指南车结构设计与运动仿真

论文总字数：16795字

摘 要

本文为了完成一种实现指南的功能,而且结构简单,原理清楚,易于观察和理解的指南车结构，根据古代指南车的核心概念，利用现代机械设计知识，设计了一种差动式指南车的结构方案，并运用Adams仿真软件进行模拟验证，并为以后的改进提出了许多建设性建议，同时对指南车在现代的应用前景和研究价值表示肯定。

通过相互分析与比对不同类型的指南车结构方案，得出了差动式指南车是最符合实际应用条件的方案的结论。分析了车子在转弯时运动状态，并将两轮传动速度作为差动式指南车的输入，完成了指南车的设计原理图，经过推理与计算，确定了差动齿轮机构的各项尺寸和参数要求，并根据实际需要给定了机构尺寸大小，完成了指南车的装配图CAD图纸，以及进给系统的三维结构模型，最后在Adams仿真软件中建立模型并模拟运行，生成了正确的运行曲线图，最后完成了一种结构简单且能准确指向的指南车结构。

关键词：中国古代；机械设计；差动式传动；Adams仿真

Guideline Car Structural Design and Motion Simulation

ABSTRACT

In order to complete a guide to the function of the guide, and the structure is simple, clear principle, easy to observe and understand the guide car structure, according to the ancient concept of the core car, the use of modern mechanical design knowledge, designed a differential guide car And the application of Adams simulation software to simulate and verify, and for the future improvements made a number of constructive suggestions, while the guide car in the modern application prospects and research value affirmed.

Through the analysis and comparison of different types of guide car structure program, it is concluded that the differential guide car is the most practical application condition. The design of the guide car is completed, and the dimensions and parameters of the differential gear mechanism are determined by reasoning and calculation. The design of the guide car is completed by the two - wheel drive speed as the input of the differential guide car. Requirements, and according to the actual needs given the size of the body size, completed the guide car assembly drawing CAD drawings, and feeding system of the three-dimensional structure model, and finally in the Adams simulation software model and simulate the operation to generate the correct running curve Figure, and finally completed a simple structure and can accurately point to the guide car structure.

Key words: Ancient Chinese; Mechanical Design; Differential drive; Adams Simulation

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 指南车的研究目的与意义 1

1.2 指南车的历史背景与发展现状 1

1.3 主要研究内容 2

第二章 指南车齿轮传动机构设计 3

2.1 指南车设计方案 3

2.1.1几种常见的指南车结构设计方案 3

2.1.2指南车设计方案比较与确定 3

2.2 指南车转弯分析 4

2.3 差动齿轮机构设计 5

2.4 传动分析与计算 5

2.4.1.等比传动机构分析与设计 5

2.4.2 差速传动分析与设计 6

2.4.3 计算结论与尺寸要求 7

2.5 指南车关键零部件设计和总装配图 8

2.5.1 等比传动结构1号齿轮和3号齿轮设计 8

2.5.2 差速传动结构4、5号齿轮组，2、6号齿轮组和7号齿轮设计 9

2.5.3 指南车总装配图 12

第三章 指南车三维建模 13

3.1 等比传动结构1、2号齿轮建模 13

3.2 等比传动结构3、4号齿轮建模 15

3.3 差速传动结构5、6、7号齿轮建模 16

3.4 其他零部件建模与装配 18

第四章 指南车Adams仿真 19

4.1在Adams导入差速机构模型 19

4.2 设定连接 20

4.3 设定驱动 20

4.4 进行仿真模拟并输出曲线图 20

4.5 结果分析与结论 21

第五章 总结与展望 22

5.1总结 22

5.2展望 22

致谢 23

参考文献 24

第一章 绪论

1.1 指南车的研究目的与意义

机械史为科技史的一环，不仅包括古代机械史，更包含近现代机械史。古中国的机械史，虽然经由许多优秀学者的努力，但是其中尚有许多可供深入研究的主题。而关于古机械的机械原理探讨，还有很多未知的问题，需要我们去学习和研究。近现代的中国科技史，代表的是古代中国科技与现代西方科技接轨的重要课程，目前的研究工作尚落后于欧美各国，尤其是在机械史的部分。

现代GPS定位技术已经极为成熟，利用地磁效应的指南针也成为人们方便、廉价和准确的定位工具，但我们依然应该考虑在极端条件下，上述定向工具失效时的备用方案，而指南车作为机械定向装置，运行条件相比前两种工具要低得多，因此指南车完全可以作为在GPS和指南针等定位方法失效时的备用方案，例如地磁效应不稳定导致指南针无法工作的地区，或者GPS定位装置失去信号或者供电不足的时候，指南车作为应急指向工具有很大的应用前景和发展空间。

古代中国的指南车确实存在，但由于时间久远，没有实物流传，也没有详细的文字信息。但是作为一个典型的机械结构，根据差动轮系结构原理还是能复原的。

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