畢業(yè)設(shè)計調(diào)研資料

1、指南車的歷史指南車的歷史1、指南車是一種機(jī)械定向裝置，采用了自動離合輪結(jié)構(gòu)所謂輪系是指一系列有齒輪組成的傳動系統(tǒng)其特點為可獲取較大的傳動比。2、關(guān)于指南車的發(fā)明古代文獻(xiàn)中眾說紛紜，崔豹《古今法》中說乃黃帝所造，《宋書禮志》中為同公所創(chuàng)，但都不可靠。最可靠的記載是《三國志魏書》裴松所載乃為馬鈞所制造。3、《晉書輿服志》：司南車一名指南車駕四馬，其下如樓三級，四角金龍銜羽葆，刻為木仙人，衣羽衣，立車上，車雖回轉(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作為儀仗。5、北宋天圣五年，燕肅獻(xiàn)指南車，大觀元年，吳德仁重新研制。在《宋史輿服志》中對其機(jī)械構(gòu)造記載如下：1、用獨轅車，車廂外籠上有重鉤，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、車行時，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。指南車總體傳動過程指南車總體傳動過程1、先調(diào)整木人，指向正南，前行之時，小平輪均升起，與中心大輪均不接觸，當(dāng)車子轉(zhuǎn)彎時，若向右轉(zhuǎn)，其后端滑塊必轉(zhuǎn)向左邊，這時

4、，右端繩子拉緊，使其上升，同時左端放松，左小平輪下降與中心大輪接觸，插入中心大輪與車輪傳動齒輪之間，三者發(fā)生傳動。因為中心大輪的轉(zhuǎn)動，使小倫轉(zhuǎn)向，指南。2、當(dāng)轉(zhuǎn)彎結(jié)束，車再次直線運動時，滑塊回到中心位置，兩個小平輪再次被吊起，不與大輪接觸。總的傳動過程結(jié)束。小人仍指南。指南車尺寸數(shù)據(jù)1、車輪：直徑六尺，周長一丈八2、車間距：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工作過程分析1、車輪：左車輪為圓心，車轉(zhuǎn)過90度，因為輪間距6尺，所以轉(zhuǎn)過四分之一圓周弧長為1423.146恰好為車輪二分之一周長，所以方向改變90度時，車輪轉(zhuǎn)過180度。2、附足子輪：與車輪相對固定，因此附足子輪也轉(zhuǎn)過180度。3、小平輪：因為齒間間距相同，因此左小平輪順時針轉(zhuǎn)過12個齒，即小平輪轉(zhuǎn)過360度。4、中心大輪：小平輪帶動中心大輪轉(zhuǎn)動，中心大輪逆時針轉(zhuǎn)過了12個齒，即中心大輪轉(zhuǎn)過了1248=14個周期，也

6、就是90度。不是地球磁場來實現(xiàn)指南的[1]5456。車子轉(zhuǎn)彎時兩個輪子轉(zhuǎn)動的角度不同可利用差動輪系將其轉(zhuǎn)換為車上導(dǎo)向桿的轉(zhuǎn)動。合理設(shè)計傳動比等使得導(dǎo)向桿相對車子的轉(zhuǎn)動角度與車子相對地面轉(zhuǎn)動的角度大小相同、方向相反即可實現(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)計的指南車被稱為差動輪系類指南車。本課題所設(shè)計的指南車也是差動輪系指南車其原理如圖1所示。機(jī)構(gòu)中僅僅使用了7個錐形齒輪是目前所見文獻(xiàn)中最簡單的一種方

7、案。齒輪1、2和齒輪3、4是兩對錐形傳動齒輪將左右車輪的轉(zhuǎn)動傳給齒輪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)動差轉(zhuǎn)換為行星齒輪7的運動。行星齒輪7帶動導(dǎo)向桿轉(zhuǎn)動保持其相對地面轉(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)計的不相等使得齒輪2和齒輪4中間留出空間放置一個差動輪系。工作的主要階段、進(jìn)度與時間安排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)，撰寫開題報告。42014年3月1日至4月1日：設(shè)計計算，繪草圖，寫設(shè)計說明書草稿繪工作圖。52014年4月2日：修改并完善設(shè)計圖（總裝配圖，零件工作圖）；打印設(shè)計說明書。62014年6月15日：準(zhǔn)備答辯。1機(jī)構(gòu)的原理設(shè)計機(jī)構(gòu)的原理設(shè)計1.1差動輪系指南車的原理根據(jù)史料可知指南車的原理和指南針完全不同它是利用機(jī)械傳動補(bǔ)償?shù)姆绞蕉皇堑厍虼艌鰜韺崿F(xiàn)指南的[1]5456。車

9、子轉(zhuǎn)彎時兩個輪子轉(zhuǎn)動的角度不同可利用差動輪系將其轉(zhuǎn)換為車上導(dǎo)向桿的轉(zhuǎn)動。合理設(shè)計傳動比等使得導(dǎo)向桿相對車子的轉(zhuǎn)動角度與車子相對地面轉(zhuǎn)動的角度大小相同、方向相反即可實現(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)計的指南車被稱為差動輪系類指南車。本課題所設(shè)計的指南車也是差動輪系指南車其原理如圖1所示。機(jī)構(gòu)中僅僅使用了7個錐形齒輪是目前所見文獻(xiàn)中最簡單的一種方案。齒輪1、2和齒輪3、4是兩對錐形傳動齒輪將左右車輪