无碳小车动力学分析_无碳小车之运动分析

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2、相关计算：

原动机构的作用是将重物下降的重力势能转化为小车的动能。

在重物下降过程中，驱动轴转动，为小车提供动力，设重物质量为M,下降高度为h，则其重力势能为Mgh,转化为自身的动能EK1、小车的动能EK2、小车行走过程中的摩擦及损耗

W损，Mgh12Mv12,E1k1EK2W损

其中，EK112Mv12，EK1v为重物下降的速度，也是驱动轴的线速度；

n周，v2为同一时刻小车的行进速度，也是后轮的线速度；设驱动轴转动一周，后轮转动所以，vv

12d驱动轴nd后轮

设重物下降过程中加速度为a, 绳子的拉力为T, 有：

TM(ga)

由此产生的力矩为：

M1TR驱动轴（其中为考虑摩擦影响而设置的系数）

分析可得：

1.当拉力一定时，驱动轴半径越大，产生的力矩越大，驱动轴半径越小，产生的力矩越小； 2.当力矩M达到一定的大小保持不变，驱动轴半径越小，拉力T越大，从而使物块减速。

3、机构设计

根据前面的分析与计算，将驱动轴设计为阶梯轴：

3.1.3动力学分析模型 a、驱动

如图：重物以加速度向下加速运动，绳子拉力为T，有Tm(ga)

产生的扭矩M2Tr21，（其中1是考虑到摩擦产生的影响而设置的系数。）

驱动轮受到的力矩MA，曲柄轮受到的扭矩M1，NA为驱动轮A受到的压力，FA为驱动轮A提供的动力，有

MAM1M22i（其中2是考虑到摩擦产生的影响而设置的系数）

MANAFAR

b、转向

假设小车在转向过程中转向轮受到的阻力矩恒为MC，其大小可

Nc1BRc1112()E1E222c由赫兹公式求得，NccB2b

由于b比较小，故 MccbB142

对于连杆的拉力Fc，有

sinc2c1r1sin1 l2arcsinc(1cos)lcosc2

McFccosc2csinc1M1Fccsin(c2)c、小车行走受力分析

设小车惯量为I，质心在则此时对于旋转中心O的惯量为I

22IIm[(Aa1)a3]（平行轴定理）

NcNB22IFAA(Aa1)d(Aa1a2)rcR

小车的加速度为：

aAA

aAaRr2

整理上述表达式得：