畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研資料

1、指南車(chē)的歷史指南車(chē)的歷史1、指南車(chē)是一種機(jī)械定向裝置，采用了自動(dòng)離合輪結(jié)構(gòu)所謂輪系是指一系列有齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)其特點(diǎn)為可獲取較大的傳動(dòng)比。2、關(guān)于指南車(chē)的發(fā)明古代文獻(xiàn)中眾說(shuō)紛紜，崔豹《古今法》中說(shuō)乃黃帝所造，《宋書(shū)禮志》中為同公所創(chuàng)，但都不可靠。最可靠的記載是《三國(guó)志魏書(shū)》裴松所載乃為馬鈞所制造。3、《晉書(shū)輿服志》：司南車(chē)一名指南車(chē)駕四馬，其下如樓三級(jí)，四角金龍銜羽葆，刻為木仙人，衣羽衣，立車(chē)上，車(chē)雖回轉(zhuǎn)而手常指南，大駕出行，為先啟之

2、乘。4、南朝后帝王多備此車(chē)作為儀仗。5、北宋天圣五年，燕肅獻(xiàn)指南車(chē)，大觀元年，吳德仁重新研制。在《宋史輿服志》中對(duì)其機(jī)械構(gòu)造記載如下：1、用獨(dú)轅車(chē)，車(chē)廂外籠上有重鉤，立木仙人于上，引臂指南，因大小輪九，合齒一百二十。2、足輪二，高六尺，圍一丈八尺。附足立子輪二，徑二尺四寸，圍七尺二寸，出齒各二十四，齒間相去三寸。轅端橫木下立小輪二，其徑三寸，鐵軸貫之，左小平輪一，其徑一尺二寸，出齒十二，右小平輪一，其徑一尺二寸，出齒十二。3、車(chē)行時(shí)，木

3、人指南，若折而東，推轅右旋，附右足子輪順轉(zhuǎn)十二齒，擊（系）右小平輪一匝，觸中心大平輪左旋四分之一，轉(zhuǎn)十二齒，車(chē)東行，木人交而指南，若折而西，推轅左旋，附左足子輪順轉(zhuǎn)十二齒，擊（系）左小平輪一匝，觸中心大平輪右旋四分之一，轉(zhuǎn)十二齒，車(chē)正西行，木人交而指南，若欲北行，或東或西，轉(zhuǎn)亦如之。指南車(chē)總體傳動(dòng)過(guò)程指南車(chē)總體傳動(dòng)過(guò)程1、先調(diào)整木人，指向正南，前行之時(shí)，小平輪均升起，與中心大輪均不接觸，當(dāng)車(chē)子轉(zhuǎn)彎時(shí)，若向右轉(zhuǎn)，其后端滑塊必轉(zhuǎn)向左邊，這時(shí)

4、，右端繩子拉緊，使其上升，同時(shí)左端放松，左小平輪下降與中心大輪接觸，插入中心大輪與車(chē)輪傳動(dòng)齒輪之間，三者發(fā)生傳動(dòng)。因?yàn)橹行拇筝喌霓D(zhuǎn)動(dòng)，使小倫轉(zhuǎn)向，指南。2、當(dāng)轉(zhuǎn)彎結(jié)束，車(chē)再次直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊回到中心位置，兩個(gè)小平輪再次被吊起，不與大輪接觸?？偟膫鲃?dòng)過(guò)程結(jié)束。小人仍指南。指南車(chē)尺寸數(shù)據(jù)1、車(chē)輪：直徑六尺，周長(zhǎng)一丈八2、車(chē)間距：六尺3、附足輪子：共二十四齒，半徑二尺四寸4、小平輪：十二齒，半徑一尺二寸5、中心大輪：四十八齒，半徑四尺八寸6、

