第一篇:机械设计大赛说明书
第四届全国大学生机械创新设计大赛决赛参赛作品
便携式万向千斤移设计说明书
目录
作品内容简介.......................................................3
便携式万向千斤移设计说明书
——————————————————————————————————————— 研制背景及意义....................................................3 2 设计方案..........................................................4 2.1 总体结构.......................................................4 2.2 “零抬起”机构的设计...........................................5 2.3 动态水平支撑机构的设计.........................................5 2.4 可控双向棘轮设计...............................................6 3 理论设计计算......................................................6 3.1 轴的校核.......................................................6 3.2 撬头的校核....................................................7 3.3 三角板连接销校核:..............................................8 4 工作原理及性能分析................................................8 4.1 “零抬起”工作原理.............................................8 4.2 提升工作原理...................................................9 4.3 动态水平支撑工作原理..........................................10 4.4 移动重物工作原理——可控双向棘轮..............................10 4.5 性能分析......................................................11 5 创新点及应用.....................................................11 6 作品实物照片.....................................................11 参考文献..........................................................12
便携式万向千斤移设计说明书
作品内容简介
通过长期的调研、计算与实践,我们小组设计并制造了一台用于地震、泥石流等灾难的便携式万向千斤移设计说明书
——————————————————————————————————————— 救援排障工具,其名称为便携式万向千斤移。本作品体积小,携带方便,功能全面,工作效率高,主要用于排除障碍,可以将障碍物从紧贴地面抬起,而在抬起到合适的高度时可将重物进行移动,并且可向前、向后移动和顺时针、逆时针转动,可以很好地达到其排除障碍的目的。本作品创新点多并突出,主要体现在其对障碍物的“零抬起”功能及移动旋转障碍物功能。其实现功能的主要机构为:液压式千斤顶、可控双向棘轮机构、前轮锁紧机构、四杆稳定平面抬起机构以及各链轮传动机构。主要零件全为标准件和常用件,即降低成本又便于维护和更换。
该作品主要应用协助灾难现场的救援破障工作,它的便携性使它能在灾难发生时第一时间赶赴现场,其强大的救援排障功能若将来普遍使用可成为营救生命的第一先锋器械。
本作品已申请国家专利,专利申请号为:201020520020.9 联系人:孙学雁 联系电话:*** Email:sxy19551004@sina.com 研制背景及意义
近年来,地震、泥石流等自然灾害频频发生,不但造成大量的人员伤亡与房屋坍塌,同时还造成公路桥梁损坏或被障碍物阻塞,使大型的排障救援车辆和工具无法第一时间赶赴灾难现场,人们只能通过简单的棍棒、铁具甚至徒手来进行救援与破障,其效率和安全性可想而知。
据调研相关资料后得知,震后20分钟获救的救活率达98%以上,震后一小时获救的救活率下降到63%,震后2小时还无法获救的人员中,窒息死亡人数占死亡人数的58%。他们不是在地震中因建筑物垮塌砸死,而是窒息死亡,如能及时救助,是完全可以获得生命的。而唐山大地震中就有几十万人被埋压在废墟中。
因此,目前我们极需一种小型便携、能在灾难发生时第一时间出现在现场的排障工具,并且需要这种工具能够使用方便、功能全面,能够应用于紧急情况,提高救援效率。所以,本小组研发并制造出了“便携式万向千斤移”。设计方案
本小组经过调研发现,国内外现有的普通千斤顶须在重物与地面之间存在一定距离时使用,它的局限性令其不能很好的应用于灾难现场。于是,为了解决现有普通千斤顶使用局限性的缺点,我们设计了“零抬起”机构。并且,我们巧妙的利用了可控双向棘轮的特点,设计了平移和旋转重物的机构,该机构使本作品在处理灾难现场的障碍物时能发挥更大的作用。除此以外,考虑到千斤顶提升重物时的平稳性,我们设计了四杆水平提升机构,从而使本作品能更好的处理重物的重心。
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2.1 总体结构
总体由抬起机构、提升机构、传动机构和控制机构四部分组成。图1为本作品整体结构图。
2.2 “零抬起”机构的设计
图1 整体结构图
实现该机构功能的主要零件为:撬头、曲形提扣、提升架、液压缸和操作杆,如图2所示。当操作杆往复按压液压缸时,提升架上升,曲形提扣拉动撬头像上翘起。
