm，普通碳钢）铅锤下降来获得，落差400±2mm，重块落下后， 能和小车一起运动并被小车承载，避免铅垂从小车上掉落。图1-1为小车示意图。
图3-3 凹槽中心距示意图
3 结构设计及参数选择
转向轮的设计
转向轮随着轴向轴的偏转而偏转，转向轮起到调整小车转弯的作用，转向轮不应过大，一般 小于后轮的尺寸，设定转向轮的半径为25mm。
轴承的选用
考虑到轴承不易制作，在实际中可以通过选用购买标准件用于小车的制作。轴承的选用标准 参考《机械设计课程设计》机械工业出版社第133页滚动轴承的国家标准。选用最小的深沟 球轴承C6201，最小直径为12mm，最大外径为32mm。
图3-1小车行走路线示意图
3 结构设计及参数选择
把此路线近似于余弦曲线，振幅为300mm，波长2000mm，轨迹方程近似为：
用Mathematica数学软件求解得s=2388.97mm 可知无碳小车行驶一个周期走过的路径为2388.97mm，无碳小车的车轮也近似走了 2388.97mm。
3 结构设计及参数选择
图3-4 车轮轴尺寸
图3-5 绳轮轴的尺寸
3 结构设计及参数选择
槽轮轴尺寸见图3-6
转向轴尺寸见图3-7
图3-6 槽轮轴尺寸
图3-7 转向轴尺寸
3 结构设计及参数选择
槽轮轴尺寸见图3-6
转向轴尺寸见图3-7
图3-6 槽轮轴尺寸
图3-7 转向轴尺寸
3 结构设计及参数选择
完成各种零件的装配后得到了无碳小车的完整装配图
图2-1凹槽轮
3 结构设计及参数选择 轨道的设计
无碳小车按正弦曲线行走，路线近似于“S”型，在行驶轨迹确定的情况下，小车的行驶路 径不变，对路径的研究设计，可以大概确定小车行走路程，初步断定车轮的半径，转向轮的 最大角度。 无碳小车在宽度为2000mm的赛道上行驶，中间的障碍物相隔100mm，为了不让无碳小车越 出赛道，避免无碳小车与障碍物碰撞，拟定出一下路线图参见图3-1：
3 结构设计及参数选择
选用齿轮1和齿轮2的总齿数为100。齿轮1齿数为20，齿轮2齿数为80。 根据《机械设计课程设计》齿轮结构设计可计算出齿轮1、齿轮2的参数如下：
m=2 齿轮1：=20，直径=m=40mm 齿顶圆直径 =44mm； 齿根圆直径=35mm； 齿顶高 =2mm； 齿根高 =2.5mm； 齿轮2：=80，直径=m=160mm 齿顶圆直径 =164mm ； 齿根圆直径=155mm； 齿顶高 =2mm； 齿根高 =2.5mm
“S”形轨迹无碳小车的结构设计与运动仿真
将小车微分运动看作是绕其某一圆心的圆周运动，如
图 3 所示，则小车车身中线运动的圆弧长度为前轮运动距
离 Sf，圆弧半径为 Rf，小车车身中线在微分运动 i 内转过
的角度为：
（7）
图 4 小车微分运动原理图
方法 2： 将小车微分运动看作小车车身中线末端沿着上一个 微分运动结束时的中线方向直行，车身中线前端 （即前
（2） 式中：r———正弦机构的曲柄长度； l———正切机构的转向杆旋转轴心与导轨间距离； l0———导轨长度微调量； 琢0———前轮拐角微调量。 2 运动轨迹求解 由于小车运动机构的复杂性，难以直接利用数学方程 对小车前进的运动轨迹进行积分求解。利用 MATLAB 仿 真 软 件 ，将 小 车 的运 动 进 行 微 分 ，求 出 每 个 微 分 运 动 中 小 车转向及位移的变化量，最后将各个微分运动结果进行叠 加，即可求得小车总体的运动轨迹。 在每个微分运动内，当小车处于转弯状态时小车的三 个轮子可以看作是进行圆弧运动，如图 3 所示，小车左右 转运动时其主动轮右后轮分别处于运动轨迹圆弧的外侧 及内侧[2]，不便于求解其微分运动结果后进行叠加运算，因 此为了方便计算选取小车前轮的运动轨迹进行求解。 图 3（a）中，当小车处于右转状态时，主动轮右后轮位于 运动轨迹弧线内侧，前轮的转弯半径 Rf1 大于右后轮的转弯 半径 Rr1，假设微分运动内前轮转角为定值 琢1，依据几何关 系列出前轮前进距离 Sf1 与绕线轴转角 兹1 之间关系方程：
（3）
Internal Combustion Engine & Parts
· 241 ·
轮）沿着前轮方向前行[3]，如图 4 所示，则可得出微分运动 i 结束后小车车身中线相对跑道在微分运动内转过的角 度 茁（i）为：
《S型无碳小车设计》
3
结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
