王何成+S型无碳小车设计开题报告
“S”型无碳小车的设计
为减轻小车重量以降低行进阻力，无碳小车所用齿轮、底板和轴 承座均采用较轻的铝合金材料加工，并将小车后轮、底板多处镂空以
工业技术
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减轻重量。另外为降低小车重心，在地板上开齿轮槽，调整结构可降 低大齿轮和上、下调节齿轮距地面的高度，使小车行进更平稳。图 5 为小车整体结构示意图。
3 结语
本文设计的无碳小车符合大赛要求，完全依靠重块的重力势能驱 动，结构紧凑，整体质量较轻，重心低，行驶平稳。选用曲柄双滑槽 机构作为小车的转向机构，结构参数设计较简单，能有效保证小车按 规定路线行走。不足之处为尺寸设计存在一定偏差，对后面的装配调 试有一定影响。
分包括调节齿轮、偏心槽、竖滑槽、导向轴、关节轴承、直线轴承、
固定夹块和转向轴等。偏心槽的旋转运动带动竖滑槽和导向轴的平移，
它们的平移运动又通过关节轴承带动转向轴的偏转从而实现转向。图
4 即为转向机构的三维模型示意图。
其中调节齿轮的作用Βιβλιοθήκη 保证小车行进一个周期的同时前轮刚好左
右摆动一个周期。根据所取后轮直径
1 小车结构设计
图 1 小车结构示意图
齿轮模数为
，大齿轮齿数
设定小车的运行轨迹方程为
线定积分公式：
, 小齿轮齿数
。
，根据光滑曲
式中，
，得到一个周期内小车行驶距离为
, 一个周期内后轮转动圈数为
圈 , 故后轮直径
，取后轮直径为
。偏差部分利用后面转向
机构的调节齿轮来弥补。
1.3 转向部分
为减少计算量，转向部分利用曲柄双滑槽机构控制转向。转向部
3 其他食品清洗技术
清洗技术因为具有节能、高效等特点，同时加之消费者和法律法 规对食品安全的重视，因此清洗技术在近几年得到了飞速的发展，并 发展成为一项新兴产业。 除了以上几种清洗技术外，干法蒸汽深层清洁、臭氧清洁、超声波、 蒸汽压力清洁、激光、紫外线、生物酶技术等可以说都是目前较为常 用的清洗技术。而在食品清洗领域，紫外线、超声波等技术可以说得 到了完美的应用。同时，在食品杀菌剂方面，基于二氧化氯、臭氧等 在容器、机械设备、果蔬等的清洗上危害少且效果明显等特点，其已 在食品消毒杀菌清洗上得以广泛使用和推广。但尽管如此，基于成本 及某些特定因素的限制，在食品清洗领域，仍有许多有待开发和研究
开题报告 无碳小车
课题的意义：
无碳小车是比较环保的代步工具，经济、节能、环保、方 便。在绿色环保的大趋势下，很多国家都选择提倡推广低 碳车。许多人认为，确保无碳小车便利通达，既是现实选 择，也是大事所趋。现在很多发达国家都把无碳小车运用 到了各个领域。这也是我国努力的方向。
针对这一现状，我们选择了设计无碳小车模型，用重力势 能转换为机械能提供了一种全新的思路，更好的解决以上 问题。
2014.5.04~2014.5.22 运动学分析设计及运动仿真进行
2014.5.23~2014.6.05 毕业设计完善及定稿阶段 2014.6.06~2014.6.11 毕业设计答辩准备阶段及毕业设计答辩
《无碳小车设计》开题 报告
课题介绍：
任务：完成无碳动力小车的设计与制作。
- 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），时统一用质量为1Kg 的重块铅垂下降来获得，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。 - 要求完成小车的总体3D设计、装配图和零件图设计，完 成0号图纸2张。 - 要求利用MATLAB进行运动学分析。并进行运动仿真。
matlab动态仿真的意义：
高效的数值计算及符号计算功能，使数据计算更加精准。
可以实现图形处理功能，结果可视化，节约成本。 检验设计数据，提高效率。
时间安排：
2014.3.09~2014.3.20 收集资料，分析资料，毕业设计任务确定
2014.3.21~2014.4.03 开题报告，论文提纲，文献翻译 2014.4.04~2014.4.30 设计实施初级阶段，总体系统方案设计，3D 设计。装配图、零件图完成。中期报告
无碳小车s型设计方案
无碳小车S型设计方案引言在当前环保意识不断增强的背景下，人们对于零排放交通工具的需求不断增长。
无碳小车是一种以太阳能或其他可再生能源作为动力源，无需燃料燃烧而产生废气的交通工具。
本文将介绍一种基于创新设计的无碳小车S型设计方案。
设计目标1.高效能源利用：通过充分利用太阳能等可再生能源，实现能源的高效利用，最大程度减少能源浪费。
2.减少碳排放：无碳小车的设计要符合零排放标准，通过采用无污染能源为动力源，减少对大气环境的负荷。
3.安全可靠：设计并选用高质量的材料和部件，确保车辆的安全性和可靠性。
4.舒适性和便利性：设计人性化的外观和操控方式，提供舒适和便利的使用体验。
电力系统设计无碳小车的电力系统是实现无排放运行的核心部分。
本文设计的S型无碳小车采用太阳能电池板作为主要能源收集装置。
电池板通过转换太阳能为电能，并将电能存储于锂离子电池组中。
锂离子电池组作为小车的供电源，在需要时供应能量给电动汽车的电动机，从而驱动小车运动。
结构设计S型无碳小车采用前后对称的设计结构，以确保小车的稳定性和平衡性。
小车的车身主要由轻质材料制成，如碳纤维复合材料，以提高整车的强度和耐久性。
小车的车身采用流线型设计，减少空气阻力，提高行驶速度。
此外，小车配备了可调节的悬挂系统和电子稳定控制系统，以提供良好的操控性和行驶平稳性。