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图2 抬起机构简图
2.3 动态水平支撑机构的设计
实现该机构功能的主要零件有:提升轮、平衡轮、提升架、三角板和长条杆,如图3所示。其中三角板、长条杆、提升架和机架组成的四杆机构可使提升轮和平衡轮保持水平上升。
2.4 可控双向棘轮设计
图3 提升机构简图
该设计由两个可控制的双向棘轮制作而成,其完成效果见图4,通过分别控制两棘轮方向可实现两提升轮的转向,固图中蓝色开关即为该装置的转向控制开关。
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图4 可控双向棘轮零件效果图 理论设计计算
3.1 轴的校核
C轴(零起传动机构轴)的直径为d20mm,长度为40mm,材料为45钢。其承受重物重量为G10000N。
做出梁的计算图:
图5 梁计算图
做出剪力图和弯矩图:
图6 剪力图
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图7 弯矩图
得:G2F
M1FL1.0105 N·mm WD3203785mm33232
maxMW11.0105785127MPa 已知120MPa 因此 max接近
,所以该轴满足强度条件。
3.2 撬头的校核
该机构材料为Q345B钢,L38mm,h10mm,d45mm
MFd1.0104454.5105Nmm
GFt1.0105N
T1FtA1.010426.313810MPa W1bh2138102407mm
366 TM4.51052W2407186.9MPa
maxT1T226.3186.9213.2MPa钢体的安全系数为St = 2.5 .2max2132.585.28<100MPa
所以该撬头能满足使用要求。3.3 三角板连接销校核:
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此销轴材料为45钢,截面直径d12mm 由动态水平支撑机构可知: F11100002500N4
F170F238 得:F24605.26N 根据切应力计算公式得:
F24605.2640.7100MPa 2A3.146
此销轴合格。工作原理及性能分析
4.1 “零抬起”工作原理
将撬头放入重物与地面之间的缝隙,如图8所示。当按动操作杆令液压缸工作推动提升架上升时,撬头受提升架的拉动而往上顶起如图9所示。此时重物一端被翘起并随撬头像前运动直至接触提升轮,此时须停止液压缸的操作。
图8 “零抬起”工作原理示意图a
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4.2 提升工作原理
该机构的主要作用在于可以将“零抬起”机构所提起的重物承接托起,进而进行大幅度的提升工作。具体工作原理如图10所示。当往复按动插于可控双向棘轮套筒上的操作杆时,链传动机构带动提升轮顺时针旋转,并由于提升轮与重物底面的高摩擦促使重物向上移动,直至落于提升轮的上方。
图9 “零抬起”工作原理示意图b
图10 提升工作原理示意
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4.3 动态水平支撑工作原理
图11 动态水平支撑工作原理示意图
如图11所示,该机构为由提升架(杆1)、三角板(杆2)、长条杆(杆3)和机架组成的四杆机构。其中杆1和杆3长度相等,机架上两支点AE距离与杆2短边CD长度相等,ACDE构成了一个平行四边形。在提升架上升的过程中,由于CD永远平行于AE,因此BC将永远保持水平。4.4 移动重物工作原理——可控双向棘轮
图12 移动重物工作原理示意图
如图12所示,当重物位于提升轮上方时,通过改变两棘轮各自的转向即可控制分别控制两提升轮的转向。当两轮转向相同时,重物做前移或后移动作;当两轮转向不同时,重物做原地旋转动作。
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4.5 性能分析
通过计算和校核撬头及各轴的强度,并对实践进行分析,该装置最大能承受重量能力超过1吨。而在处理重物的过程中,能平稳地完成提升、移动和旋转动作。由于制作时考虑到排障负荷大强度高,所以该装置大部分零件采用了现有的标准件和常用件,如有损坏可方便更换。创新点及应用
三核心机构成为了本作品最主要的创新点。
1)“零抬起”传递机构:置于机构前方的撬头可以将紧贴地面的物体撬起,并将重物一端放到提升移动轮上,从而进行下一步提升工作。
2)动态水平支撑机构:该机构通过四杆机构设计,可将重物水平放置并使其平稳上升。
3)可控双向棘轮机构:可控制两侧提升移动轮的旋转方向,从而达到可令重物前移、后移和旋转的功能。
其余,我们还采用了许多巧妙地细节设计。
① 应用撬头,实现自锁的特性,使撬头协助油压缸承载重物的压力。② 装置前轮加装制动螺栓,令装置更平稳提升重物而不前后滑动。
③ 两个刹车制动螺栓和一个油压缸控制螺栓的松紧度可用一个操作杆来控制,使用起来更加方便,更加人性化。
④ 装置两侧分别是操作杆的夹套和把手,使用完便可将操作杆夹于夹套上,而把手则使整台装置可单手提起,便于携带。
本作品属救援破障工具。目前使用在突发灾难现场的工作少之又少,本作品的出现弥补了该领域的空白,它的便携特点与设计巧妙的机构在将来必获得广泛的应用。作品实物照片
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参考文献
[1] 蔡春源 主编 《简明机械零件手册》 冶金工业出版社1996.3 [2] 东北工学院《机械零件设计手册》编写组编写.机械零件设计手册[M].北京:冶金工业出版社,1983 [3] 杨可桢,程光蕴,李仲生 主编 《机械设计基础(第五版)》 高等教育出版社2006.5 [4] 金嘉琦 主编 《几何量精度设计与检测》 沈阳:东北大学出版社,1998 [5] 刘鸿文 主编 《材料力学》第四版 高等教育出版社,2004.1 [6] 北京科技大学,东北大学 主编《工程力学-静力学》第四版 高等教育出版社 2008.1
第二篇:机械设计大赛 无碳小车 设计说明书
目录
前言
第1章、绪论…………………………………………………………...4
