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1、........斯特林小車設計說明書學院：年級專業(yè)：二年級機械工程及自動化設計者：任課老師：輔導教師：起止時間：.專業(yè)學習資料.........目錄1.作品簡介12.研究背景及意義13.設計方案的篩選24.重要零部件及相應功能分析24.1引擎24.2驅(qū)動機構35.設計說明46.斯特林實物展示…………………………………………………………………………………………5.專業(yè)學習資料.........7小車的特點和創(chuàng)新…………………………………………………………………………………………68參考文獻………………………………………………………
2、……………………………………………7.專業(yè)學習資料.........1作品簡介：我們通過對斯特林引擎的研究和認識，加上已有的機械知識，在老師的幫助和改進下完成了自己設計的第一輛小車。我們的小車采用的是α型引擎，驅(qū)動機構我們選擇了皮帶傳動。我們的設計理念是在不影響小車性能的情況下，盡量減輕小車的質(zhì)量，選用較輕的零件以使小車走的更遠。同時盡量選用便宜，易買到的零件，節(jié)約生產(chǎn)成本。2研究背景及意義：斯特林發(fā)動機屬外燃機，它避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機的震爆做功問題，從而實現(xiàn)了高效率、低噪音、低污染和低運行成本。可以燃燒各種可燃氣體，如：天然氣、沼
3、氣、石油氣、氫氣、煤氣等，也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料，還可以燃燒木材，以及利用太陽能等。只要熱腔達到700℃，設備即可做功運行，環(huán)境溫度越低，發(fā)電效率越高。外燃機最大的優(yōu)點是出力和效率不受海拔高度影響，非常適合于高海拔地區(qū)使用。隨著全球能源與環(huán)保的形勢日趨嚴峻，斯特林發(fā)動機由于具有多種能源的廣泛適應性和優(yōu)良的環(huán)境特性已越來越受到重視，所以，在水下動力、太陽能動力、空間站動力、熱泵空調(diào)動力、車用混合推進動力等方面得到了廣泛的研究與重視，并且已得到了一些成功的應用。在這個背景下，加快對斯特林引擎的了解和研究是至關重要。而一樣
4、事物從發(fā)明到正式投入生產(chǎn)運用是需要一個不斷探索和嘗試過程的。我們通過對斯特林小車的設計及三維圖的制作正是這個不斷探索和嘗試的過程。3設計方案的刪選：3.1引擎部分方案刪選對比：斯特林發(fā)動機原理：.專業(yè)學習資料.........斯特林發(fā)動機是通過氣體受熱膨脹,遇冷壓縮而產(chǎn)生動力的。這是一種外燃發(fā)動機,使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣蒸發(fā)的膨脹氫氣（或氦）作為動力氣體使活塞運動，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復地進行這樣的循環(huán)過程反復地進行這樣的循環(huán)過程，便可為外機提供動力。β型引擎：β型引擎最大特征是引擎體型小。但為了保證同軸上的2個活
5、塞獲得合適的相位角的同時能夠來回往復運動，從而產(chǎn)生了驅(qū)動機構復雜化等問題。γ型引擎：γ型引擎小型化比較困難。而且結構上由于不能提高壓縮比，所以想得到大輸出功率也非常困難。α型引擎：α型引擎由兩個動力活塞構成，具有高壓縮比（最大容積/最小容積）和高輸出功率的特征。而且該引擎在1980年實施的月光計劃中已經(jīng)被開發(fā)出輸出功率為3KW級的引擎?？梢娺@種引擎的有著很大的潛力和市場開發(fā)價值。由此可見，不管是從制作的簡便性還是輸出功率的可觀性，甚至市場前景。α型引擎都有著它的特點和優(yōu)勢。涇小組協(xié)商以及咨詢老師后，最終我們決定采用α型引擎作為本
6、次項目小車的引擎。我們采用的引擎工作原理圖：（1）初始未加熱階段.專業(yè)學習資料.........圖一（2）對加熱式氣缸（左邊）內(nèi)的氣體進行加熱，導致壓力上升。這會強制活塞往下運動。斯特林循環(huán)中的這個過程是做功過程。圖二（3）當右邊的活塞向下運動時，左邊的活塞就會向上運動。這會將熱氣推入冷卻式氣缸中，然后將氣體快速冷卻到冷卻源的溫度，從而降低壓力。這有助于在循環(huán)的下一個環(huán)節(jié)壓縮圖三（4）冷卻式氣缸中的活塞（右邊）開始壓縮氣體。此壓縮過程產(chǎn)生的熱量會通過冷卻源散發(fā)掉。圖四（5）右邊的活塞向上運動，而左邊的活塞向下運動。這樣就能強制氣
7、體進入加熱式氣缸，然后氣體會快速升溫，從而將壓力提升至可重復循環(huán)的點。圖五.專業(yè)學習資料.........3.2傳動部分方案刪選對比：齒輪傳動方案：齒輪傳動的噪聲大，而且成本微高，這與斯特林引擎低噪音，低成本的優(yōu)點相違背，且維修較為麻煩。質(zhì)量相比于皮帶較大。皮帶傳動方案：皮帶傳動的制造方便,結構簡單，且維修方便,造價低。傳動平穩(wěn)無噪聲，能緩沖，吸振。過載時帶將會在帶輪上打滑,可防止薄弱零部件損壞,起到安全保護作用。且皮帶傳動的質(zhì)量小。由此可見，皮帶傳動的優(yōu)勢非常明顯。而且考慮到如果采用齒輪，齒輪的尺寸很小，加工很不方便。對我們下
8、學期的實物制作可能會產(chǎn)生很大的困難。而皮帶輪的加工則非常方便，而且皮帶可以外購，這增加了我們實物小車制作的成功性。最終我們決定采用皮帶傳動。4重要零部件及相應功能分析4.1引擎機構1)零件組成：試管，活塞，橡皮管，酒精燈試管內(nèi)置活塞銅軸套橡皮塞橡皮管酒精燈.專業(yè)
