第四屆飛思卡爾機械報告 第二章

2022-09-29 12:24:02 字數 2707 閱讀 1443

調節此處長度可以

調節主銷內傾角

通常主銷內傾角不大於8度,可以用游標卡尺測量螺桿的長度來度量主銷內傾角,調整範圍為0~10度。角度的實際設定也需要在實車上測試後確定。

2.2.3 前輪外傾角

通過車輪中心的汽車橫向平面與車輪平面的交線與地面垂線之間的夾角,稱為前輪外傾角。

前輪外傾角是前輪的上端向外傾斜的角度,如果前面兩個輪子呈現「v」字形則稱正傾角,呈現「八」字則稱負傾角。由於前輪外傾可以抵消由於車的重力使車輪向內傾斜的趨勢,減少賽車機件的磨損與負重,所以賽車安裝了組委會配備的外傾角為1°的配件。

2.2.4 前輪前束

前輪前束是前輪前端向內傾斜的程度,當兩輪的前端距離小後端距離大時為內八字,前端距離大後端距離小為外八字。由於前輪外傾使輪子滾動時類似與圓錐滾動,從而導致兩側車輪向外滾開。但由於拉桿的作用使車輪不可能向外滾開,車輪會出現邊滾變向內劃的現象,從而增加了輪胎的磨損。

前輪外八字與前輪外傾搭配,一方面可以抵消前輪外傾的負作用,另一方面由於賽車前進時車輪由於慣性自然的向內傾斜,外八字可以抵消其向內傾斜的趨勢。外八字還可以使轉向時靠近彎道內側的輪胎比靠近彎道外側的輪胎的轉向程度更大,則使內輪胎比外輪胎的轉彎半徑小,有利與轉向。

2.3 車體重心

2.3.1 車體重心的測定

確定車體重心可以使用實驗和軟體兩種方法,實驗法就是用吊線來確定重心,軟體法即用三維軟體將車體完整的表示出來,通過給各個零件輸入其密度等資訊,由軟體自動計算出車體的重心。

2.3.2 車體重心位置調整

車體重心的位置對賽車加減速效能、轉向效能和穩定性都有較大的影響。重心調整主要包括重心高度和前後位置的調整。

理論上,車體重心越低穩定性越好,重心低有利於賽車在高速轉彎的貼地性,可以有效防止發生側翻,因此在車體底盤高度、舵機安裝、電路板的安裝等上盡量使重心放低。在獨立懸架下擺臂與底板之間可以通過增減墊片來調整底盤前半部分的離地間隙,墊片有1mm和2mm兩種規格,離地間隙的調整範圍為9mm~12mm。

車體重心前後方向的調整對賽車的行駛效能也有很大的影響。本賽車為後輪驅動,驅動力的大小直接跟輪胎與地面的附著力有關,而附著力與路面附著係數和驅動軸的軸荷有關,驅動軸的軸荷又取決於重心的水平位置,如果僅從這方面考慮,重心應靠近後軸。

根據車輛運動學理論,車身重心前移,大部分重量壓在前輪,轉向負荷增大,會增加轉向,對模型車的制動效能和操縱穩定性有益,但降低轉向的靈敏度,同時降低後輪的抓地力;重心後移,會減少轉向,但增大轉向靈敏度,後輪抓地力也會增加。但綜合起來看,重心應靠近後軸一點。

2.4 離地高度及底盤剛度調整

2.4.1 底盤高度的調整

車模底盤的高度主要由賽道中的坡決定,在順利過坡的前提下底盤越低越好

如圖,車模前後軸距離為l,車輪半徑為r,坡角為α,取極限狀態,即底盤的中點與坡頂相接觸,夾角為γ,底盤與車輪中心的距離為b,如圖

α=2γ,[b+(l/2)tanγ]=r/cosγ

b= r/cosγ-(l/2)tanγ

對於本次使用車模,軸距l為198mm,輪半徑r為26mm, α最大15度,則b的最大值為: 13.19mm,即底盤離地的最小值為12.81mm。

此次下面的感測器板使用的是s7136數字感測器,離地高度很小,而賽道中有5mm的凸起,在設計伸長板時要充分考慮到這一點。底板的高度可以使用車模配件調整。

2.4.2 後懸掛縱向減震剛度

適當增大底盤的剛度有利於車體走直線的穩定性,可通過增加墊片來增大彈簧的預緊力,另外還可以通過調整彈簧的另乙個支點的位置來改變預緊力,從而提高底盤的剛度。

改裝後的零件a

圖2.13

本組因考慮到賽道在橫向上並無斜度,所以決定將橫向減震零件a改裝後固定死於底盤上,使底盤橫向上很難震動,增強了小車行駛的穩定性。

2.4.3 後輪距

調節件e

調節件d

本組將車模原配的調節件d換成車模提供的調節件e,使後輪距在原來基礎上增加了4mm,進一步減小了側滑。

2.4.4 齒輪傳動機構調整

大賽提供的電機輸出軸齒輪數為18個,後輪輸出軸齒輪數為76個,則齒輪比為9:38。

齒輪傳動機構的調整就是調整電機輸出軸的齒輪與後輪軸上齒輪之間的耦合程度。當耦合比較松時由於兩齒輪之間存在較大的縫隙,齒輪轉動時會產生很大的兩齒輪之間的碰撞聲音,這樣會大大增加齒輪的磨損。當耦合的比較緊時齒輪之間的摩擦力變大,這樣就會使電機分出一部分驅動力克服齒輪之間的摩擦力做功,電機的負載無形中就增強,從而減小了電機對後輪的驅動能力。

為了使齒輪的調整比較適當,經過多次的除錯,我們發現用聽齒輪之間的聲音的辦法來調整其耦合程度效果不錯。當齒輪耦合較鬆或兩齒輪之間不平行時的聲音很響,也就是齒輪之間撞擊的聲音很大,當齒輪耦合比較緊時聲音很沉悶並且遲滯,最佳狀態是基本上沒有撞擊的聲音,聲音清脆並且沒有遲滯現象。

2.5 差速機構的調整

差速機構的作用是在車模轉彎的時候,降低後輪與地面之間的滑動;並且還可以保證在輪胎抱死的情況下不會損害到電機。

當車輛在正常的過彎行進中 (假設:無轉向不足亦無轉向過度),此時4 個輪子的轉速(輪速)皆不相同,依序為:外側前輪>外側後輪>內側前輪>內側後輪。

此次所使用車模配備的是後輪差速機構。差速器的特性是:阻力越大的一側,驅動齒輪的轉速越低;而阻力越小的一側,驅動齒輪的轉速越高以此次使用的後輪差速器為例,在過彎時,因外側前輪輪胎所遇的阻力較小,輪速便較高;而內側前輪輪胎所遇的阻力較大,輪速便較低。

差速器的調整中要注意滾珠輪盤間的間隙,過鬆過緊都會使差速器效能降低,轉彎時阻力小的車輪會打滑,從而影響車模的過彎效能。好的差速機構,在電機不轉的情況下,右輪向前轉過的角度與左輪向後轉過的角度之間誤差很小,不會有遲滯或者過轉動情況發生。

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