转向拨杆的设计转向拨杆的端面小球直径10mm，杆长60mm，杆直径3mm，杆面有螺纹便于调节球面与凹槽轮的长度，引起转向轴的轻微偏转。这种设计把转向机构与微调机构整合在一起，设计简单、机构轻巧、灵活方便。凹槽轮的设计凹槽轮的宽度由拨杆小球的球面直径和前轮转向的最大角度决定。在实际的运动中无碳小车的转向角度,参见图3-2
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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仿真结果
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无碳小车
3/6/2022015-12-8
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课题内容
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课题内容
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整体设计思路
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整体设计思路
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Байду номын сангаас
凸轮机构曲柄摇杆
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整体设计思路
齿带槽凹槽轮
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结构设计及参数选择
轨道的设计无碳小车按正弦曲线行走，路线近似于“S”型，在行驶轨迹确定的情况下，小车的行驶路径不变，对路径的研究设计，可以大概确定小车行走路程，初步断定车轮的半径，转向轮的最大角度。无碳小车在宽度为2000mm的赛道上行驶，中间的障碍物相隔100mm，为了不让无碳小车越出赛道，避免无碳小车与障碍物碰撞，拟定出一下路线图参见图3-1：
S形转向运动无碳小车改进研究
S形转向运动无碳小车改进研究随着环境保护意识的日益增强，无碳交通工具的需求也越来越大。
在这一背景下，S形转向运动无碳小车成为了人们关注的焦点。
它不仅可以满足人们对环保交通工具的需求，还具有稳定性和高效性的优势。
目前S形转向运动无碳小车仍然存在着一些问题和不足之处，需要进行改进研究。
本文将围绕S形转向运动无碳小车进行改进研究，探讨其技术原理、存在的问题以及改进方向。
一、S形转向运动无碳小车的技术原理S形转向运动无碳小车是一种新型的环保交通工具，其技术原理主要包括车身结构设计、动力系统和转向系统。
车身结构设计是S形转向运动无碳小车的基础，它需要具备轻量、坚固、稳定的特点。
动力系统则是小车的动力来源，可以采用电力或其他清洁能源。
转向系统是小车行驶过程中至关重要的部分，它需要具备灵活、稳定的特点，以确保小车行驶的顺利和安全。
尽管S形转向运动无碳小车具有诸多优势，但在实际运行中仍然存在一些问题。
现有的S形转向运动无碳小车在转向灵活性和稳定性方面还有待提高。
小车的动力系统需要进一步优化，以提高能源利用率和行驶里程。
小车的安全性也需要加强，特别是在复杂道路和恶劣天气条件下，小车需要具备更强的适应能力。
针对上述问题，我们可以从以下几个方面进行改进研究：1. 转向系统的优化。
可以采用新型的电子控制系统，提高小车的转向灵活性和稳定性，增强小车在复杂道路条件下的控制能力。
2. 动力系统的优化。
可以研发新型的高效电池或者利用太阳能等清洁能源作为动力来源，以提高小车的能源利用率和行驶里程。
3. 安全性的提升。
可以引入先进的智能驾驶辅助系统，提高小车在恶劣天气和复杂道路条件下的安全性和稳定性。
4. 车身结构的优化。
可以采用新型的轻量材料和结构设计，提高小车的稳定性和安全性。
S形转向运动无碳小车的改进研究是一项具有重要意义的工作。
通过不断地改进和优化，我们可以进一步提高小车的性能和安全性，满足人们对环保交通工具的需求，推动无碳交通工具的发展。
无碳小车S型转向运动的设计方案与改进思路研究
无碳小车S型转向运动的设计方案与改进思路研究一、本文概述随着全球环保意识的日益增强，低碳、无碳技术的研发和应用已成为科技发展的重要方向。