1.1 参赛主题………………………………………………...4
1.2 功能分析………………………………………………...4
1.3 设计方法………………………………………………...4
第2章、轨迹和行走机构选型与计算………………………………6
2.1
轨迹和行走机构选型………………………………….6
2.2
轨迹参数计算………………………………………….7
第3章、控制机构选型与计算………………………….………….10
3.1
控制机构选型………………………………………...10
3.2
放大机构的设计…………………...…………………12
3.3
凸轮的设计………………………………………...…13
第4章、传动机构选型与计算……………………………………16
4.1
传动机构选型………………..……………………….16
4.2
齿轮系的设计…………………….…………………..16
4.2
尺寸参数校核………………………..……………….17 第5章、动力机构选型与计算………………………………………19
5.1
绕绳轮安装位臵分析……………………………..….19
5.2
力分析…………………………………………..…….20
5.3
前轮转向阻力矩的计算………………………...……23
5.4
弹簧劲度系数的计算……………………………….23
5.5
尺寸参数的获取…………………………...………23
5.6
质量属性参数的确定………………..…………….26
5.7
参数的计算…………………………………….…..27
5.8
绕绳轮最大半径的确定……………….…………..29
第6章、微调机构简介………………………………….……….….30
第7章、误差分析及效率计算………………………….…………..31
7.1 误差分析
………………………………...……….31
7.1.1 设计误差……………………………..……………31
7.1.2 参数误差…………………………………………31
7.1.3 加工与装配误差……………………...………….31
7.2 传动效率的计算…………………………….…………32
7.2.1 动力机构效率的计算……………...…………….32
7.2.2 传动机构效率的计算…………………………..33
7.2.3 控制机构效率的计算……………………….….34 第8章、仿真分析………………….………………………..………35
第9章、综合评价及改进方案……………………..………………37
9.1 综合评价………………………….…..…………..37
9.2 改进方案………………………………...………..39
第10章、参考文献…………………………………………..…….40
第11章、附录……………………………………………..…………..40
11.1 机构运动简图及装配图………………...…………………40
11.2 小车三维装配图及爆炸图……………………….………..42
第1章、绪论
1.1 参赛主题
第三届全国大学生工程训练大赛的竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。这次竞赛包含两个竞赛项目。第一个项目与往届竞赛相同,为小车走“S”形线路绕杆。竞赛项目二为小车走“8”字形线路绕杆。通过商量,我们选择的竞赛项目为项目二。
1.2 功能分析
根据本次竞赛规定,竞赛项目二是小车在半张标准乒乓球台(长1525mm、宽1370mm)上,绕相距一定距离的两个障碍沿8字形轨迹绕行,绕行时不可以撞倒障碍物,不可以掉下球台。障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒,相距一定距离放臵在半张标准乒乓球台的中线上。
小车是在重物下落所带来的重力势能的作用下实现运动和转向。因此,小车需具备能量转换装臵、转向控制装臵、驱动机构等。
1.3 设计方法
在小车的设计过程中,应该充分综合考虑到材料、加工制造、生产成本等个方面因素,以保证小车的设计更加符合实际,削减理论 与实际之间的差距。
小车实现绕“8”字功能,应有相应的轨迹,因此,在进行小车的机构设计时可采用从小车的理论轨迹入手,逆向进行机构设计的方法。在进行机构设计时,应采用发散思维,注意机构的选型与组合,应充分考虑到各机构间的相互关系以及整体效应,注意及时对机构进行调整。
小车的设计方法是保证小车技术含量的关键,在设计方法上,我们在关键部分采用参数化组合设计,以保证设计精度和方案的可行性。再设计流程上,我们循序渐进步步为营,同时兼顾全局。下面是我们的设计流程图。
图1-1 第2章、轨迹和行走机构选型及其
计算
2.1 轨迹和行走机构的选型
为了获得最优的理论轨迹,我们采用列举法,进行逐一筛选。经过商议,列举了以下几种轨迹:
1、双纽线
2、互补正弦曲线
3、相切圆
4、形“8”字折线
5、其他形似“8”的曲线等 双纽线:
其直角坐标以及极坐标方程为:(x2 + y2)2 = 2a2(x2 − y2),ρ^2=a^2*cos2θ,由此可知极坐标下曲线上任何一点的曲率半径为R2a3cos2。
通过分析,双纽线是所有曲线中经过相同距离的俩个桩的路程是最短的,同时双纽线曲率又大变小再变大在变小,再回到出发点,运动过程没有曲率突变,所有路程都光滑过渡。但是,由于双纽线本身的复杂性,导致控制机构的设计的难度相当大,通过绘图计算,发现四杆机构不能同时满足转向及时间上的控制,而用凸轮机构则导致 凸轮的轮廓曲线太过复杂。互补正弦曲线,相切圆,折线
正弦曲线可以用四杆机构实现,但是由于在端点处存在去两次曲率突变。相切圆、“8”字折线可以很简答的实现,但是也存在曲率突变的问题,这些问题都会严重影响小车的稳定性,因此不采用这些轨迹作为理论曲线。轨迹敲定:
为了保证小车能够稳定实现八字运动,我们最终确定小车的理论轨迹为俩段圆弧通过俩段公切线连接。这样既保证了小车运动过程的平稳性,又同时使得轨迹规律性强,易于控制。
针对这个想法,我们设定了俩种轨迹分别如图(2-1)、(2-2)所示。
图2-1
图2-2 考虑到小车的行走机构,我们拟定了三种小车行走机构的方案,如下:
方案
一、后轮单轮驱动,其他俩轮从动 方案
二、后轮定时驱动,前轮从动 方案
