无碳小车的设计任务书

无碳小车的设计任务书（共7篇）

无碳小车的设计任务书 篇1

无碳小车设计方案

小车设计

1：工作原理

如图（1）所示为小车的示意图：

图（1）

先由重物长带（1）上，由于重力的作用，带向下运动，带动轮轴转动，这时候，车轮转动，同时，轮轴通过短带（2）带动轮盘（3）的转动，轮盘（3）带动导向轮（4）的右边的转向杆（5）前后摆动，实现车的转向。

2：动力装置

图（2）

一）：传动的选择及其原理：

可以利用带传动，因为带传动比较容易实现，同时也容易保证较好的传动比。如图（2）传动：

二）：传动比与路程的设计计算：

由于带传动的过程中，圆周走过的路程的相同的所以下面的车轮轴也走过了 S轴圆周= S落差=500mm

因为R车轮/R轴=S车/S落差，那么可以设计自己不同的轴来保证行走最远的距离。取 R车轮/R轴=S车/S落差=8

取 R轴=15mm

则 R车轮=120mm。

则车可以行走距离为 S车/=500*8=4000mm 3：转向装置

图（2）

一）：转向装置的选择：

选择采用空间四杠机构来实现转向，其原理是利用曲柄摇杆机构曲柄转一圈，摇杆转动一定角度，原理如图（2）：

在连杆与小车导向杆之间利用球铰连接，因为要实现不同方向的转动。

二）：工作原理：

用车轮轴带动轮盘（1），用轮盘（1）作为四杠机构的曲柄，杠（2）是其连杆，杠（3）是摇杆，轮盘（1）转动一圈，杠（3）摆动一定的角度，通过行使的路程，计算好每个转弯的的位置，以实现转弯。

三）：计算：

设计轮盘（1）每转动一圈，小车穿过一个障碍物，所以小车走1m车轴转动圈数为： 1000/（3.14*120）=2.65

轮轴带轮盘（1）传动比为 R轮盘（1）/R车轴=2.65:1

所以带轮盘（1）直径为 R轮盘（1）=2.65*15=39.8mm

设计工艺

（1）小车的地板采用的是硬制透明的塑料，它可以减轻小车的重量，减少与地面摩擦而产生的能量损失。

（2）皮带可以采用拉的相对比较紧些，这样就比较容易拉动周的转动。

（3）所有转动副连接处，都采用球轴承，可以减小摩擦，同时可以保证运动的准确性。

（4）后轮作为驱动轮，需要与地面之间有相对比较大的摩擦力，这样可以更好的带动小车的运动。

（5）在连杆与小车导向杆之间利用球铰连接，因为要实现不同方向的转动。

（6）前轮的支撑杆子要垂直。并且要可以灵活绕着轴线转动。这样才能很好的实现转弯。

（7）支撑长皮带轮的杠子要与后轮的轴线垂直。

成本分析

（1）皮带：计

元（2）底盘：计 元

（3）车轮：后轮 元，导向轮(前轮)元 ,共计 元（4）空间曲柄摇杆机构：共计

元（5）带轮：计 元

（6）其它：装皮带上的小盒，计 元（7)成本总计：共计 元

管理方案设计

1：人力资源配置

小组共四人组成：学生三名，导师一名。导师统筹整个无碳小车的设计，组员们在导师的指引下一起探讨和设计、制作方案。

2：进度计划与控制设计方案

方案初定于11月10日，11月15日之前提交设计方案。得到批准后立即开始加工设计，预计11月末完成比赛作品与无碳小车的调试工作。

3：质量管理设计

完全按照小车需要的精度与要求进行小车零部件加工，特殊部位进行特殊加工。使小车能尽可能达到走的更远的目标。

无碳小车的设计任务书 篇2

1 设计思路

通过对大赛要求的仔细分析, 我们分析得出:小车主要有驱动和转向两个功能。相应的, 我们需要设计一个驱动机构能将重物下落的重力势能高效地转化为小车前进的动能;对于转向机构有三个特殊要求:1) 需要实现在一个周期内的自动转向, 不能有电路控制或者人为的控制。2) 每个周期转向的范围和幅度要保持固定, 实现周期性的转向, 精确的轨迹控制。3) 应大赛的需求, 转向机构需要能在一个周期内适应桩距变化。

2 机构的设计

2.1 驱动机构的设计

我们采用一级齿轮传动的设计方案。首先我们需要在两根传动轴上安装能够相互啮合的一对直齿轮, 前轴上安装小齿轮, 在后轴 (驱动轴) 上安装大齿轮, 把重物绕线绕于前轴, 通过齿轮传动的传动比将重物下降的行程放大。对于转向机构的驱动我们采用一对锥齿轮实现重物的垂直下落至转向机构的平面运动的转化。具体如图1所示:

2.2 差速结构的设计

为了保证曲线行驶两轮差速, 小车的结构必须采用能够允许驱动车轮以不同的角速度转动。对于三轮结构, 最简单有效的方法莫过于单轮驱动, 即将一个车轮与后轴 (驱动轴) 固定, 使其与驱动轴具有相同的转动速度, 将另一个车轮轮毂与车轴之间加一轴承, 进而实现两轮差速。

