工程创新小车

电子科技大学 1、​ 实验室名称： 工程训练中心一楼 2、​ 实验项目名称： 可转向平板小车设计 3、​ 实验原理： 工程训练中心用的平板小车在设计的过程中，轮子是固定在小车的底板上的，因此在小车需要转向的过程中需要克服很大的摩擦力，使使用者使用起来十分不方便。因此在此基础上，同学们和老师一起讨论设计出在行进过程中可以转向的平板小车。 设计的主要思想是利用固定在底板上轴承的作用，使得连接轮子的横杆可以转动，从而实现轮子的转向。 具体原理如下： 1.​ 使用横杆将平板小车的前面两个小车连接在一起，方便与转动杆相连。 2.​ 利用转动杆与轴承之间的公差配合来实现转动杆的转动。 3.​ 为了方便使用者拉动平板小车，可在转动杆上焊接垫片，然后利用销钉与外拉杆连接实现其功能。 4.​ 为了尽少地改动，在大家讨论后，我们决定外拉杆使用弯杆进行设计。 四、实验目的： 1.​ 掌握机械制造的普通工种的基本技能。 2.​ 全面了解和认识机械制造的全过程。 3.​ 学习机械设计制造的基本理论知识和基本技能。 4.​ 自行设计、自行制作一个小产品。 5.​ 培养问题解决问题的能力，增强工程意识和工程素养。 五、实验内容： 1.​ 在老师的引导下，和同学们一起讨论小轮转向的设计。 2.​ 在所有方案中选定一种最好的方案进行后续设计。 3.​ 制定出小车的性能要求，分别设计出各零件的尺寸，并使用Autocad绘制出各零件图。 4.​ 使用三维软件Solidworks绘制出平板小车的三维图并画出平板小车的装配图。 5.​ 将所有图纸送与指导老师审核。 6.​ 审核通过后交与工程训练中心的老师们进行零件制造加工。 7.​ 装配完成后得到最终的产品。 8.​ 书写产品说明书。 六、实验器材（设备、元器件）： 1.​ 一台安装有Autocad和Solidworks等机械制图软件的个人电脑。 2.​ 铣床、车床、钳工工具、钣金工具、焊接若干。 3.​ 轴承6204一个、轴承51106一个。 4.​ 钢材若干。 5.​ 销钉一个、铆钉四个。 七、实验步骤： 1.​ 将全班分为5个小组，并选出小组长负责。 2.​ 讨论设计方案得由每个小组长负责向大家详细讲解。 3.​ 选定设计方案，将方案分为5个部分——内杆和轮子、轴承、轴承座、销钉和外杆、总装配，最后由老师和大组长向各位小组长分配任务。 4.​ 和各位组长协商时间，并共同在规定时间内完成各零件的设计，并最终确定下各零件的尺寸并由各位完成图形的绘制。 5.​ 和各位组长共同修改零件图并形成最终的图形。 6.​ 由大组长收集各小组长的零件图并利用三维软件Solidworks绘制出平板小车的三维图，并画出总装配图。 7.​ 将所有图纸打印出来交给老师审核。 8.​ 把老师返回回来的图纸进行修改，并完成最终的图纸设计。 9.​ 将最终打印出来的图纸交给工程训练中心的老师进行审核，并听取意见。 10.​ 和老师约定时间进行现场加工，由同学们现场加工并熟悉工艺。 11.​ 书写并提交实验报告。 八、实验数据及结果分析： 我们小组的任务是轮子与轮轴配图 九、装配 工序一：在底板上用铆钉固定住轴承座。 工序二：将轴承6204装入轴承座里，使用过盈配合。 工序三：将轴承51106装入内杆之中，使用过盈配合。 工序四：将两个小轮装配到内杆上。 工序五：将内杆装入轴承座，使用过盈配合。 工序六：在内杆的垫片上装配外杆，使用销钉连接。 十、加工工艺 1.​ 铣削加工 铣床是机械加工的主要工作母机之一；做一名铣工，首先要掌握铣床的构造，操作和高速等知识。铣床的种类较多，但学用的有立式、卧式、工具铣床。 卧式铣床——主轴与工作台台面平行，成横卧位置。 立式铣床——主轴与工作台台面垂直；有的主轴还能偏转角度加工倾斜面。 工具铣床——操纵灵活，精度高；垂直主轴可以换成水平主轴，水平工作台可以换成万能角度工作台。 铣床的工作范围很广，它可以利用不同形状的刀具，加工出各种形状的平面、斜面、沟槽、成型面等。 2.​ 车削加工 切削加工是利用工件做相对运动，从毛坯上削去多余的部分，以获得尺寸精度、形状精度、位置精度、和表面粗糙度符合图纸要求的零件加工。 3.​ 钳工 钳工作业主要包括錾削、锉削、锯切、划线、钻削、铰削、攻丝和套丝（见螺纹加工）、刮削、研磨、矫正、弯曲和铆接等。钳工是机械制造中最古老的金属加工技术。 4.​ 钣金 钣金一般来说基本设备包括剪板机（Shear Machine）、数控冲床（CNC Punching Machine）/激光、等离子、水射流切割机（Cutting Machine）、折弯机（Bending Machine）以及各种辅助设备如：开卷机、校平机、去毛刺机、点焊机等。 通常，钣金工厂最重要的四个步骤是剪、冲/切、折，焊接，表面处理等。 5.​ 焊接 焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中，通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。 焊接是两种或两种以上同种或异种材料通过原子或 子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程. 促使原子和分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或同时加热和加压。 十一、产品说明书： 产品名称：可转向平板小车 (1)​ 工作范围：-60度至60度转向 最大载重：100kg (2)​ 工作原理：工作原理是以滚动摩擦代替滑动摩擦，一般由两个套圈，一组滚动体和一个保持架所组成的通用性很强、化、系列化程度很高的机械基础件 (3)​ 维修保养 第5个星期更新润滑剂。 十二、估价： 各配件及零件花销总计240元。 十三、实验结论： 通过一段时间的努力，我们小组5人通过不懈的努力完成了轮子的设计。在积极的合作下，我们5个小组也成功地设计出了符合要求的平板小车。 十四、心得体会： 通过生产现场考察、设计、方案认证、制造以及装配等工作，我们对整个产品的设计制造各环节都有了一定的了解。既让所学知识得到了运用，又锻炼了动手能力。真真切切感受到了机械设计的创新之美与机械制造的动人之美。 在项目设计中，我们在本科阶段所学的机械制图、机械原理、制造技术基础、材料力学、机械设计等课程的理论和在“基础工程训练”中获得的操作技能都得到了相关运用。在运用这些知识和技能的同时，我们还扩展了书本之外的知识，包括工厂实际加工条件，材料加工成本，经济效益等方面的内容。在项目的进行过程中，我们对之前学过的知识有了更深的认识；学会了很多软件的使用，扩展了自己的能力；还学到了很多新的知识，获得了许多宝贵的实践经验。 在项目的设计中，我们还体会到创新精神的重要性。通过大家的头脑风暴，我们有了最初的方案。我们又群策群力，对方案一次又一次的思考，一次又一次的讨论，一次又一次的修改，才最终得出我们最好的方案。这也让大家感受到了团队合作的力量，增强了大家的协作沟通能力，加强了团队凝聚力。创新不仅需要知识的学习，同时也需要经验的积累，只有将知识和经验结合起来，才能真正地做出创新。也只有把学到的知识与积累的宝贵经验运用到创新之中，才能真正实现学习知识的意义。 报告评分： 指导教师签字：