无碳小车作为这一背景下的产物，不仅象征着绿色出行的新理念，也体现了对传统能源利用方式的深刻反思。
S型转向运动作为无碳小车设计中的关键环节，其设计方案与改进思路对于提升无碳小车的运行效率、稳定性和安全性具有重要意义。
本文首先将对无碳小车S型转向运动的设计方案进行全面分析，包括其设计原理、结构特点、运动特性等方面。
在此基础上，我们将深入探讨无碳小车S型转向运动在实际应用中所面临的问题和挑战，如转向精度、稳定性、能源利用效率等。
随后，本文将提出一系列针对无碳小车S型转向运动的改进思路。
这些思路旨在通过优化设计方案、改进材料选择、提升制造工艺等方式，提高无碳小车S型转向运动的性能表现，推动无碳小车技术的进一步发展和应用。
本文还将对无碳小车S型转向运动的设计方案与改进思路进行前景展望，以期为未来无碳小车的研发和应用提供有益的参考和启示。
通过本文的研究，我们期望能够为无碳小车技术的发展做出一定的贡献，为推动绿色出行、实现可持续发展目标贡献自己的力量。
二、无碳小车基本结构与工作原理无碳小车作为一种典型的节能环保交通工具模型，通常采用非机械动力来源，如电磁驱动、势能转换或太阳能等清洁能源作为其行驶的动力源。
无碳小车的核心结构主要包括以下几个关键部分：驱动系统：无碳小车摒弃了传统的内燃机和电动马达驱动方式，转而采用电磁驱动装置或者储能释放机构，比如通过压缩弹簧储存能量并在赛道上通过控制机构释放，实现车辆直线或曲线运动。
在S型转向过程中，可能还会利用到特殊的转向电机或精密设计的重力分配系统来调整车轮方向。
车身结构：车身设计紧凑轻便，通常采用高强度、低重量的复合材料制造，保证强度的同时减轻整体质量以提高能源利用率。
车架布局围绕着能量储存和释放机制进行优化，并确保各部件间连接稳固，能够承受弯道及转向时产生的应力。
“S”型无碳小车创新设计
“S”型无碳小车创新设计摘要：本作品设计以“S”型无碳小车创新设计命题，命题内容体现“创新设计能力、制造工艺能力、实际操作能力和工程管理能力”四个方面要求。
本作品设计目的主题围绕“无碳”，即不利用有碳能源，根据能量转换原理，利用重力势能驱动具有方向控制功能的小车模型。
这种小车结构轻巧，能够将重力势能转化成小车的动能，从而完成小车的所有动作。
该小车行走时能够避开所设置的障碍物，障碍物所摆放的间距由转向机构中的偏心轮（偏心距）决定，根据偏心距的不同可以得到不同的“S”型曲线。
关键词：无碳小车；重力势能第1章小车工作原理和理论设计1.1 工作原理重锤的牵引带动原动轮的转动，原动轮的转动带动齿轮转动，再根据两齿轮之间的齿轮啮合带动驱动轮转动，在原动轮转动时偏心轮也同时转动从而使连杆、摇杆动作，杆前后运动，摇杆圆周运动，使得转向轮偏转，根据驱动轮转向，小车就可以按照要求一边行走一边转弯。
小车的设计是提高小车性能的关键。
在设计方法上采用参数化设计、优化设计、系统设计等理论方法。
采用了SOLIDWORKS等辅助软件。
1.2 小车基本构架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。
为了方便设计根据小车需要完成的功能将小车分为四个部分进行模块化设计（车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构）。
第2 章小车总体分析2.1 小车功能实现2.1.1 原动机构原动机构的作用是将重锤的重力势能转化成小车的前进的动能。
小车对原动机构的要求：⑴驱动力适中，不至于小车在拐弯处速度过大而侧翻，或者重锤晃动厉害影响小车行走。
⑵小车的重力势能尽可能多的转换成动能，避免小车冲击过大，转换效率下降。
⑶由于小车在不同场合行走时所受的阻力会有所不同，故小车的动力提供必需可调。
基于以上原则原动机构采用绳轮式。
2.1.2 传动机构传动机构是将动力传递给驱动轮的架构。
要使小车行驶的更远且按既定的轨迹行走，传动机构必需传递效率高、传动稳定、结构简单质量轻。
S无碳小车结构方案
“S”无碳小车结构方案一、设计思路1.根据能量守恒定律，物块下落的时能直接转化为小车的动能，推动小车前进，此时势能的损失最小，故小车前进的动能应有物块的势能直接转化。
2.设计要求小车有自动避障的功能，小车的前进路线呈中周期性变化，但是当小车转向时速度有损失，故其前进路线需要通过精确计算得到.3.需要对小车的结构进行分析，综合考虑小车的加工工艺，成本，使得到的产品设计合理。
4.在设计的时候需要尽量减轻整车的质量，对小车进行受力分析，保证其行驶过程中运动平稳。