2.3 转向机构的设计

转向机构需要确保小车自动交错绕过赛道上设置的连续障碍物。所以, 自动转向机构需要将连续转动转化为导向轮周期的摆动。能够实现这样的机构有很多, 秉着简单高效的原则, 我们采用了平面四杆机构中的曲柄摇杆机构作为转向机构。

3 具体参数的确定

3.1 轨迹规划

基于以上的设计结果, 小车的行走轨迹近似一条正弦曲线。取起始摆角为15°, 可计算出小车每周期行走轨迹的长度S约为2.10m, 可视做小车驱动轮在一个周期内走过的长度为2.10m。应该指出, 驱动轮直径越大, 在齿轮变速机构传动比恒定的情况下, 小车行走距离越远。但小车重量也会急剧增加, 驱动轮的加工工艺越复杂。为此, 驱动轮不能设计得太大, 故取驱动轮直径d为168mm。

3.2 能量计算:

根据能量守恒定理:W重物=Wf地+Wf内, 即, 重物下落过程中, 重力做功等于小车与地面摩擦做功和小车内部摩擦做功的总和。

动力学分析:W绕线轴=W后轮轴×i;M滚=δ×G小车;M绕线轴=G重物×r。小车能正常行驶必须满足以下条件:W后轮轴×η>M滚;G重物×r×η/i>δ×G小车 (其中, η为轴承齿轮的综合传递效率, η=0.96×0.99×0.99×0.99) =>r≥1.1i。

为确保小车适应不同场地要求和小车的正常启动, 齿轮传动比应设计为i=4。

3.3 驱动机构参数的具体确定

首先取小车的车身长为180mm, 宽为160mm。小车的大小基本确定。由于小车最先会要保证的是行程, 故首先确定前轴直径大小, 再确定圆柱直齿轮传动比, 假设整车重量为1kg, 为使车轮不至于过大, 根据经验值, 设定绕线轴 (前轴) 直径为d前轴=6mm, 锥齿轮应选一对模数和齿数都相同的同规格锥齿轮, 以便于购买或加工。

3.4 转向机构的参数确定

对多种机构进行比较和试验之后, 基于平面四杆机构能实现可靠转向, 且可调性好, 故采用平面四杆机构为小车转向机构。该转向机构的设计基于无急回四连杆机构原理, 小车最大摆角设计为15°。为保证每一个转向周期内, 小车行走的距离和幅值趋近于一致, 曲柄和摇杆的长度应尽可能短, 而连杆长度应尽可能长。考虑各杆的空间布局和可调节性, 摇杆达到两个极位置时, 曲柄所转动的角度分别是:180°和179°。基本上满足无急回的要求。

3.5 设计结果

车总长:180mm;总宽160mm;总高701mm;总重1Kg。

绕线轴直径:6mm;驱动轮直径:168m;齿轮:m=0.5m, z1=20, z2=80;

齿轮传动比:i=4;转向机构数据:曲柄:10.35mm, 连杆:80.0112mm, 摇杆:40mm。

4 转向机构调整桩距设计

在本机构中, 我们根据实际情况设计曲柄和连杆长度可调, 结合上述的四杆长度算法得知, 曲柄长度的改变可以实现转向轮摆角的改变, 改变一周期小车行程, 且只有同时改变连杆长度才能保证杆机构无急回。由于曲柄摇杆机构的特性, 可谓是“差之毫厘, 谬以千里”, 所以曲柄和连杆的调节方法必须是微调, 对本设计, 我们采用螺纹来实现。

5 小车的制作

在保证小车的强度和温度的前提下, 我们尽量减轻小车的总体质量以保证启动。对驱动轮和从动轮采用轮辐结构, 铝件线切割加工以保证车轮不会变弯;对一些较重零件、如锥齿轮、直齿轮, 采用快速原型技术和激光加工技术分别制作了锥齿轮和直齿轮。还有前叉, 我们同样采用了快速原型的制作方案, 解决了常规切削加工设备无法高效实现复杂结构加工的难题。并且成功地将整车重量控制在1kg。由于“无碳小车”属于单件生产, 故成本很高, 在加工过程中, 我们充分利用现有资源, 采用不同工种的加工方法, 积极采用快速原型技术和激光加工技术以及加工中心, 很好地保证了整车的精度和质量。

6 总结

最终, 我们在比赛中取得了不错的成绩。但是相对仍存在一些不足, 如设计较为保守, 由于缺乏经验导致零件设计错误无法装配等。但是问题越多, 我们得到的经验教训也就越多。从设计到制作的过程都是自己亲力亲为, 我们学到了不少在课本上无法学到的知识, 得到了宝贵的实践经验和阅历, 感觉这次比赛受益匪浅!

参考文献

[1]孙桓, 陈作模, 葛文杰.机械原理 (第七版) [M].北京:高等教育出版社, 2006.

[2]邱宣怀.机械设计 (第四版) .[M].北京:高等教育出版社, 1997.

[3]马俊, 王玫.机械制图 (第4版) .[M].北京:北京邮电大学出版社, 2007.

