工业技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
83
DOI：10.16660/jki.1674-098X.2018.15.083
①
陈孝鑫 陈恩宁 林科宏 陈金兰(福建农林大学金山学院 福建福州 350002)
摘 要：电动小车外观采用四轮式结构，在整体上采用前窄后宽的梯形设计，后轮距比前轮距略宽；动力方面选择直流电机与后轮轴相配合来传递动力，为确保传递的平稳性，配合方式采用过盈配合来保证动力传递；运输方面则通过设计底板来固定并运载水杯，车轮轴与底板的配合，采用了最为稳定的三角形结构，而设计了三角形孔位，均为标准孔位，配合简单。 关键词：创新设计 制造加工 可往返平地运载小车
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)05(c)-0083-02
①作者简介：陈孝鑫（1996—），男，汉族，福建福州人，本科在读，研究方向：机械设计制造及其自动化。
松脂油
汽车是21世纪最重要的交通工具，电动轮式移动小车在工农业生产中用途广泛，而模型小车注重能量的利用、车体结构稳定性和匀速性等[1-2]。当今社会对于交通工具的要求越来越多，相对而言存在的困难也随之增加。对于小车的设计与研究将会继续坚持能源与技术多样化的发展道路。
本文以电动小车为研究对象，对小车的零部件以及工
艺方案进行分析[3]
，对于自身的优缺点进行分析，包括原动机部分、传动部分和执行部分[4-5]。 1 设计思路及方案选定
由于往往会受到工作环境、材料以及小车结构参数的
影响，会使整个小车承受较大的载荷[6]，故采用更为稳妥的四轮式小车设计。
小车整体采用前窄后宽的梯形设计，后轮距比前轮距略宽；小车底板通过车轮架与轮轴连接，为了保证小车运行
的平稳性，而将底板降到了最低。由于外界因素的影响，决
定车轮架及电机电池固定装置主要采用3D打印，3D打印可以制造出任何复杂的结构，但在非加工表面较粗糙[7-8]，小车底板及车轮采用PVC板进行激光切割一次成型，车轮轴采用普通车床进行切削加工。
宠物垫
智能装备与系统2 设计方案
在底板的设计过程中，考虑到其需要搭载包括水杯、电机、电池及车轮架等较多零件，通过精准的孔位设计，在试测时成功地运用举办方提供的标准件（M8×30螺丝、螺帽）将各个零件准确地固定于底板上。材料为PVC板。
在车轮架的设计过程中，最重要的是与车轮轴及底板的配合，采用了最为稳定的三角形结构，整体通过3D打印实现制造加工，配合面运用细砂纸进行打磨以保证表面粗糙度。电机架与电池架同样采用3D打印，与底板上的孔位相配合，以便于固定。
在轮轴的设计过程中，原先考虑前后轮轴均采用普车加工，但考虑到后轮作为主动轮要与电机相配合，于是将后轮轴改为分段式3D打印加工。
保证小车平稳准确运行除了巧妙的设计，还有合理的制造工艺安排。小车的零件众多，最主要的是轮轴及轮架的工艺。
为保证配合精度，通过3D打印将工件打印出来后，通过细砂纸对工件的配合面精心打磨，以达到粗糙度要求。后轮轴采用普车加工，其详细工艺流程如下[9]：
（1）选料：选择毛坯。（2）钢锯切断：将毛坯件切到比需要长度略长。（3）端面切削：将工件一端车平，作为基准。（4）外形粗车：按图纸要求车削处工件外形，保留精修余量。
（5）外形精修：按图纸要求精车外形。（6）掉头车削：将工件掉头，按图纸标准进行粗、精车，车削端面至设计需要长度。
（7）钻孔：工件两头钻沉头孔。（8
）攻丝：
工件两头攻M8内螺纹。
图1 小车行走路线示意图
图2 小车示意图
Copyright©博看网 www.bookan. All Rights Reserved.
工业技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
84
在车削过程中，因对刀等误差的影响，会造成加工精度的影响[10]
。
3 小车运行效果
按照小车设计图纸加工组装小车，拼装成功，但由于设计时未注意尺寸配合，故小车整体尺寸稍大于比赛规定尺寸，除此之外并无较大设计误差。通过将小车试运行，调整小车的运行路线及零件。最终小车能够实现平稳运载指定水杯从起点运行至终点，撞击终点挡板，环数为9，运行过程小车平稳，仅在达到撞击挡板的撞击过程中，杯中的水因加速度过大产生惯性作用导致少量水洒落。
4 结语
研究电动轮式移动小车，对小车的零部件以及工艺方案进行分析，从方案设计、结构设计及实际运行效果等方面进行了讨论。研究认为电动往返小车对于载物时的平稳性要求很高，保持载物的同时快速运行到达目的地，是一大研究问题。本文中的小车恰好能在载物时保持直线平稳地运行，并且小车的车体轻便，没有过多累赘的设计。
参考文献
[1] 石云浩.无碳重力小车的研究与设计[J].现代制造技术与装备,2016(10):80-81.
[2] 张铁民，黄翰，黄鹏焕.电动轮式移动小车控制系统设计与试验[J].农业工程学报,2014(19):11-16.
[3] 张军，何芳.基于ANSYS一种转运小车关键件有限元分析[J].装备制造技术,2016(10):15-17,24.led工矿灯melenled
[4] 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].8版.北京：高等教育出版社,2013.
[5] 濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].9版.北京：高等教育出版社,2013.
[6] 鲍江峰.论机械结构的可靠性计算方法[J ].科技风， 2012(11):123.
[7] 陈硕平，易和平，罗志虹，等.高分子3D打印材料和打印工艺[J].材料导报,2016,30(7):54-59.
[8] 张学军，唐思熠，肇恒跃，等.3D打印技术研究现状和关键技术[J].材料工程,2016,44(2):122-128.[9] 何宁.机械制造工艺学[M].重庆：重庆大学出版社,2013.[10] 王守志，韩金玉.对刀高度误差对车削精度的影响分析[J].组合机床与自动化加工技术,2013(3):115-117.
(上接82页)
图2 卧式曲柄连杆传动机构简图
图3 立式曲柄连杆传动机构简图
mjpg
且随着曲柄转动到不同位置，α角大小不断改变，在极点位置时α角为0，因此，推动力是不均匀的，机构运转时易引起冲击和震动，同时还有垂直推力产生，对曲柄连杆传动机构有上抬作用，对整个传动系统产生了不良影响，由此而引起膜式燃气表计量准确度不稳定，应是问题产生的根本原因。
3 解决方法
通过上述分析可得出结论，曲柄连杆传动机构为立式的膜式燃气表，传动机构受力不均匀，易产生传动系统误差，影响膜式燃气表整机产品的计量准确度。因此，在膜式燃气表新产品开发设计阶段，进行整体结构设计时，在传动机构的型式选用上，尽量避免选用立式曲柄连杆传动机构型式，应选用稳定性好的卧式曲柄连杆传动机构的型式。
参考文献景区导视牌
[1] GB/T 6968-2011，膜式燃气表[S].北京：中国标准出版社,2012.
[2] 杨有涛.膜式燃气表[M].北京：中国计量出版社,2006.[3] 徐英华.膜式燃气表技术手册[M].北京：中国计量出版社,2004.
Copyright©博看网 www.bookan. All Rights Reserved.
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议