5.小车功能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。
给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），比赛时统一用质量为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。
如右图所示：6.小车设计要求（1）要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此重力势能转换获得，不可使用任何其他的能量来源。
（2）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。
（3）要求小车为三轮结构（4）小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍后，整体穿过赛道中线且障碍物不被撞倒（擦碰障碍，但没碰倒者，视为通过）；重复上述动作，直至小车停止。
二、小车出发定位方案通过对小车的功能分析，小车需要完成自动避开障碍物，驱动自身行走，重力势能的转换功能。
所以我们将小车的设计分为以下部分，路径的选择，自动转向装置，能量转换装置和车架部分。
小车在运动中，其运动轨迹简化为余弦曲线图像，通过小车的传动比以及转向装置曲柄的长度计算出余弦曲线的幅值，将小车放置于幅值处。
将障碍物的方向定为Y轴，X 轴在水平面垂直于Y轴，画出小车前进路线轨迹，将障碍物在轨迹图中，找到能通过的位置，量取此时Y轴与小车出发的幅值处即为小车出发点。
s型无碳小车的设计说明
s 型无碳小车的设计说明1.小车行走轨迹的规划和计算小车的行走轨迹为正弦型曲线，最小振幅为200mm ，周期为2000mm 。
其运动轨迹为 ：后轮的参数设计：设计目标：小车行走水平距离S′=60m ，理论行走时间t 总=10min小车行走路线为正弦曲线，曲线振幅为200mm ，一个周期的水平距离为2000mm ，所以可得出曲线函数式：x y πcos 2.0= 计算曲线路程m x s 4.2)sin 2.0(11221=-+⨯=⎰ππ周期数n=2s '=30 所以总路程m s n s 72='= 周期T=t n =60030=20s 车身速度1 2.4/0.12/20s v m s m s t === 重物下降速度00.41//6001500h v m s m s t === 设绕绳轮半径为0r ，则02r n h π=所以00010.314/15000.0021231v w rad s r ===⨯ 又10v v = 10w w =设偏心轮偏心距为e ，半径为1r 前轮半径为2r ，后轮半径为r 5， 大带轮半径为r 3，小带轮半径为r 4 带轮传动比为i=3 则03w w = 01w w =4350.942/w iw w rad s ===05553550v v w r iw r i r v r ==== 所以050127.386r vr mmiv ==则后轮的直径为127.4mm,前轮直径60mm ，车底板总长180mm ，宽170mm带轮的参数设计已知功率W mgv P 15010== 转速min /926041r w n ==π1、确定计算功率ca P查得工作情况系数0.1=A K 故W P K P A ca 150115011*=⨯== 2、 选择带型选用Y 型带 3、 确定带轮的基准直径，并验算带速v 1）初选小带轮的基准直径。
由表查得取小带轮的基准直径mm d d 251= 2）验算带速s m n d v d /011775.010006092514.310006011=⨯⨯⨯=⨯=π3）计算大带轮的基准直径mm id d d d 7525312=⨯== 根据表查得，圆整为mm d d 712=4、 确定带的中心距a 和基准长度Ld1）根据式（8-20） )(2)(7.021021d d d d d d a d d +≤≤+ 1922.670≤≤a 2）初定中心距 mm a 1300=3）由式（8-22）计算带所需的基准长度mmmm a d d d d a L d d d d d 4151304)2571()2571(213024)()(22202122100≈⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-+++⨯=-+++≈ππ 由表8-2选带的基准长度mm L d 450=4）按式（8-23）计算实际中心距amm L L a a d d5.14720=-+= 5、 验算小带轮上的包角oo o ood d oa d d 907.1591303.57)2571(1803.57)(180121≥=--=--=α6、 计算带上的有效拉力Fe由1000*v Fe P =得N N vPFe 5662.0011775.0101501100010003=⨯⨯==- 阶梯轴的参数设计设重物在刚开始下降的瞬间加速下降的距离为0h设绕线一圈，则r h '=π20（r '为加速绕线处主动轴半径）...................