三、后轮同时驱动,前轮从动
针对方案一,左轮与主动轴通过键连接,后轮通过轴承与主动轴相连,即可实现转弯时的差速,简单有效。
针对方案二,采用齿轮系分别驱动左右后轮,其中用互补的的不完全齿轮定时驱动左轮右轮。针对方案三,通过在后轮主动轴上安装差速器来实现差速。通过分析,方案一不能实现轨迹图(2-1),方案二不能实现轨迹图(2-2),方案三则能实现俩种轨迹。由于方案二和方案三需要增加许多齿轮,大大的增加了成本和机构复杂度。况且,方案二的定时控制难度较大,而根据经验方案三可靠度不高,因此,考虑到经济效益以及可靠度,放弃了这两种方案。最终选定的轨迹如图(2-2)所示,实现的方式为方案一。
2.2 轨迹参数计算
理论轨迹的计算及参数确定:
假设:小车尺寸参数:小车宽为2c,轮距为b,前轮最大转角为
轨迹参数:中心距为2p,圆弧半径为R,直线斜率为k,设定不可行区域为直径为200mm的圆。
小车运动场地尺寸:长1525mm,宽1370mm。根据以上参数,建立直角坐标系,理论轨迹下,可列出以下方程:
2p+2R+2c1500 ……..………………………………..(2-1)
2(R+2c)1350…………………………………………..(2-2)
R100+c ………………………………………….……..(2-3)
又小车转弯时左轮曲率半径满足关系:=
bc…………(2-4)tan
转弯时,小车曲率半径满足R
根据以上式子,线性规划取合理的值,所得结果如下:
=250mm,2p=600mm,R=250,=38.66
2c=150mm,b=200mm.根据以上参数,可作出小车左右轮的轨迹图(2-1)如图所示: 10
图2-1
由于左轮驱动,右轮从动,故需计算左轮有关参数,如图粉色曲线所示。测量计算得:主动轮一个周期走过的路程为 S=3219.23mm,其中直线路程为:S1=331.66*2=663.32mm,弧线路程为:S21278.00*2=2556 第3章、控制机构选型及计算
3.1
控制机构选型
根据小车运动的轨迹,可知小车前轮转向为间歇运动,因此可用不完全齿轮机构,槽轮机构,凸轮机构等做小车前轮转向的控制机构。
在假定小车速率恒定运动的情况下,设小车驱动轮的速率恒定为v,周期为T。忽略过渡阶段,设小车走直线的时间为t1,走弧线的时间为t2。根据小车一个周期内的轨迹可绘制出小车运动循环图
表3-1 小车运动循环分析 0~ t1 t1~ t1+ t2
t1+ t2~2 t1+ t2
2t1+t2~2(t1+ t2)小车启动,走直由直线过渡到轨迹由弧线过轨迹由直线再转线,前轮转角为曲线,并走直渡到直线,前轮回到弧线,前轮左0度。线,前轮右转度。
回转度。
转度。历时t2后回到起始点。
根据上表分析,由于t1t2,故排不采用槽轮机构。不完全齿轮以及凸轮机构均可实现.令:T=60s,后轮半径R1=70mm,前轮R2=20mm,左轮周长C=2R1 则:左轮一周期内所转过的圈数为:r1= 半个周期内,走直线所需圈数:r2=
S1 CSC 12 走曲线所需圈数:r=
3S2 C代入数据即可求得: r1=7.3194r r2=0.7541r r3=2.9262r 根据以上计算,可知,如果用不完全齿轮,在保证一定精度的情况下,导致齿轮过大,且须附加锁止机构,因此成本科及复杂度较高。而小车实现理论轨迹所需控制简单,只需在必要的时候驱动前轮转向即可,而不需考虑转向这个过程。如果用凸轮摇块机构,只需凸轮有四段圆弧即可,所以,凸轮轮廓曲线简单,加工难度大大降低,加工精度也可相应提高。
因此,可初步设计出凸轮摇块机构如图所示:
凸轮推程与推杆到摇块的距离满足关系:=dtan
由于=38.66,考虑到安装,d10mm,则:=8.00mm。
图3-1
3.2
放大机构的设计
由2.1可知,=8.00mm,推程过大,导致凸轮过渡区域过大,严重影响控制精度。为此,设计一个放大机构来保证控制精度。故须增加放大机构。
图3-2 为了后续设计的方便,我们对整个控制机构做了逐步分析计算以确定其大体尺寸参数。如图所示;
图3-3 14 设四杆长度依次为:a,b,c,d,各杆的方向向量为:a,b,c,d。根据几何关系有:
a+b=c+d……………………………………………………….(3-1)acos11bcos21dcos41ccos31…………………………..(3-2)
acos13bcos23dcos43ccos33…………………………..(3-3)1113=…………………………………………………………...(3-4)b2(ac)2d2……………………………………………………….(3-5)1DEtan31………………………………………………………..(3-6)2DEtan33………………………………………………………..(3-7)根据小车尺寸,考虑到安装问题,选定合适参数,令a=20mm,DE20mm,又=38.66,可求得控制机构各尺寸参数如下: b=30mm,c=84mm,1=3.76mm,2=4.08mm。
3.3 凸轮的设计:
凸轮推程为1=3.76mm,回程2=4.08mm,凸轮基圆半径为0,偏距e=0。T=60s,小车走直线所对应凸轮的转角为1=
S1180=36.88,走S2弧线所对应的凸轮的转角为2=1801=143.12。则推杆的运动规律如下表所示:
表3-2 凸轮运动循环分析
序号 1
凸轮运动转角 0~36.88
推杆运动规律 如图位臵2所示,前轮转角位0,推杆处于推程为2的位臵。
36.88~180
推杆由2上升到
1+2,之后保持远休 180~216.88 回程,通过圆弧过渡,回到2位臵,并保持休止 216.88~360 推杆继续回程,推程变为0后保持休止状态
根据推杆的运动规律,为了提高精确度,减少过渡时间,并且保证过渡平滑减少冲击,同时考虑到整体尺寸,设定凸轮基圆半径033.92mm,滚子半径为7mm,则大圆弧半径为138mm,小圆弧半径为230.20mm,可设计图轮轮廓曲线如下图(3-4)所示:
图3-4 根据以上设计,可绘制控制机构总体部署如图(3-5)所示:图3-5
第4章、传动机构及计算
4.1 传动机构的选型