主要部件设计电动机S型无碳小车的电动机采用无刷直流电机技术，具有高效能、高输出功率和低噪音的特点。
电动机通过变速器将电能转化为机械能，并驱动车轮进行前进或倒退。
电动机的控制系统采用先进的电子控制单元，可以实现精准控制和节能运行。
制动系统S型无碳小车的制动系统采用回收能量的设计。
当驾驶员踩下制动踏板时，制动系统会将部分动能转化为电能，并储存于锂离子电池组中，以供给小车的其他电子设备使用。
操控系统S型无碳小车配备了先进的电子操控系统，提供精确的转向和控制。
驾驶员可以通过方向盘和踏板控制小车的前进、后退和转向。
S曲线无碳小车-毕业设计
Key Words
modular designing, ation, crank connecting rod mechanism, single differential wheel
II
S 曲线无碳小车设计
目录
摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................. II 1 绪论............................................................................................................... - 1 1.1 小车的设计要求............................................................................... - 1 1.2 小车的设计方法............................................................................... - 2 2 方案设计....................................................................................................... - 4 2.1 车架................................................................................................... - 7 2.2 原动机构........................................................................................... - 7 2.3 传动机构......................................................................................... - 10 2.4 转向机构......................................................................................... - 13 2.5 驱动系统......................................................................................... - 15 2.6 微调机构......................................................................................... - 18 3 技术设计..................................................................................................... - 20 3.1 数学模型的建立及参数确定......................................................... - 20 3.1.1 能耗规律模型..................................................................... - 20 3.1.2 运动学分析模型................................................................. - 23 3.1.3 确定零件尺寸..................................................................... - 27 3.2 零部件设计..................................................................................... - 29 3.2.1 标准件及材料明细表......................................................... - 29 III
“S”型无碳小车设计说明书
“S”型无碳小车设计说明书目录一、绪论1.1 竞赛命题主题1.2 小车功能设计要求二、方案设计2.1 路径选择2.2 转向装置2.2.1 前轮转向装置设计2.2.2 后轮转向装置设计2.3 能量转换装置设计2.4 微调机构设计三、参数设计3.1 路径参数设计3.2 其他参数设计四、选材加工五、附录1.1 竞赛命题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方案。