(1) 又在这一过程中022ah v =...........................................(2) 0F mg ma -=........................................(3) Me r F ='0...........................................(4) 其中23310123.2105.35531.0--⨯=⨯⨯=⨯=r Fe Me 由以上四式可解出mmr mmh 124.233872.130='=转向机构和可调节机构的选取转向机构：本机构设计采用偏心轮+连杆+摇杆，其单位面积所受压力比较小而且接触面便于润滑，摩擦小制造方便能获得较高的精度。
基于S型避障无碳小车车身结构设计的创新和优化
基于 S 型避障无碳小车车身结构设计的创新和优化摘要：无碳小车是一种依靠重力势能驱动的自动避障的机构驱动转向机械小车。
S型无碳小车对与机构的传动精度要求高。
在设计过程中预留了微调机构，在装配后设置参数后微量调整。
那么简化微调机构提高微调效率显得尤为重要。
本文主要就是对转向机构中的微调机构的创新与优化。
关键词：轻便、结构优化、微调机构。
一、设计方案无碳小车大体可以从两个角度车出发，一是无碳，二是前进且自动转向功能。
首先要提出的是无碳，即以重物悬挂高处通过重物下降的势能驱动小车前进，如今都以绳轮机构为主。
本文绳轮机构只就适应车体布置设置了合适参数，通过小车三维建模体现，不做详述。
其次则是运动。
动力机构设计为齿轮机构，将重力势能转化为驱动力，需设置合理传动比与中心距。
三是研究小车的自控功能如何实现，在研究现存机构与其参数的根据下，参阅相关设计资料，结合最基本的空间四杆机构理论，设计构件参数及其运动形式。
即确定运动副的类型与布置位置。
四是设置一个适用此转向机构的微调机构。
五是机构的合理布置。
机构的设计应首先本着精确执行其功能的原则，其次因无碳小车需轻量化，所以尽量减轻各构件重量，精简构件结构形状。
应当强调的是应尽量避免低副摩擦的现象，低副摩擦，尤其是在组成低副的构件受较大垂直摩擦面线性载荷和方向变化的动载荷时，会造成剧大的摩擦热量损失。
通过多次的软件数据分析和建模以及仿真设计出了符合要求的无碳小车。
二、整体设计本次设计采用以转向轮（前轮）、差速轮（后轮1）、驱动轮（后轮2）为三个顶点绘制三角形。
通过MATLAB建立三条轨迹曲线来模仿小车的运行轨迹，通过设置桩距的方法来合理设置车宽幅与车总长确保车子在运行过程中不会触碰定点桩。
在确定了合理的车身长宽之后来设计机构的布置形式与参数大小,通过Solidworks建立三维模型，代入所设计参数研究是否合理。
将不合理的车长车宽在带回轨迹曲线进行完善。
最终达到合理可行的状态。
浅谈“S形”无碳小车的轨迹调试
浅谈“S形”无碳小车的轨迹调试“S形”无碳小车是一种基于无碳轨道技术的新型交通工具，其特点是能够在特定的轨道上进行高速行驶，并且能够实现自主控制和自动导航。
在实际运营过程中，由于各种因素的影响，无碳小车的轨迹可能存在一些偏差，需要进行调试和优化，以保证其运行的稳定性和安全性。
本文将从设计原理、调试方法和效果评估三个方面对“S形”无碳小车的轨迹进行浅谈。
设计原理是无碳小车轨迹调试的基础。
无碳小车的设计原理是利用轨道上的磁场进行悬浮和推进，通过电磁力来实现小车的运动。
调试过程中需要根据原理进行参数设置，包括磁力和速度的控制，以及轨道的设计和布置。
在设计原理的基础上，可以根据实际情况进行调试和优化。
调试方法是无碳小车轨迹调试的关键。
调试方法需要根据实际情况进行选择和应用，常用的方法包括试错法、仿真模拟和实验验证等。
试错法是通过多次调试和实验，不断调整参数和修正错误，逐步优化小车的轨迹。
