攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 无碳越障小车方案设计
轮轴的直径不能太大，否则转向不灵活，累积周期性转向的位移差，对小车起动的横向偏移位置影响很大。在后轮轴前方，固定了两个平行四边形的有机玻璃板（用来横置齿轮轴），整个车身形状似鱼，且结构简单、轻巧灵活。其结构原理图如图2.8所示。
2.9 无碳越障小车部分零件设计
小车零件总体来说结构要简单易于加工。零件我们基本用铝件，这样不仅质量较轻，而且硬度高，刚性好。前后轮材料为有机玻璃。小车各零件的设计，涉及到结构、形状大小与相对位置尺寸，要求结构简单紧凑，加工难度适中，易于装拆，材料购买方便，成本较低。相关零件的设计如下：
（1）本组小车车身、支架上端的定滑轮、承重支座均采用铝板，材料轻便、强度足够，车身的形状大小不规则，采用整体降低重心、前轮相对地面位置抬高的方法，合理分配重心，避免小车前进过程中由于摩擦力过大、转向打滑、加速度过快等原因造成的翻车。
（2）支架采用M5的碳钢丝杆，上端是固定定滑轮的铝架，定滑轮为铝制品。 （3）前后轮由有机玻璃制成，其拉伸强度、耐磨性和抗蠕变性都强于一般的材料，摩擦系数较小利于小车实现转向。两后轮间距较小，前轮采用Φ5的轴和轴承相配合。在调试过程中发现，为使小车的转向更灵敏，需要将车轮两侧磨出45度的倒角。
（4）在选择齿轮材料时，主要是考虑齿轮机构所承受的冲击载荷和磨损等问题。采用的硬铝。
（5）转向机构中，使用了一根材料轻便且带螺纹的Φ3铝棒，其前端为一空间关节轴承。
（6）小车前轮与轴为了减少摩擦，相互之间安装轴承，前轮与轴的配合为过盈配合，后轮与轴采用过盈配合。
（7）小车的车轮采用轴套与轴连接，增大了车轮与轴的接触面积，见笑了车轮的晃动。
2.9.1 无碳越障小车的底板设计
小车所有零部件均以底盘为基础进行装配，主要采用螺钉或螺栓连接，这样可以方便拆卸和调整，部分零件为了便于定位，采用了螺钉锁紧的方法。为了降低摩擦提高旋转精度，小车前轮叉架、前轴、后轮轴以及滑轮上均装有球轴承，轴承与支撑零件均采用过盈配合。小车的底板设计成流线型，流线美观外形，有侧翼，可以包络前轮和后轮，避免小车撞杆时被卡住。小车的底板由7.6mm有机玻璃制成，底板上面有部分镂空，让无碳越障小车外观更好看的同时可以减轻小车质量。图2.9为小车底板
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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 无碳越障小车方案设计
模型。
图2.9 小车底板模型
2.9.2 无碳越障小车支架的设计
小车的支架包括前轮支架和后轮支架，我们都采用有机玻璃制造，支架与底板的连接采用螺钉连接，方便拆卸。由于右边的轴承在同一条直线上，所以我们设计两种支架。支架的结构设计成如图2.10所示的形状，凸出的部分可以增加支架与底板的接粗面积以增加支架的稳定性。支架的孔与轴承的配合采用基轴制过盈配合。
图2.10 两种形状的支架
右边的支架将钱轴和后轴的轴承固定在一条直线上，装配时以右边的叉架为基准装配，设计的时候也以右边的叉架为基准，这样可以减少装配过程中前轴后轴上各个零件之间的轴向误差。
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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 无碳越障小车的制作
3 无碳越障小车的制作
3.1 三维模型的建立与运动仿真
图3.1 小车三维模型展示
三维建模就是通过使用具有三维建模功能的软件，对已经设计好尺寸的零件进行虚拟模型的制作以及对机器各个零部件之间进行装配。通过三维建模可以使我们直观的了解零件的外形以及机器内部零件与零件之间的关系。
建立三维模型可以让我们更直观的看到小车的实际结构，以及各个零件之间的装配关系和各个零件之间的装配关系，另外能够让我们检查零件分布是否合理和小车整体布局是够合理，让我们在制作小车的过程中有一个参照。接下来我们通过使用proe建立小车的三维模型，确定了装配关系，并生成零件图，为我们接下来制作无碳越障小车做好了准备。
使用pro/E对小车进行三维建模，类似于对无碳小车的虚拟加工，这就要求我们要充分考虑无碳小车零件的结构是否合理，零件加工的难易程度。另外还要考虑所涉设计的结构是否利于装配，零件与零件之间是否有干涉，零件之间的位置尺寸是否合理。这样的可以减段设计的周期，如果有不合理的地方，方便我们对方案的更改。有利于设计出结构更加合理的小车。
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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 无碳越障小车的制作
图3.2 小车三维模型展示
小车的运动仿真可以验证我们对小车结构的设计以及各个部分机构的选择是否正确。小车的通过第二章对小车的整体以及各个部分的设计，我们已经有了无碳小车的各个部分的参数。并进行了了运动仿真，对我们的设计进行了验证。结果是我们的机构选用以及对小车的机构设计是可行合理的。。
通过以上设计，我们成功地建立的小车的三维模型，并进行了结构合理性的修改，同时进行了运动仿真。录制了运动仿真的视频，以帮助了解小车的运动方式和运动规律。三维建模既可以增加我们对软件使用的熟练程度，又可以让我们学习到更多的深层次的功能。小车的三维模型如图3.1，3.2所示。
3.2 部分零件的工艺
大部分零件都是由我们自己加工，共使用了数铣、激光雕刻、线切割、数车、普车、钳工7大工种，其中，数控车床、数控铣床、普通车床加工（后轮轴、齿轮轴、前叉、齿轮套筒、后轮套筒、绕线筒），线切割加工（大齿轮、小齿轮），激光雕刻加工（底板、前后支座等各类有机玻璃零件），钳工车间装配（钻孔、攻丝、组装）。
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3.2.1 前轮叉架的工艺
图3.3 前轮叉架零件图
前轮叉架是与转向龙头，连杆，曲柄盘一起构成周期转向机构。要求有： （1）必须具有对称性在装上前轮后要求轮子不会歪，且恰好处于前叉叉架的中心位置因此对前叉用了两个对称度进行约束。
（2）前叉上装配有轴承，与轴承约束的圆柱面，采用基孔制的过度配合，轴的精度为IT6。
（3）Φ5的轴端与转向横梁配合，一般钻孔时孔都会比钻头大一些，所以这里采用基轴制精度为IT7。
(4)为保证便于拆装，槽口处粗糙不宜太大，所以Ra=0.8。
根据前叉的结构特点和技术要求，多数表面的加工都选择外圆和端面作为定位基准。这样选择的优点是基准统一，而且大多数表面的定位基准与设计基准重合，可以避免基准不重合误差，有利于保证加工精度。图3.3为前轮叉架零件图。
前轮叉架的作用是支撑龙头导向和固定前轮。左边的阶梯轴可以分别对龙头、前轮支撑架进行轴向定位，同轴度要求高。右边的叉架用于对前轮的固定，对称度要求高。对其工艺编排如下：
（1）夹外圆，车端面，车外圆Φ25,长度为80mm。
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