论一种可行的8字形无碳小车 篇3

关键词： 8字形；间歇控制；机构设计；曲柄搖杆机构

1.前言

如今，科学技术日新月异，人们的生活水平有了很大的改善，然而环境污染问题也越来越凸显出来，因此可持续发展已经被原来越多的人接纳。坚持科学发展，走可持续发展的道路，是社会发展必然趋势，为此我国正在努力将无碳技术应用到工农业及日常生活的各个领域，缩小与发达国家的差距。作为当代有素质的大学生通过自己的知识来设计出一款无碳小车，具有重要的意义。本设计的要求：小车运动所需的能量完全由重力势能提供，不得提供任何其它能量，且小车为行走时不可人工干预其行走。

2.运动轨迹分析及设计

设桩间距为400mm，一个8字路线总长800π，大轮周长为100π，完成一个8字大轮转8圈，间歇机构转2圈如图1。本设计分为三个阶段。阶段一：初始时，小车停在8字交点位置，前轮保持最大转角，不完全齿轮刚好离开完全齿轮，不完全齿轮将空转3/4圈，小车在前轮角度固定下行走大约3/4圆，之后不完全齿轮拨动完全齿轮，实现转向如图2。阶段二：完全齿轮被拨动的过程中，前轮由初始最大角回位再反向变到最大角，并保持这一角度前进，此时不完全齿轮刚好离开完全齿轮如图3。阶段三；在此阶段，小车走过大概3/4圆，不完全齿轮又与完全齿轮啮合，开始转向，到B点结束，不完全齿轮又与完全齿轮分开，如此循环即可实现小车的8字形行走轨迹。

3.小车整体设计

根据今年比赛的新规定，桩被撞到则停止比赛，本作品在保证小车正常行驶的情况下，尽量减小小车的整体尺寸，本设计长150mm宽100mm高574mm。通过对小车行走的分析，可以知道一个8字周期内大轮转8圈，前轮需要转2次向，为实现这一目的，设计本作品差速器右边齿轮与主轴右边齿轮传动比为2：1，主轴左边齿轮与底盘大齿轮传动比为2：1，由此实现大轮转8圈小轮转2次向；为保证小车的平稳行驶，在赋予小车了零件材料后，通过质量分析，以及修改设计之后，小车质心位于车身中心。

4 小车的主要结构

本设计主要由原动机构、传动机构、转向控制机构、调节机构四部分构成，其中原动机构由重锤下落使其重力势能转化为动能；传动机构采用齿轮传动；转向机构由曲柄摇杆结合不完全齿轮构成；调节机构通过调节螺丝来完成。

4.1 原动机构的设计

原动机构将重锤的重力势能转化为小车前进所需的的动能。本设计采用锥形轴作为驱动机构的一部分，可以保证小车在启动时、行进时、结尾时始终保持匀速平稳行驶，并可以有效使小车低速落到车板上，减小碰撞能量损失，增加小车行驶的距离。

4.2 传动机构的改进

本设计采用齿轮传动，可以高效率的将重锤的重力势能转化为小车的动能。采用单轮驱动，并且结合差速器实现小车的平稳转弯，以此防止由于离心力过大小车的侧倒。

4.3 转向控制机构

本设计采用曲柄摇杆机构与不完全齿轮结合的结构实现小车的精确转向，通过计算小车起步时的摆放角度为20°如图5。本作品采用的曲柄摇杆机构通过SolidWorks的模拟仿真，经过大量实验将其极位夹角调到可以忽略的角度（1.47°），极大地减小了小车的急回问题。

4.4 调节机构

通过旋进旋出螺丝来完成小车曲柄摇杆机构调节，以此调整小车。

5.结语

本设计注重整体设计，经过与其它作品的大量对比后设计出本作品。与其它作品相比本设计更看重能量利用率、整体稳定性、运动精确性、结构简单性、以及制造成本。采用双滑轮结构，可以无形中增加绳的长度，提高能量利用率；采用三根柱约束导轨，可以防止小车在行走的晃动，提高小车的稳定性；采用差速器机构保证小车转弯时的稳定；采用单轮驱动，避免了从动轮打滑，使小车更稳定；采用曲柄摇杆机构精确控制小车的转向。

参考文献：

[1]孙恒，陈作模，葛文杰.西北工业大学机械原理及机械零件教研室（第八版）[M].高等教育出版社

机械设计无碳小车课程设计说明书 篇4

一、设计任务书

„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

二、总体结构设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„1

三、总传动比的设计与分配 „„„„„„„„„„„„„„2

四、转向轮轴运动参数的计算 „„„„„„„„„„„„„3

五、对轴进行结构设计与校核 „„„„„„„„„„„„„3

六、轴承的选择与寿命计算 „„„„„„„„„„„„„„3

七、润滑剂的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„3

八、工艺设计方案 „„„„„„„„„„„„„„„„„„4

九、成本分析方案 „„„„„„„„„„„„„„„„„„5(1)生产成本概述 „„„„„„„„„„„„„„„„„5(2)单件小批量生产类型的成本分析 „„„„„„„„„5

十、工程管理方案 „„„„„„„„„„„„„„„„„„8(1)概述 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8(2)生产过程组织 „„„„„„„„„„„„„„„„„8

