无动力自滑车

无动力自滑车

专业班级：机械设计制造及其自动化074班

指导教师：李强

摘要：提出重心位置可前后调节的创新理念，自滑车重心相对靠后来实现车子的最大滑行距离。在此基础上制作了以制作精密为首要前提的无动力自滑车。通过精密计算制定出车子各部分尺寸，加工精细准确。

关键词：重心调节；精密计算；精确加工 一、设计目的

通过精密地计算和加工以及重心的可移动调整，设计出自滑车的整体外形和各部分尺寸，来实现无动力自滑车的最大滑行距离。提高我们自身的动手制作能力，把理论知识运用于实践中去。 二、工作原理 （1）动力来源

小车自身的重力。 （2）阻力来源

在空气阻力忽略不计的情况下，小车的阻力主要来自于车轮与地面的摩擦和车轮轴与轴套间的摩擦，并且这个阻力随车身重量的增加而增加。 （3）平衡性

必须保持车的直线运动才能跑的最远，这个与重心的确定和制作

的精度有关。车身的长度和宽度我们采取了接近饱和的设计，这样有利于车子在跑动中的稳定。

有车总重的限制为3kg，在40度的斜坡上2米处下滑；车身最大为320*200，下面为水泥地面；要求车有美观的外壳，作如此设计。

图1 小车结构简图

三、设计计算 （1）重心的确定：

由于我们设计的小车为对称的，外壳的质量可以忽略，所以各部

分的重心可以看做都分布在小车的对称线上。要是以前轮为始端，重心越向后就可以获得更多的重力势能。所以本车的重心在距离前端约200处。如图2所示：重心在距离前端的三分之二处。

m=0.5kg m=1kg 重心位置 m=1.5kg

图2 重心位置确定简图

图3 重心与稳定性图线

根据图3图线可知，小车重心越高，跑得越远，而车的稳定性越差。图中A点为两线的交点，也就是距离远又保证稳定性的最佳点，故小车的重心取在A点更合适。这点需要经过多次试验加以调整，使重心尽量接近此点。

（2）零件尺寸的确定

轮子的设计是为了减少轮与地面的摩擦力，同时在确保稳定和不超重的前提下尽量增加轮的重量，因此轮子的直径和轮子的厚度如下：轮的厚度为8，前轮直径70，后轮直径80。

综合轮的厚度和车身宽度，且在满足强度要求和质量限制的条件下设计轴的尺寸如下：

图4 轴的设计尺寸图

图5 轴套设计尺寸图