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”。
1.2 小车功能设计要求1、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 (￠50×65mm，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2、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。
3、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。
4、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。
二、方案设计2.1 路径选择我们选择了“S”型方案，路径如图2 所示，图中所示“S”是后轮轴中点轨迹。
在设计计算中我们近似认为这是一条余弦曲线，通过分析道路要求给出曲线方程各项参数，从而得到后续理论设计的基础数据。
图2：小车路径轨迹示意图(后轮轴中点轨迹)2.2 转向装置2.2.1 前轮转向装置设计考虑到小车在行进过程中要实现自行转向，我们选择通过改变前轮摆角来控制整个小车的转向，有两种备选方案：1、凸轮+连杆+摇杆；2、曲柄连杆+摇杆。
第一种方案中，凸轮的设计加工难度较大且成本较高，一般而言实用性不强，想要实现对小车路径的精准控制不易，而相较之下方案二中曲柄机构更容易设计计算，路径特殊点所对应曲柄的位置更容易找到，还可以通过改变曲柄偏心距实现间距微调，而且加工成本较低，拆装稳定性好，原理简单易懂，可以帮助中学生或大学生快速理解机械传动和加工原理，因此我们选用方案二，如图3 所示。
无碳小车实验报告
⽆碳⼩车实验报告机械原理课程设计报告书设计题⽬: 竞赛题⽬⽆碳⼩车的设计课程名称：《机械原理课程设计》学⽣姓名：学⽣学号：所在学院：海洋信息⼯程学院学习专业：机械设计制造及其⾃动化指导教师：宫⽂峰2015年 12⽉11⽇⽬录 (2)第⼀章概述 (3)课程设计任务与⽬的 (3)课程设计任务 (4)⽆碳⼩车设计的⽬的与任务 (4)第⼆章选题介绍 (5)选题背景、意义 (5)第三章总体设计 (6)⽅案设计 (6)传动机构 (7)转向机构 (7)⾏⾛机构 (9)微调机构 (10)第四章运动分析 (11)⽤解析法进⾏机构的运动综合与分析 (11)齿轮参数的分析 (15)⼩车所受摩擦⼒与⼩车中重量成正⽐，因此设计过程中尽量减⼩尺⼨，从⽽减轻重量。
对于直齿齿轮，选取模数为1。
由传动⽐i3=2，确定轴3上的齿轮齿数Z3 = 30，轴2上与其啮合的齿轮齿数Z2 = 15。
由传动⽐i1 = 3，确定轴2上的锥齿轮齿数Z2’ = 18，轴3上与其啮合的锥齿轮齿数Z3 = 54。
(15)第五章设计⼩结 (15)参考⽂献： (16)[8李瑞琴.机械原理课程设计[M].电⼦⼯业出版社，2004. (17)第⼀章概述机械原理课程设计是机械类各专业学⽣第⼀次课程设计，是重要的实践性教学环节，对于培养学⽣机械系统运动⽅案设计和创新设计能⼒、解决⼯程实际中机构分析和设计能⼒等有着⼗分重要意义。
本次课程设计以第五届全国⼤学⽣⼯程能⼒综合训练竞赛“⽆碳⼩车”题⽬为基础，进⾏创新设计。
设计对题⽬进⾏了从新分解，运⽤课程内所学知识，通过查阅资料结合前⼈经验，从⼏个⽅⾯进⾏⽅案的设计与分析选择，依据机械机构的设计理念，设计出⼀个完全依靠重⼒势能提供动⼒，以平⾯转向机构实现周期性转向⾃动避让障碍物的轻质⼩车⽅案。
课程设计⽬的与任务课程设计⽬的1）综合运⽤机械原理课程的理论和实践知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，促进所学理论知识的巩固、深⼊和归纳；2）培养学⽣的创新设计能⼒、综合设计能⼒与团队协作精神；3）加强学⽣动⼿能⼒的培养和⼯程实践的训练，提⾼学⽣针对实际需求进⾏创新思维、综合和⼯艺制作等实际⼯作能⼒；4）提⾼学⽣运算、绘图、表达、运⽤计算机、搜集和整理资料能⼒；5）为将来从事技术⼯作打基础。
S形转向运动无碳小车的改进设计研究
摘 要 ：针对 Ｓ形 转 向运 动无 碳 小车初 始设 计 中存在 的转 向和 重物 下落 不稳 的 问题 ，小 车具有 所 要求 的 ｓ形转 向运 动轨 迹 。论文 首先 介绍 了对 无碳 小车 的设
计和 要求 ，然后 给 出 了初 始 设计过 程 中的理 论分 析和 驱动 部分 、转 向机 构 、载物架 、车 身 四个部 分 的设计 方法 ，分 析 了初 始 设计 中 出现 的问题 原 因并给 出 了改进设 计方 案 ，制作 出改进 后样 车 ， 实验验证 了改进方 案 的合理 性 ，最后 总结 了设 计 Ｓ形转 向无碳 小车 设计 的关键 技术 。 关 键词 ：Ｓ形转 向 ；无碳 小车 ；改进 设计
ＣＬ Ｃ ＮＯ． ： Ｕ４ ６ ２ ． ２ Ｄｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｃｏ ｄ ｅ ： Ａ Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｉ Ｄ： １ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — １ ３ — ０ ４