十一、徽标设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

十二、参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

十三、心得体会 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„13

十四、附件 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15

一、设计任务书

命题：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车 功能设计要求: 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。该自行小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物（每间隔1米，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒）。以小车前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综合评定成绩。给定重力势能为5焦耳（取g=10m/s2），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500±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量形式。小车要求采用三轮结构（1个转向轮，2个驱动轮），具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。要求满足：①小车上面要装载一件外形尺寸为￠60×20 mm的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于400克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。②转向轮最大外径应不小于￠30mm。

二、总体结构设计

根据本届大赛命题要求，我们首先确定如下设计思路： 1．驱动机构

根据能量守恒定律，要尽可能多的利用重物的重力势能，就必须简化结构，因此该系统不设储能装置，直接由重物通过细绳拉动后轴驱动。

2．转向机构

控制转向是该小车的核心问题之一，普通凸轮只能控制转向轮规则摆动，在不需要转向的时候小车仍会转向，因此我们在此处将凸轮机构进行了进一步的优化，通过引入“太空豆”控制转向信号，使得前轮在我们需要的时候转向,并以此实现小车的预编程功能。

3．驱动过程

在起始时原动轮的转动半径较大，起动转矩大，有利起动。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。在重块行程末端，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。

三、总传动比的设计与分配

后轮半径：r= 68.5mm;绕线轮半径：r1=3 mm;前轮半径：r2=15.1mm 后轮与绕线轮传动比：i=137:6 前轮与后轮传动比：i’=137:30.2

四、转向轮轴运动参数的计算 前轮最大摆角21.15°

五、对轴进行结构设计与校核 1．示意图

六、轴承的选择与寿命计算 1．轴承型号：角接触球轴承,内径Φ4 2．示意图：

3．计算轴承径向力

小车总重量M（小车自重800g、重物1kg、徽标400g、）;M=2.2kg;轴承数量n=3;轴承径向力Ｆ=7.19Ｎ;

七、润滑剂的选择

选用机油进行润滑（SH0386-1992）

八、工艺设计方案 1.确定生产纲领

根据大赛命题要求，转向轮部分实行单件小批量生产。2.对零件进行工艺分析

由于转向轮和轮轴均为圆柱件，故采用车削加工方式 轮轴：车削加工、钳工、车削加工。转向轮：车削加工、快速成型、钳工。3.选择毛坯

根据大赛对前轮的要求D>30mm，故选择外径Φ30.7的尼龙棒、根据设计要求前轮轴选Φ12的45钢毛坯。4.拟订工艺路线

轮轴：下料---车Φ4的轴---在Φ4的轴上攻丝---车削多余部分 转向轮：下料---钻Φ4孔---加工外径Φ30的转向轮---去除边上的毛刺

5.确定各工序加工余量

前轮的外轮廓要大于Φ30以满足题目要求。6.确定各工序所使用的设备、刀具和量具 车床、快速成型机、游标卡尺、各种车床刀具 7.确定各加工工序的技术要求及检验方法

1.车圆弧面要求比较光滑，目测。2．轮与轮轴使用过盈配合。

九、成本分析方案(1)生产成本概述

在制造企业中，产品的总成本通常包括生产成本、管理成本、财务成本和销售成本等。在本次竞赛中，由于只涉及零件的加工过程，为了简化分析，在进行成本分析方案设计时，只考虑零件的生产成本。

生产成本，又称制造成本，它包括围绕生产过程以及为此所提供的劳务所发生的各项直接费用、分摊的各项间接费用，其组成如下所示：

直接材料费：生产过程中直接消耗于产品生产的各种物资 直接人工费：生产过程中直接从事产品生产的人员工资 制造费用

：发生在生产单位的制造费用

产品的生产类型不同，其工艺差别很大，成本分析方法也不同。下面以单件小批量生产类型对小车转向轮及其轮轴进行说明。(2)单件小批量生产类型的成本分析

单件小批量生产的成本分析应根据该类型生产的工艺及管理特征来进行。单件小批量生产的组织形式一般采用通用机床，并按机群式布置；毛坯可考虑采用型材，在市场上直接购得。其零件的加工过程一般采用工序集中原则，工艺过程相对较短。成本分析从直接材料费、直接人工费和制造费用考虑。

1、直接材料费用F零件

根据零件材料的种类，可通过市场询价确定材料的市场价格，再计算零件毛坯体积，利用式（3-1）计算零件的直接材料费用F零件。

F零件=p*m=p*(V*§)元（3-1）

其中，p为材料单价、m为零件毛坯重量、V为毛坯体积，§为材料比重。

所以，F轮轴=0.0042元/克*89.3克=0.37506元 所以，F轮

=0.025元/克*74克=1.85元

2、直接人工费S 对于单件小批量生产，直接操作机床的人工工资可按计件工资发放，可以根据不同设备操作工人的市场价格，利用式（3-2），得到单件小批量生产的直接人工费。

n S=∑Pi*Si（3-2）

I=1

其中，Pi为第i种设备的操作工人数；Si为第i种设备的操作工人工资。

所以，S轮轴= P车*S车+ P钳*S钳

=20元/小时*0.5小时+20元/小时*0.1小时 =12元

S轮

= P快速成型*S快速成型+ P钳*S钳

=20元/小时*0.5小时+20元/小时*0.2小时 =14元

3、制造费用M

制造费用是设备与厂房折旧费用、间接管理人员工资、能源、水等消耗所产生的费用，以及其它间接费用以分摊形式计入产品中。在单件小批量生产条件下，上述成本项目无法按成本发生法计算，通常简化为机床的小时费率来计算制造费用。因此，可根据零件工艺过程各工序的时间定额和所用机床的小时费率来计算。零件的制造费用M可用式（3-3）计算。