重物下落产生的动力需要经过一定的传动机构调速后传动到凸轮以驱动前轮转向机构使前轮转向。凸轮做整周定速运转,这就要求传动机构末端构件能做整周圆周运动,而传动机构前端也是整周运转构件,所以,可以考虑使用带轮、齿轮、链轮为传动主机构。由于小车整体尺寸比较小,传动距离较短,所以带轮以及链轮机构不能表现其优势,而且这俩种机构传动效率低,精度不够高。再考虑到结构方面,齿轮机构是最好的选择。
4.2 齿轮系的设计
左轮转速:n1S7.3606rpm C凸轮转速:n21rpm 总传动比为:i127.3606
5059 2020因此,传动机构由两级直齿圆柱齿轮传动。
考虑到小车整体尺寸以及加工精度和难度问题,取齿轮的模数为m=1.5。标准齿轮ha1,c0.25,各齿轮参数如下表:
表4-1 齿轮参数
序号 M Z
Alpha(压d/毫da/毫df/毫db/毫b(齿力角)/度 米
米
米
米
宽)/毫米 2 3 4 1.5 1.5 1.5 1.5 20 50 20 59 20 20 20
30.00 33.00 26.25 28.19 20 75.00 78.00 71.25 70.48 10 30.00 33.00 26.25 28.19 20 88.50 91.50 84.75 83.16 10
4.3齿轮尺寸校核:
各齿轮模数等参数都一致,且Zmin=,17,如果齿数最大的齿轮满足齿厚条件,则其他各齿轮也将满足条件。m=1.5,z=59,alpha=20,ha1,c0.25 则,分度圆齿厚:s=齿顶圆半径 ra基圆半径rbdb 2m 2da 2b齿顶圆压力角:aarccos
rrainvatanaa
invtan
则齿顶厚度:sasra2rainvainv r 19 求得:a24.65,inv0.0149,inva0.0287 代入式:得sa1.173mm满足齿厚条件条件。
所以,所有齿轮都不会有齿廓变尖的情况。整理设计后的齿轮系传动机构如下图所示:
图4-1 第5章、动力机构选型及计算
动力机构是驱动小车运动以及驱动前轮转向的原动力机构,其输入能量为铁块下落所提供的重力势能,输出为驱动轴的转动动能。就机构的实现形式而言,用绕绳轮直接连接驱动轴作为动力输出机构最为简便,能量损耗最低。因此,动力机构的关键在于绕绳轮的设计。
小车的运动过程分为启动—稳定运转—停止三个阶段,在启动阶段,小车需要较大的驱动力矩来推动小车前进,稳定运转阶段要求小车的加速度很小,即驱动轮的转速基本稳定不变,停车阶段主要是能量消耗完毕,动能逐渐减少的零,是自动的过程。因此,需要初步计算出小车的启动驱动力矩以及稳定运驱动转力矩。
5.1 绕绳轮安装位臵的确定
理论上,绕绳轮安装在任何一根轴上都能实现小车的驱动和转向,但是,考虑到传动效率以及车体稳定性问题,把绕绳轮安装在驱动轮轴上最合适。
理由如下:如图(4-1)定轴齿轮系
设:后轮驱动阻力矩为:Mr1,前轮转向阻力矩为:Mr2
1、假设绕绳轮桩在齿轮2的轮轴上,重物下落通过绕绳轮产生的驱动力矩为Me,则传递到齿轮1所在轮轴上的力矩变为:MMeR1,因R2此齿轮副转动存在扭矩改变的问题,而Mr2 Mr1,若果绕绳轮不安 装在驱动轮轮轴上的话,会导致齿轮系传力负荷过大,一方面会降低传动效率,另一方面会加速齿轮磨损,而且对齿轮的各方面性能 要求更高。因此,把绕绳轮安装在驱动轮轮轴最合适。
5.2
控制过程力分析
根据小车的轨迹,前轮转向机构一个周期共分为四个阶段,只有在过渡阶段存在力的改变,转向力矩的计算;
前轮转向阻力矩为:Mr2。
摩擦系数:各构件材料均采用5A05铝合金,滑动摩擦系数为:f10.14,与木板的滚动摩阻系数:10.36/mm,摩擦圆半径为,各构件长为:li,转动副销钉半径为R,弹簧的劲度系数为k,推杆最大推程p,暂态推程为x。对转向控制机构做力分想,析:
阶段4:
图5-1 过渡阶段4,各构件的状态如图(5-1)所示,对构件分别做力分析 受力分析图(5-3)如下
图5-2-1 23
图5-2-2
图5-2-3
图5-2-4
图5-2-5 对构件1有:
FR21l1cos1Mr2………………………………(5-1)对构件2有:
FR12FR32………………………………………………..(5-2)对构建3有:
2FR23…………………………...(5-3)(l3cos)FR43l3对构件4有:
FR34cos2FnFf54sin3FN54…………………………..(5-4)对构件5有:
Me5FR45d………………………………………………(5-5)联立上述5式,求得:
1Mr2l3cos2cos2Fn2l3l1cos1d………………………(5-6)cos3fsin3
Me5忽略摩擦的情况下:
同样对各构件分别做力分析可求得:
1Mr2l3cos2cos2Fn2l3l1cos1d…………………………(5-7)cos3
Me5其中:
2fR………………………………………….………..….…(5-8)代入数值得:=0.66mm…………………….................................(5-9)
Fnkx……………………………………………………….(5-10)
5.3
前轮转向阻力矩的计算:
前轮在车体重力的作用下发生变形,由于力很小,前轮变形极小,故可假设前轮与地面接触面为一半径为R深为h的圆柱。则,前轮转动的阻力矩为:
积分得:
Mr2(0RFC2r2f)dr……………………(5-11)2R
Mr2
其中:R2FCR………………………………………(5-12)3FC…………………………………………(5-13)
5.4 弹簧劲度系数的计算:
为了保证第二过渡阶段弹簧能驱动前轮转向,其劲度系数与阻力矩满足以下关系:
Mr2kx2………………………………………………...…..(5-14)Mr2kxl321………………...………………………………………..(5-15)l312 5.5 参数的获取:
在过渡阶段,前轮的转角处于渐变阶段,为了获取合适的参数,我们采用作图法来获取特殊点参数,以求得最大的驱动力矩。由于实际加工与装配过程中会有较大的误差,因此,这些理论计算的出的数据只能作为一个参考,实际绕绳轮的大小可能还需经过一定的调整。如下图(5-4)所示:
通过作一系列的辅助线,量取相应的尺寸即可。凸轮转动中心到对应位臵滚子的转动中心的距离即连心线长为h0,到滚子与凸轮接触处切线的法线的距离为d,连心线与法线的夹角为3。
图5-3 测得阶段四与阶段二的参数如下表:
表5-1 阶段四数据
h d 13.01 10.06
3
2 1 2
8.60 39.64
19.84 14.70
1.48 2.46
11.90 6.35
24.30 14.98
1.47 4.65
表5-2 阶段二数据
h d 13.41 9.93
3
2 1 2
42.95 43.98
18.12 13.05
1.69 2.72
2.98 2.76
15.74 26.17
4.85 7.82 5.6
质量相关参数的确定:
通过三维造型,设计好零件并组装成装配图之后,定义了各个零件的质量属性,通过proe分析测量,获得了小车的质量,重心(如图(5-5)线圈内的坐标系)等数据,记录如下:
图5-4 体积 = 5.7502203e+05 毫米^3 曲面面积 = 3.0700972e+05 毫米^2平均密度 = 4.0046427e-09 公吨 / 毫米^3 质量 = 2.3027578e-03 公吨
根据 PRT_CSYS_DEF 坐标边框确定重心: X
Y
Z 4.9962801e+01 1.5108786e+02 7.8382376e+01 毫米
5.7 参数的确定
根据以上参数,可以计算出,在加上铁块后,各个轮子所受正压力:设,前轮为C,后轮左轮为A,右轮为B。如图(5-6)所示:
图5-5 参照坐标系在m处,测得小车重心坐标系在n处。对小车整体受力分析有:
FAFBFCG……………………………………………………..(5-16)GyGFCyc………………………………………………………..(5-17)GxGFBxB………………………………………………………(5-18)xB150,yC200,xG79,yG50,G22.57N
代入数值,求得:
FC5.64N
FB11.87N
FA5.06N
代入式
:Mr20.0003 Nm(R=0.089mm)……………………(5-19)38.66,第四过渡阶段14.08mm,第二过渡阶段23.74mm,k=24.32 N/m 左轮的滚动摩阻:Mr11(FAFBFC),代入数值:得Mr18.13Nmm 第四阶段:Me558.20Nmm
55.75Nmm 第二阶段:x4.08
Fn0.14N0
0.165N
Me5=72.06Nmm 68.56Nmm 因此,加在绕绳轮上的最大阻力矩为:MR80.19Nmm…………(5-20)5.8 绕绳轮最大半径的确定:
如图所示:绕绳轮的半径为R1 铁块重力为G=9.8N
平衡状态下绕绳轮的受力关系满足下式:
GR1MR
代入数据,解得:
R1=8.18mm
图5-6 至此,所车体有构件尺寸均已确定。
第6章
微调机构简介
由于存在加工误差和转配误差,并且,小车转向存在过渡阶段,因此,小车实际运动轨迹将会与理论轨迹有一定的偏差,为了是小车尽可地能实现尽量多的完整8字绕行,必要的微调机构是比不可少的。
小车转弯的曲率半径由车体尺寸以及前轮转角决定,但是,车子一旦加工完成,车体尺寸无法改动,因此,可以通过改变前轮转角来调整小车的形势轨迹。如图所示:
图6-1 控制前轮转向的摇杆通过螺钉固定连接,但是螺钉相对于摇杆的位臵式可调的,通过改变其相对位臵来改变摇杆的长度,从而调节前轮的转角。
第7章、误差分析及效率计算
7.1 误差分析
7.1.1 设计误差
在进行小车的设计时,添加了一些理想化设计,如在假定小车做匀速运动的情况下完成整个轨迹,据此选定和似的参数,设计出了前轮转向控制机构。实际中,小车不可能做完全的匀速运动,必定会有速度的波动,此外,由于小车在转弯时,不可能突变,过渡阶段很关键地影响着小车的运动轨迹,虽然,我们通过放大机构来提高精度,但是,任然存在一定的误差,因此,在控制机构的设计上存在误差。
7.1.2 参数误差
在第5章所进行的力分析时,采用了参数化设计,涉及到许多的参数,如铝合金与木板的滑动摩擦因素以及滚动摩阻系数等,在计算前轮的变形时,使用的尼龙许用应力也与现实存在一定的差距。因此,在绕绳轮的设计上存在一定的误差,但是这个误差可以通过更换绕绳轮来的待解决。
7.1.3 加工误差及装配误差
加工误差和装配误差的存在,必定会导致小车运动的偏差,然而
这个误差是可以调节的。在进行结构设计时,我们考虑到加工的问题,使设计出的零件尽可能地易于加工,减少成本,因而大大的减少了加工误差。然而,对装配的误差考虑较少,造成整体结构不够紧凑,装配误差比较大。因此,在后续的过程程中,应当对整体结构做相应的调整优化。
7.2 效率的计算
小车主体由动力机构、传动机构和转向控制机构串联而成。令各机构的机械效率为
1、2、3,则小车整体的机械效率为:
总123
7.2.1动力机构的机械效率
如图
所示,绕绳轮与后轮转轴直接固定连接,绳子与定滑轮以及绕绳轮只存在滚动摩擦(或者存在极少量的滑动摩擦,故可忽略不计),因此能量的损耗只在于滑轮与滑轮轴之间的摩擦损耗。滑轮和滑轮轴的材料都是采用5A05铝合金,其滑动摩擦因数为f=0.14,滑轮半径R1=22mm,滑轮与滑轮轴组成的转动副的摩擦圆曲率半径为0.66mm。
对滑轮受力分析如下图(7-1)所示:
图7-1 对转动中心由平衡条件可得:
TR1FrGR1………………………………………….(7-1)
FrGT……………………………………………………..(7-2)联立可求得:
T=GR1……………………………………………...(7-3)R1忽略摩擦的情况下,同理可求得:
TG……………………………………………….……(7-4)又,1T……………………………………………………….(7-5)T联立
代入数据,求得:195.9%..............................................(7-6)
7.2.2
传动机构效率的计算
查阅资料可知,8级精度的直齿圆柱齿轮在有席油润滑的情况下
的传动效率为97%。由于,传动机构为两级齿轮副传动,因此,可计算出传动机构的总机械效率为:
297%97%=94.1%............................................................(7-7)
7.2.3转向控制机构传动效率的计算
过渡阶段,前轮转向控制机构的传动效率可有式
计算可得。联立式 有:
3Me5………………………………………………………(7-8)Me5取最大传动力矩位臵的参数做计算,求得:
3=93.6%..................................................................................(7-9)综合式(7-6)、(7-7)、(7-9)可得:
总84.5%..................................................................................(7-10)
第8章、仿真分析
通过对小车进行机构连接,我们对小车做了运动仿真分析。输出了仿真动画,以及小车前轮的转速,角加速度和角位移图象,如下图所示:
图8-1
通过测量,发现前轮最大转角分别为:34.96度、38.46度。与理论设计的角度38.66存在一定的误差。在时间上,通过测量,过渡阶段主要分配在小车走弧线的阶段,过渡阶段的时间为3.5秒,走直线的时间为6.02秒,走弧线的时间为20.37秒。
小车前轮角速度和角加速度图象如图(8-2)所示,通过测量,小车前轮的最大加速度如图第一个波峰所示,为16.05度/秒。变速阶段与小车前轮角位移改变阶段相对应。
图8-2
小车前轮角加速度图象如左图(8-3)所示,显然,在个别位臵加速度较大,大体变化不大,因此,小车在转向时不会出现急转弯导致小车失衡的情形。
图8-3
第9章、综合评价及方案改进
通过对小车的设计以及运动仿真分析,我们对小车做了整体的综合评价,并提出了改进方案。
9.1 综合评价
9.1.1
不足处
1、小车主要由凸轮四杆机构,齿轮传动机构,以及绕绳轮动力机构组成,机构组成较复杂,零件装配定位难度大。
2、小车整体机构分布不够紧凑,零件分布不够均匀。
3、小车各机构采用串联方式连接,传动效率不够高。
9.1.2
优点
1、小车整体设计采用优化参数设计,控制精度高。
2、在进行机构或零件设计时充分考虑到加工与制造,因此零件相对简单,加工难度低,加工精度高,成本低。
3、小车运动过渡阶段平稳缓和,运行稳定性高。
9.2 方案改进
针对以上分析,我们提出了一下改进方案:
1、保证加工精度和一定加工成本的前提下,优化结构设计,使小车整体结构尽可能的紧凑。
2、在保证实现预定功能的前提下,优化机构设计,尽可能地提高整体机械效率,减少摩擦损耗。
3、优化机构布局,使小车重心尽可能地靠里,增强小车抵抗外界 干扰的能力。
第10章、参考文献
【1】濮良贵,纪名刚.机械设计.8版.北京 : 高等教育出版社,2006.【2】孙恒,陈作模.,葛文杰.机械原理.7版.北京:高等教育出版社,2006.【3】黄靖远,高志,陈祝林.机械设计学.3版.北京:机械工业出版社,2006.【4】周增文,汤酚则,张亮峰.机械加工工艺基础.长沙:中南大学出版社.2003.【5】徐绍军,云忠.工程制图.2版.长沙:中南大学出版社.2010.41
第11章、附录
附录
1、机构运动简图及装配图
11.1.1 机构运动简图
图11-1
11.1.2 装配图
图11-2
1、摇杆1
2、连杆
3、摇杆2
4、推杆
5、推杆座
6、弹簧
7、凸轮
8、轴承座1
9、齿轮3
10、齿轮2
11、轴承座2
12、齿轮2
13、后轮轴
14、后轮
15、齿轮1
16、轴1
17、轴2
18、车板
11.2三维装配图及爆炸图
图11-3
图11-4 44
图11-5 45
第三篇:机械设计与制造---说明书
安徽机电职业技术学院
夹具设计与制造
课程设计说明书
设计题目:设计“水泵叶轮”零件的铣床夹具
班级:机制3103
设计者:张xx 指导教师:袁老师、刘老师 评定成绩:
设计日期2012年5月14日至2012年6月15日
目录
设计任务书…………………………………………
01 课程设计说明说书正文……………………………
02 序言…………………………………………………
03 一.对设计任务(水泵叶轮零件)的分析……04
1)零件的尺寸、精度分析……………………05 2)零件的工艺分析……………………………
06
二.拟定夹具的结构方案………………………
07
1)选择定位方案及设计定位元件………………07 2)设计夹紧装置………………………………07 3)夹具与机床的对定、链接、夹紧方式………07 4)考虑夹具拆装、起吊、定位元件的更换………07 5)夹具体结构的设计……………………………07 6)其他结构的设计
…………………………… 07
三.夹具的总设计图………………………………07 四.夹具的精度校核………………………………07 五.夹具的制造及工艺规程设计……………07 六.课程设计心得体会……………………………07 七.参考文献………………………………………07
安徽机电职业技术学院
机械制造工艺学课程设计任务书
设计题目:设计“水泵叶轮”零件的铣床夹具
设计内容:1.产品零件图
2.机械加工工艺过程卡片
3.夹具设计装配图
4.课程设计说明书
班级: 设计者: 指导教师: 评定成绩:
设计日期年月日至年月日
序言
一.水泵叶轮零件的分析
1)零件尺寸、精度的分析
题目给定的零件是水泵叶轮。主要尺寸有底座是Φ80mm、总体高度是60mm,本次设计的铣床专用夹具是为了加工4x11的槽。槽的精度6.3以及0.02的对称度。
2)零件的工艺分析
设计水泵叶轮的4x11的槽加工所用的专用夹具。所以设计的专用夹具要能保证对称度、表面粗糙度的要求。由于是对称分布的4个槽所以要有分度装置。
二.拟定夹具的结构方案
1)选择定位方案及设计定位元件
为了达到工件被加工表面的技术要求,必须保证工件在加工过程中的正确位置。所以夹具应满足:一批工件在夹具中占有正确的位置;夹具在机床中要有正确位置;刀具相对夹具要有正确位置。显然工件的定位是很重要的。
由水泵叶轮零件图可以分析出,底面限制了三个自由度为主要限位面,所以要用大平面定位,由于零件是圆盘类零件,故设计大平面为定位盘。零件图中Φ12H8的孔限制了两个自由度,所以要用短圆柱销定位,并且要求短圆柱销的精度很高以保证孔的对称度和同轴度。以上限制了五个自由度了,由于是圆盘类零件,所以再设计一个定位挡销,就达到了限制了六个自由度,实现完全定位。所以设计的定位元件是:一个大平面的定位盘、一个短圆柱销、一个定位挡销。
2)设计夹紧装置