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。
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王何成+S型无碳小车设计开题报告华东交通大学理工学院
题目: S型无碳小车设计
分院: 机电分院
专业: 机械设计制造及其自动化
班级: 12机制2班
学号: 20120410220202
姓名: 王何成
指导教师: 林金龙
填表日期: 2016年 3 月 2 日
一、选题的依据及意义:
我国经济的迅速发展使得对能源的需求增加，常规的化石能源供应不再生能源十分紧足的矛盾日益突出，我国的能源机构里，煤炭、石油与天然气等不可再生能源占绝大部分，新能源和可再生能源开发不足，这不仅造成环境污染等一系列问题，也严重制约能源发展，能源安全源和可成为我国必须解决的战略问题。
发展新能迫发展新能源和可再生能源十分紧迫，也是世界各发达国家竞相研究的热点课题之一。
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，有利的能量转化途径，以及提高能量的利用效率。
它将对传统能源的逐渐取代有深远意义。
因此我们设计制作无碳小车，希望可以找到新的方法来缓解能源和环境问题。
二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述):
中国正处于工业化、城市化加速发展的历史阶段，能源需求有着很大的增长空间。
为抑制高耗能行业过快增长，中国政府正研究建立能源消费总量控制制度，未
来将研究开征化石能源消费税，并实现原油、天然气和煤炭资源税从价计征。
目前，我国“新兴能源产业发展规划”已编制完成，根据中国政府制定的“十二五”能源规划，到2015年中国能源消费总量将控制在41亿吨标煤左右，非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%，到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%。
世界部分主要国家新能源发展状况
美国推行“绿色新政”，明确发展目标。
根据奥巴马提出的新能源政策构想，美国将在可再生能源、节约汽车、分布式能源提供、天然气水合物、清洁煤、节能建筑、智能网络等领域探索出一个能实现利益最大化的创新战略。
日本通过法律约束、税收优惠和政策引导等一系列配套措施，大力推行新能源产业发展，积极开发太阳能、风能、核能等新能源和节约技术。
经过三十年的发展，日本在新能源发电、新能源电池和节能环保方面处于世界领先地位。
巴西生物能源在其他能源消费结构中占据半壁江山，汽车市场销售80%是可以使用乙醇燃料的新能源汽车，新能源汽车普及率高，有效降低了对石油的依赖，在使用生物乙醇解决污染方面走在世界前列。
三、本课题研究内容:
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),竞赛时统一用质量为3kg重物下降40cm的势能为驱动力，重物落下后，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:
(1)小车行走过程中完成所有动作需要的能量一、均由重力势能准转换获得，不可使用任何其他的能量来源。
(2)小车具有转向控制机构，就、且此转向控制机构具有可调功能，以适应放在不同间距障碍物的场地。
(3)小车为三轮结构，具体设计、材料选用及加工制作均由学生自主完成。
四、本课题研究方案:
(1)根据功能设计要求，设计一种可将重力势能转换成机械能并可用来驱动小车行走的装置，小车前行过程中完成的所以动作所需要的能量均由此能量转换获得，因此设计中要充分利用重物的重力势能，以确保小车行驶距离更远。
(2)根据功能设计要求，小车在前行时能够自动避开赛道上设置的的障碍物，因此小车前进的路线以“S”周期性变化，同时，在小车能够顺利前行的前提下，确定小车轨迹与中心线之间合适的偏距;
(3)结构设计要最大程度地减小小车重量和阻力，同时要与生产纲领、工艺性(加工、装配)、成本、质量统筹考虑，力求产品的最优化设计。
(4)结构设计要从重要到次要、从总体到局部、从粗略到精细、权衡利弊、反复推敲、逐步改进。
五、研究目标、主要特色及工作进度:
研究目标是找到更为环保绿色的能源来缓解传统能源和环境问题。
其主要特色。
具有经济、环保、便利等优点。
本课题的主要工作进度如下:
毕业设计进度计划
序号各阶段工作内容起讫日期备注 1 查阅相关资料 2016.01.01—2016.01.15
2 分析设计方案 2016.01.16—2016.02.15
3 绘制设计方案图 2016.02.16—2016.02.30
4 计算相关的技术参数 2016.02.31—2016.03.29
5 设计机构图纸 2016.04.01—2016.04.20
6 设计定稿 2016.04.21—
2016.05.15 7 编写设计说明书 2016.05.16—2016.05.28 8 答辩
六、参考文献:
【1】王伯平主编《互换性与测量技术基础》机械工业出版社2013 【2】鞠彦忠主编《材料力学》华中科技大学出版社 2013 【3】赵明生主编《机械工程手册》机械工业出版社 1997 【4】涂晓斌钟红生习俊梅杨中芳主编《机械制图》江西高校出版社 2011 【5】濮良贵陈国定吴立言主编《机械设计》第九版高等教育出版社2013 【6】赵书兰主编《MATLAB建模与仿真》清华大学出版社 2013
七、指导老师意见:。