M=T1*Q1+T2*Q2+„+Tn*Qn

（3-3）

其中，T1、T2„Tn为设备1，设备2.，„，设备n的加工时间，Q1，Q2，„Qn为设备1，设备2，„设备n的机床小时费率。所以，M车=T车*Q车=0.5小时*10元/小时=5元

M快速成型=T快速成型*Q快速成型=0.5小时*20元/小时=10元

4、生产成本C 单件小批量生产成本即为以上三者相加，即： C=F+S+M

所以，C= F轮轴+ F轮+S轮轴+S轮+M车+M快速成型

=0.37506元+1.85元+12元+14元+5元+10元

元

=43.2

3十、工程管理方案 1.概述

为实现安全、文明生产，包装按期供货，降低总成本，提高经济效益，需进行工程管理的设计。工程管理设计放啊的主要内容包括：生产过程组织形式、人力资源配置、进度计划与控制、质量管理、现场管理、成本管理等几个方面。成本费用以在前一部分计算，在此不再累述。2.生产过程组织

生产过程空间组织设计：该设计主要是按专业化分工原则把工作组织起来，使产品生产过程能有效运行。专业化分工包括三种形式：工艺专业化，产品对象专业化，成组生产。空间组织设计的重点是设施布置，与专业化分工湘对应，由于我们的作品属于单件小批量生产，因此我们将按工艺原则来布置生产，当需要用到某种机床，即选择相应机床进行加工。

生产过程时间组织设计：该设计方式可采用顺序移动方式、平行移动方式、平行顺序移动方式，移动方式的选取主要由生产空间组织形式来决定。由于我们的作品生产周期短，不连续加工，所以我们将选用平行移动方式。3.人力资源配置

当接到通知后，我们马上查阅资料进行构思，寻找出一个符合命题要求的制做方案。当我们的方案通过学校审核后，我们便开始组建团队，在团队组建过程中我们充分考虑人员特长组合以及课余时间 4.生产进度计划与控制

生产周期：按照产品结构、工艺特点，主要考虑产品零件中的主要件和关键件在工艺上的逻辑关系，我们将生产周期设定为3小时。5.质量管理

质量管理一般以全面质量管理思想为核心，以ISO9000系列标准为依据，强调全员全过程质量管理；确保质量管理中的管理职责、质量体系和过程控制；在此基础上形成质量体系文件。

按照工序控制设置原则：要注意先车削外圆和攻丝，最后再切断轴端，这样不会夹伤工件。要保证前轮的表面粗糙度小于等于R3.2 车削加工轮轴时，另外，要保证轴中的粗糙度小于等于R1.6，使得前轮与轴尽量减小摩擦。6.现场管理

现场管理是对现场中的生产要素和管理目标要素进行设计综合治理，主要包括：“5S”管理、目视管理、看板管理、定置管理。

“5S”管理：以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的活动。通过规范现场、现物，营造一目了然的工作环境，培养员工良好的工作习惯，是一种独特的管理方法，其最终目的是提升人的品质。

目视管理：利用形象直观而又色彩适宜的各种视觉感知信息来组织现场生产活动，达到提高劳动生产率的一种管理手段，也是一种利用视觉来进行管理的科学方法。所以目视管理是一种以公开化和视觉显示为特征的管理方式。

看板管理：准时生产方式的看板旨在传达信息：“何物，何时，生产多少数量，以何方式生产、搬运”。看板的信息包括：零件号码、品名、制造编号、容器形式、容器容量、发出看板编号、移往地点、零件外观等。及时生产方式的看板在生产线上分为两类：领取看板和生产看板。

定置管理：是其他各项专业管理在生产现场的综合运用和补充企业在生产活动中，研究人、物、场所三者关系的一门科学。它是通过整理，把生产过程中不需要的东西清除掉，不断改善生产现场条件，科学地利用场所，向空间要效益；通过整顿，促进人与物的有效结合，使生产中需要的东西随手可得，向时间要效益，从而实现生产现场管理规范化与科学化。

十一、徽标设计

★时代背景：随着世界经济的飞速发展和人们物质需求的日益增长，环境污染也日益严重，许多国家都出台了相关政策促进节能减排。“无碳环保”成了当今世界不变的主题。

★创意：该徽标造型既是对本次大赛主题的直观反映，亦是我们团队对祖国未来的美好愿景：120度的箭头是象形的“C”，也就是化学元素中的碳。徽标外形既是循环使用标志的变形也有降低碳含量的意义。然而能量是守恒的，如果要减少含碳能源的使用，我们就必须依靠一双勤劳的双手。就像本次大赛的重物的能量需要我们用手举高来获取一样，我们倡导大家伸出双手来支持环保，让伟大祖国真正走上可持续发展的道路！★材料：45钢