5、齒間距為三寸指南車(chē)工作過(guò)程分析1、車(chē)輪：左車(chē)輪為圓心，車(chē)轉(zhuǎn)過(guò)90度，因?yàn)檩嗛g距6尺，所以轉(zhuǎn)過(guò)四分之一圓周弧長(zhǎng)為1423.146恰好為車(chē)輪二分之一周長(zhǎng)，所以方向改變90度時(shí)，車(chē)輪轉(zhuǎn)過(guò)180度。2、附足子輪：與車(chē)輪相對(duì)固定，因此附足子輪也轉(zhuǎn)過(guò)180度。3、小平輪：因?yàn)辇X間間距相同，因此左小平輪順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)12個(gè)齒，即小平輪轉(zhuǎn)過(guò)360度。4、中心大輪：小平輪帶動(dòng)中心大輪轉(zhuǎn)動(dòng)，中心大輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)了12個(gè)齒，即中心大輪轉(zhuǎn)過(guò)了1248=14個(gè)周期，也

6、就是90度。不是地球磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)指南的[1]5456。車(chē)子轉(zhuǎn)彎時(shí)兩個(gè)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不同可利用差動(dòng)輪系將其轉(zhuǎn)換為車(chē)上導(dǎo)向桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。合理設(shè)計(jì)傳動(dòng)比等使得導(dǎo)向桿相對(duì)車(chē)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與車(chē)子相對(duì)地面轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小相同、方向相反即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向桿定向指南的效果[3]3941[4]5657[56]。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的指南車(chē)被稱(chēng)為差動(dòng)輪系類(lèi)指南車(chē)。本課題所設(shè)計(jì)的指南車(chē)也是差動(dòng)輪系指南車(chē)其原理如圖1所示。機(jī)構(gòu)中僅僅使用了7個(gè)錐形齒輪是目前所見(jiàn)文獻(xiàn)中最簡(jiǎn)單的一種方

7、案。齒輪1、2和齒輪3、4是兩對(duì)錐形傳動(dòng)齒輪將左右車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳給齒輪6和5。齒輪5、6和行星齒輪7構(gòu)成差速機(jī)構(gòu)將齒輪5、6的轉(zhuǎn)動(dòng)差轉(zhuǎn)換為行星齒輪7的運(yùn)動(dòng)。行星齒輪7帶動(dòng)導(dǎo)向桿轉(zhuǎn)動(dòng)保持其相對(duì)地面轉(zhuǎn)角始終為0。齒輪1、2和齒輪3、4的功能是相同的這里故意將其尺寸設(shè)計(jì)的不相等使得齒輪2和齒輪4中間留出空間放置一個(gè)差動(dòng)輪系。工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排12013年12月20日：選畢業(yè)論文題目。22014年12月21日至2月15日：閱讀并翻譯與

8、畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的外文資料。32014年2月16日至28日：閱讀參考文獻(xiàn)，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。42014年3月1日至4月1日：設(shè)計(jì)計(jì)算，繪草圖，寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)草稿繪工作圖。52014年4月2日：修改并完善設(shè)計(jì)圖（總裝配圖，零件工作圖）；打印設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。62014年6月15日：準(zhǔn)備答辯。1機(jī)構(gòu)的原理設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的原理設(shè)計(jì)1.1差動(dòng)輪系指南車(chē)的原理根據(jù)史料可知指南車(chē)的原理和指南針完全不同它是利用機(jī)械傳動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆绞蕉皇堑厍虼艌?chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)指南的[1]5456。車(chē)

9、子轉(zhuǎn)彎時(shí)兩個(gè)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不同可利用差動(dòng)輪系將其轉(zhuǎn)換為車(chē)上導(dǎo)向桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。合理設(shè)計(jì)傳動(dòng)比等使得導(dǎo)向桿相對(duì)車(chē)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與車(chē)子相對(duì)地面轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小相同、方向相反即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向桿定向指南的效果[3]3941[4]5657[56]。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的指南車(chē)被稱(chēng)為差動(dòng)輪系類(lèi)指南車(chē)。本課題所設(shè)計(jì)的指南車(chē)也是差動(dòng)輪系指南車(chē)其原理如圖1所示。機(jī)構(gòu)中僅僅使用了7個(gè)錐形齒輪是目前所見(jiàn)文獻(xiàn)中最簡(jiǎn)單的一種方案。齒輪1、2和齒輪3、4是兩對(duì)錐形傳動(dòng)齒輪將左右車(chē)輪