仿真模拟是利用计算机软件进行虚拟实验，通过模拟运行情况来调试轨迹。
实验验证是在实际运行环境中进行调试，通过观察和测试小车的运动轨迹来进行调整和优化。
调试方法需要根据实际情况进行选择和结合，以提高调试的效率和准确性。
效果评估是无碳小车轨迹调试的重要环节。
调试的目的是为了使无碳小车能够在轨道上稳定行驶，达到预期的效果。
需要对调试的结果进行评估和分析，包括小车的运行速度、悬浮稳定性和轨迹精度等方面。
评估的方法可以通过观察实际运行情况、测量数据和模拟分析等方式进行。
评估结果可以用于判断调试的效果，并进行进一步的调整和优化。
“S形”无碳小车的轨迹调试是一个复杂而关键的过程，需要结合设计原理、调试方法和效果评估进行。
通过科学合理的调试方法和有效的评估手段，可以使无碳小车的轨迹达到预期的目标，实现安全稳定地行驶。
相信随着技术的不断进步和完善，“S形”无碳小车将会在未来的交通出行中发挥越来越重要的作用。
S型无碳小车的创新设计及分析
May2020 s型无碳小车的创新设计及分析Innovative Design and Analysis of Model S Carbon-Free Car■湖北文理学院汽车与交通工程学院钱伟Qian Wei摘要：采用CATIA.ANSYS等计算机辅助设计分析软件，依据相应现代机械结构设计理念，通过分析计算确定小车的形态结构和尺寸参数，再利用有限元分析方法进行受力复杂结构强度校验，使之其结构参数达到最佳定值状态，最终结合工程实践经验，对小车部分结构进行合理创新，最终使得小车具备性能优越、结构简约和路径精准等优势。
该纯机械小车还要保证在设计中无死点、干涉现象，小车结构设计完全合理。
关键词：有限元分析优化设计结构创新Abstract:For the design of the national college students'engineering training comprehensive ability competition theme,it S thecar carries on the analysis research,the full text will use the computer aided design analysis software such as CATIA,ANSYS,on the basis of corresponding modem mechanical structure design concept,through analysis and calculation the morphologicalstructure and size parameters of the car,using the finite element analysis method for complex loading structure strength check,make its structure parameters to achieve optimal state fixed value,find"combined with engineering practice experienee,thereasonable in n ovation of car parts,eventually making the car with superior performa n ee,simple structure and the advantages of thepath accuracy.The pure mechanical trolley also ensures that there is no dead point or interference in the desigr\and the structuredesign of the trolley is completely reasonable.Key words:finite element analysis optimization design the structure innovation【中图分类号】TN830.1【文献标识码］B文章编号1606-5123(2020)05-0079-041引言无碳小车避障赛是全国大学生工程训练综合能力竞赛的重要主题项目之一，实属教育部高等教育司举办的全国性大学生科技创新实践竞赛活动，目的在于提升工科类大学生工程创新能力、实践探索能力及团队协作能力，对于促进应用型、创新性人才培养起到了重要作用。