★制作说明：先采用雕刻机雕刻成型，再使用钳工加工修饰。

+

十二、参考文献

=

朱

理主编

《机械原理》 张建中、何晓玲主编

《机械设计课程设计》 徐锦康主编

《机械设计》

陈轶鸣主编

《新编机械设计课程设计图册》 王昆、何小柏、汪信远主编《机械设计课程设计》 机械设计手册编委会编写的《机械设计手册》 朱

理主编

《车工工艺学》 王忠宗主编 《成本分析与费用控制技巧》 希尔顿主编 《成本管理》 刘建长、程坚、施卓晨主编 《成本会计》 王文胜主编 《高效成本管理》 周鑫、张磊光主编 《机械加工技术》 贺月光、高成发 主编

《工程测量技术》 刘钟莹 主编的《工程估价》 马楠 主编的《工程估价》 左用泰司 主编的的《工程管理》

十三、心得体会

经过了一个多月的努力，我们的小车终于完成了她的处女航。从最初的零件设计和小车定位计算到绘制零件图，点点滴滴虽然包含心酸和汗水，但是当我们体会到学以致用的乐趣时，这些都不算什么了。通过这一阶段的自主学习，我们明白了动手实践的重要性。理论和实践有时候很有很大差距的，比如小车的转向问题，我们在理论上计算了小车的轨迹，但事实上小车的运行路线远不像我们想象的那样简单，还有很多无法避免的影响因素；包括加工工艺、小车的起始角度、方向，这些因素都是无法达到我们要求的那样精确。

通过对“无碳小车”的自主设计加工，以及对各零部件的加工工艺分析，让我们知道加工工艺的好坏直接影响工件的成型和后续加工的连贯。

制定一个良好的加工工艺是保证零件达到要求性能的前提，也需要我们真正的开动脑筋。例如：我们使用的普通车床，所有的操作都是人为的控制，要想做出比较满意的零件，首先要有一个科学合理的工序安排。我们拿到一个需要加工零件的零件图时，不要急于下料加工，分析工序很重要，我们必须先制定好合理的加工工序，使待加工零件达到相应的设计标准和性能指标。同时还可以提升自己的逻辑思维能力，提高生产效率。

工程管理方案的撰写过程让我们还体会到了查找资料的乐趣，学会了怎样找到自己需要的参考书籍以及参考示例。团队成员的密切配合使得我们的工作效率得到了极大的提高。当然，在整个项目进程中，大家也避免不了分歧，大家都有自己的想法，也提出了自己认为可行的方案。经历了数十次失败后我们最终寻找到一套符合需要的方案。使得项目组成员在综合分析能力、实践动手能力、以及创新思维和创新能力的培养方面取得了长足的进步。

无碳小车心得体会 篇5

经过这次无碳小车的设计，让我学到了很多很多，可谓是受益匪浅。因为基础知识不牢固，所以在整个过程中我并没有什么太大的贡献。所以这次的无碳小车设计可以说是“抱大腿”。尽管如此，我还是积极地参与了进去，努力地学习贡献自己的力量。在这次的设计中，我也看到自身的不足，学到了许多的东西，使我获得很多很多，整理了一下思绪，得到了以下几点感想。

第一，要端正自己的心态，不论是做什么都要有断增强自己的决心。明确自这次设计作业的目的，不管是为了学习也好，巩固自己的知识也罢„„总而言之“态度决定一切”。只有态度端正了，才能全身心地投入，才能得到最完美的答案。

第二，要有热情。热情是动力的源泉，没有动力，汽车将不能开动，火箭将不能腾空，飞船将不能遨游。同样，人也一样，没有热情，就没有前进的动力，不能在学习中腾空而起。如果对设计作业抱着敷衍的态度，不用心去做，是不会有什么结果的。记得在小车的调试过程中，每天面对着不会转弯的小车，我们无可奈何，但我们还是得不厌其烦的调试，因为这是一项伟大的工程，于是乎，我们双手与双脚没有空闲的时间，纸上记满了无规律的数据，第三，要有严谨的科学精神，科学是容不得半点马虎的，小车设计是一个用科学来指导实践，把科学运用到实践中去的过程。既然是指导实践，就应该做到事无巨细，考虑周全。在设计的过程中，不应放过每一个细节，记得我们就因为要清楚调节先后顺序，要把责任落实到每个队员的身上，每个人负责自己的工作，运用控制变量法调节，同时要时刻记录实验数据，最后处理数据、写出报告。光有这些还是不够的，还要认真，要努力，要有敢于挑战的信心。我们必须严肃认真的思考我们需要做那些努力，认认真真的把我们必须作的事情作好。

第四，要有团队精神。“团结就是力量”，四个人要善于合作，把心放在一条战线上。小车制造的过程，是要经过方案设计，三维设计，优化及修改，Cad出图，图纸审核等过程来完成的，在此过程中有大量的工作要做，四个人要进行合理的分工。在制作过程中，就应该确定谁该干什么工作，在遇到问题的时候，四个人应要把思想集中到一起的讨论，明确问题的所在，然后沿着这条路子探寻，有时候跟其他组队员讨论。吸取他们的意见再从中提炼出的解决办法。在遇到思想产生分歧，不统一时，四个人要不断地交流，积极处理好矛盾，以及互相鼓励。

第五，我们知识面要广，知识层次要达标。所谓“工欲善其事，必先利其器”，只有打好基础，才能在这个基石上建造摩天大楼。机械方面要基本熟悉机械原理、机械零件、机制工艺学、材料力学、互换性测量技术基础等课程，对这些知识越熟悉越好。同时会基本的物理常识，除此之外还要会一些软件技术，例如：三维的有proe、solidworks。力学分析：有限元分析ANSYS，最重要的是要会CAD，所有的图纸最终要画成二维图纸，这要求我们熟练运用CAD软件。

无碳小车工程项目管理说明书 篇6

一．生产过程组织形式的设计

1.生产过程空间组织设计

我们的无碳小车是属于小批量生产，所以按照工艺原则布置生产过程空间。小车的零件的单件小批量生产工艺主要有：车，铣。加工设备为：数控车床，数控铣床。

生产空间的机群布置如图所示：

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选择顺序移动的方式。

二．人力资源配置 车间内部人员组织形式按设备工艺特点分成班组，并根据需要生产的零件安排产品负责人。

单件小批量大多采用通用设备，手工操作的比重较大，操作人员技能水平对产品质量与加工时间影响较大，故人员安排较为灵活，并尽可能培养多面技能手员工。组织结构如图所示：

小车零件生产人员配备为：车工组2人，铣工组1人。

三．生产进度计划与控制案例分析

考虑到小车的零件的生产大部分比较简单，生产顺利的安排分为3个阶段。由于单个生产的时间量占用整个机器可使用的时间比例很小，在单件生产中，可以忽略单件生产的负荷占用率。等待时间主要表现在零件从一个机床换到另一个机床的等待宽放时间。

在单件生产过程中，对进度的控制主要采用工序进度控制。工艺工序详见附表。采用网络计划技术对计划安排和进度控制进行管理。

1）确定生产过程的关键工序，利用非关键工序的时差，通过调整工序的起讫日期对制造资源进行合理分配，编制各个工序的开工和完工时间进度表。

2）应用网络图和时间进度表，定期对生产实际进展情况作出报告和分析，必要时修改网络图和进度表。

四．质量管理

本方案质量管理是基于全面质量管理思想和ISO9000标准对产品质量进行管理，集中于制造过程中的质量控制，按照PDCA循环的方法来规范化管理。

① 制造前质量计划和质量条件检查：按工艺工序卡片要求，产品加工完成时，进行终检；对原料按“原材料质量标准及检验标准”检验。

②加工过程质量控制：按“在制品质量标准及检验规范”的规定对车

一、车

二、铣三道工序质量规范检验。由于键槽加工精度要求较高，将其作为重点工序进行控制。加强自检，现场主管加强巡检。

③成品质量检验：依“成品质量标准及检验规范”的规定，对轴直径和键槽宽度的精度进行终检。

小车零件在制品和成品在各项质量检验后有异常，应提报“异常处理单”，并立即向有关人员反应质量异常情况，使能迅速采取措施，保证质量。

五．现场管理

本方案中主要考虑现场管理中的“5S”管理；因小车零件单件加工采用机群式布置，对其进行定置管理较难，故不作考虑。

“5S”管理

开工前，确保机器处于良好的工作状态，准备好所需的工器具；

无碳小车绕8字的创新设计与仿真 篇7

本文创新性设计, 以重力势能驱动的具有方向自动控制功能的纯机械小车, 即, 无碳小车。小车在半张标准乒乓球台 (长1525mm、宽1370mm) 上, 绕相距一定距离的两个障碍物沿8字形轨迹绕行, 绕行时不可以撞倒障碍物, 不可以掉下球台。障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒, 相距一定距离放置在半张标准乒乓球台的中线上, 以小车完成8字绕行圈数的多少来综合评定成绩。

1 任务分析

2013年大学生工程训练综合能力竞赛全新开设了一个绕八字竞赛组, 增加了小车设计与加工装配的要求与难度。小车是一个整体系统, 必须充分考虑各部分的设计关系以及可能产生的加工精度误差与装配精度误差, 每一个环节都会对轨迹产生不小的影响。经多次论证, 确定小车设计的关键点在于精确控制小车的转向停歇关系、圆弧转弯时车体的平衡、小车驱动及轨迹的仿真。

2 机构设计方案

因组委会要求各参赛队在学校内自主设计并完成加工制作, 因此小车的整体设计要求是:结构简单, 零件加工简易, 传动级数较少, 调整单元少且简易。

2.1 主动轮分析

当小车以曲线前进时, 后轮必将产生差速, 若采用双轮同步驱动必定会有轮子与地面产生滑动摩擦, 导致无法确定其轨迹, 不能有效地进行分析与设计。因此无碳小车普遍会设计成单轮驱动的驱动方式。采用单轮驱动的小车可以有效地避免小车行驶过程中产生的滑动与偏移, 使得行驶轨迹与理论计算更为接近, 但是单轮驱动要注意平衡性问题, 设计小车时应把重心靠近驱动轮, 同时降低转弯时的车速。

2.2 驱动轮理论轨迹的设计

当确定单轮驱动的驱动方式后, 我们仅需要把驱动轮作为参考点, 进行轨迹分析。我们理想的轨迹必然是一个对称的圆滑的八字形。但是单轮驱动在不同转向方向时会产生不同的回转半径, 假设左后轮为主动轮, 左转时R=a/tan (苓) -b/2, 右转时R=R=a/tan (苓) +b/2, 因此最终形成的轨迹是一个葫芦型的八字。这对后续的机构选择以及仿真都会带来极大的难度。经过分析与讨论, 我们创新地把前轮平移, 使之与驱动轮保持在一条直线上, 这样极大地简化了后续设计仿真。这样的设计实例也不是首次, 如边三轮摩托车, 其整体造型与轮子的设计布置同我们设计的小车是一致的。

2.3 间歇机构的设计

因绕八字的要求, 小车需在八字的上下端保持一段定直径的圆弧, 因此要求在最大转向角处能有一段时间的停歇效果, 因此选择间歇运动机构作为方向控制用的机构。间歇机构有很多形式, 凸轮是其中一种比较简单的机构, 但是因为凸轮面轨迹的高要求, 以及学校加工能力的精度限制, 终没有考虑这种机构。我们最终选取了较为简单, 且停歇比可控性较高的不完全齿轮机构, 其设计灵活性高, 加工简单, 体积小的特点都很适用于无碳小车的要求。

2.4 转向机构的设计

为了获得高度的左右对称性的简单函数关系, 在转向机构上选择正弦机构以实现导向杆的往复运动。用滚动轴承代替普通摩擦滚子, 以实现机构的低损耗运动。正弦机构的曲柄同不完全齿轮的被动齿轮连接, 当齿轮处于锁止弧接触段时, 正弦曲柄水平, 导程达到极值, 此时小车的前轮转角也处于最大转向角, 通过此机构连接方式可以实现小车的圆弧转弯。

2.5 驱动机构的设计

齿轮的传动效率可高达98%, 因此可以很好地提高能量利用率。依据重块下落的重力势能转化为使小车前进的动能能量损失最少的原则, 选择以齿轮副来完成滚筒轴到后轮轴的动力传动, 驱使小车行驶, 可以最大化利用能量, 使小车行驶的更远。考虑到启动时, 需要的力矩大, 而在小车行驶的过程中, 运动平稳有惯性, 需要的力矩小, 因此在滚筒轴上设计一个锥形滚筒。

3 整车的设计与组装

底板作为最主要的支撑件, 从小车整体强度与质量考虑, 选用

3 mm厚的铝板。

整车装配见图一, 重物通过具有柔性的细绳绕于锥形滚筒上, 驱动机构通过一对传动比为i=3的齿轮副, 直接驱动主动轮转动。根据滚动摩擦阻力公式 , 所以轮子越大小车受到的阻力越小, 因此能够走的更远, 又考虑到转向时回转半径不宜过小, 主动轮的参数选择为D=152mm。转动机构通过一对停歇比为1:1的不完全齿轮, 带动正弦机构运动, 最终使前轮有规律地周期摆动。

4 MATLAB运动轨迹仿真

在通过物理模型获得一些大致的参数之后, 接下来就可以用计算机进行轨迹仿真, 以确定每一个参数的具体数值。当主动轮旋转一周, 不完全齿轮经过了半个周期, 正弦机构也走过了半个周期, 因此小车获得周期性被放大到四倍, 一个八字的轨迹被分割成四等分, 因此在做MATLAB仿真时, 仅仅需要考虑这一段, 就能够保证整个8字的完整。假设其实点在圆弧端的中点处, 此点速度方向向上, 默认经过四分之一个周期, 现在仅仅需要考虑的是终点能否落在X轴上, 当终点不在X轴, 适当调整正弦机构的曲柄长度, 使终点回到X轴, 这样最终绕行四转后, 小车走成一个完整的8字。

5 结束语

本次设计的小车利用线牵引实现驱动轮转动, 利用齿轮副将运动传递给后轮轴实现后轮驱动, 并利用不完全齿轮与正弦机构实现前轮转向。前轮转向的角度与后轮的转速相匹配, 结构简单, 传动件少, 质量轻, 大大地降低了能量的损耗。

实践证明, 本文所阐述的机构设计是合理的, 小车实际运行的轨迹也与仿真轨迹十分接近, 在经过良好的调试下, 可无障碍绕行七圈。

参考文献

[1]吴克坚, 于晓红, 钱瑞明.机械设计[M].北京:高等教育出版社, 2006.[1]吴克坚, 于晓红, 钱瑞明.机械设计[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[2]卓金武.MATLAB在数学建模中的应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2011.[2]卓金武.MATLAB在数学建模中的应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2011.