在机械加工过程中,为保证工件定位时所确定的正确加工位置,防止工件在切削力、惯性力、离心力及重力等作用下发生位移和振动,所以要设计一个夹紧装置将工件夹紧。
力源装置采用手动夹紧。夹紧元件采用压板。中间传力机构采用传力轴和杠杆。夹紧方式采用螺纹夹紧。夹紧过程为:用手动把螺纹夹紧,通过传力轴把夹紧力传给压板,最后由压板来夹紧工件使工件获得正确的位置。杠杆的作用是通过杠杆可以把夹紧力均匀地施加在工件上。
3)夹具与机床的对定、链接、夹紧方式
为了保证夹具的稳定性、确定夹具的正确位置,所以要设计一个特殊元件:定位键。定位键是安装在夹具底面的纵向槽内,使用两个,用开槽圆柱头螺钉固定。
常用的定位键的断面为矩形,因为矩形定位键已标准化了。所以我们也采用了断面为矩形的定位键,选择A型键。A型键与夹具体槽和工作台T型槽的配合尺寸均为B,其偏差克选h6或h8。为了提高精度,两个定位键间的距离选择尺寸很大,安装夹具时,让定位键靠向T型槽一侧,以避免间隙的影响。
4)考虑夹具拆装、起吊、定位元件的更换
考虑到夹具需要拆装,对一些易损件易磨件设计了一些衬套,方便拆装、更换。为了使用方便尽量设计了一些尺寸较小的零件方便起吊、安装。
5)夹具体结构的设计
夹具上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体。因此,夹具体的形状及尺寸夹具上各种装置的布置及夹具与机床的连接。在加工过程中,夹具体要承受工件重力、夹紧力、惯性力和振动力的作用,所以夹具体应具有足够的强度、刚度和抗震性,以保证工件的加工精度。
1.有足够的强度和刚度:在加工过程中,夹具体要承受工件重力、切削力和振动力的作用。所以选用铸造夹具体,且选用整体式圆盘类夹具体。
2.结构工艺性好:采用圆盘类夹具体,便于铸造,更方便机械加工,在车床上就可以加工。3.在机床上安装可靠
6)其他结构的设计
该铣床还有一些其他结构,若分度装置、对刀块、衬套、手柄、顶杆等。
分度装置:由于是设计在铣床上铣削零件4x11的槽,零件的四个槽是对称分布的,所以要设计分度装置。我们设计的是回转分度装置,固定部分为圆盘类零件,如下图。转动部分是用手柄转动,还设计了一些回转盘、衬套、转轴等。
手柄:手柄是分度装置的转动部分,根据夹具体的大小,与分度装置的配合要求,以及人手的大小和习惯来设计手柄的尺寸。最终设计的尺寸如下图:
杠杆:杠杆的作用是把压板上的夹紧力均匀地分配到工件上,使工件均匀受力,不使工件变形。杠杆的尺寸是根据与定位盘、压板、顶杆的配合来确定的。最终尺寸如下图:
压板:压板是夹紧元件,通过压板来夹紧工件的,使工件的位置确定。压板的设计如下图:
三. 夹具的总设计图
四. 夹具的精度校核
1.夹具精度分析
由零件图可知,所设计的夹具需保证的加工要求有:尺寸4x11mm、深度11mm,定位孔的尺寸Φ12H8,以及槽的对称度为0.2。还有一些粗糙度要求槽的精度为6.3。
2.确定夹具技术要求和有关尺寸以及公差配合
夹具技术要求和有关尺寸以及公差配合是根据教材和有关资料、手册规定的原则和方法确定的,本夹具的技术要求和公差配合如下。技术要求:定位元件与夹具底面的垂直度误差允许值为0.03mm。导向元件与夹具底面的垂直度误差允许值为0.05。导向元件衬套与夹具底面的平行度误差允许值为0.02。
公差配合:Φ12H7孔与短圆柱销的配合代号及精度要求:Φ12H7与Φ12g6配合。
∅162H7分度盘与夹具体的配合代号及精度要求:∅162H7/g6配合。Φ12H7的短圆柱销与定位盘的配合代号及精度要求:Φ12H7/g6配合。Φ8H7分度销与分度槽的配合代号及精度要求:Φ8H7/g6配合。
五. 夹具的制造及工艺规程设计
夹具体的工艺规程设计先用HT200铸造夹具体毛坯,然后再机械加工,见表夹具体的机械加工工艺过程卡片
六.课程设计心得体会
七.参考文献
第四篇:机械设计课程设计说明书目录
题目:皮带运输机用单级斜齿圆柱齿轮减速器设计
目录设计任务书…………………………………………………… 2 传动方案的分析与拟定……………………………………… 3 电动机的选择与计算………………………………………… 4 传动装置的运动及动力参数的选择和计算………………… 5 减速器外部传动零件的设计计算…………………………… 6 减速器内部传动零件的设计计算…………………………… 7 轴的设计计算………………………………………………… 8 联轴器的选择………………………………………………… 9 滚动轴承的选择及计算……………………………………… 10 键连接的选择及计算………………………………………… 11 润滑和密封方式的选择……………………………………… 12 箱体及附件的结构设计和选择……………………………… 13 轴及滚动轴承的校核计算…………………………………… 14 设计小结……………………………………………………… 15 参考资料………………………………………………………
第五篇:关于机械设计大赛
学生个人或参赛小组根据科研、生产和生活实践中的具体问题,应用机械设计及其相关知识,独立完成的能够实现既定功能的机械装置。
TAT大赛
目录[隐藏]
一、基本情况
二、全国ITAT教育工程简介
三、活动背景
四、比赛说明
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一、基本情况主办单位:教育部教育管理信息中心
承办单位:正保教育集团
协办单位:中国电脑教育报社
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二、全国ITAT教育工程简介2000年5月,全国信息技术应用培训教育工程(以下简称“ITAT教育工程”)正式启动。近九年来,ITAT教育工程得到了教育部有关领导的充分肯定,也得到了社会各界人士的关心与支持。ITAT教育工程的发展目标是成为我国规模最大、系统性最强、质量最高、最经济实用的信息技术培训,为我国的信息产业发展培养高素质的人才。截至目前,ITAT教育工程在全国建立了300多家培训基地,有近120万学生参加了培训,其中有近40万学生获得了ITAT教育工程认证证书。
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三、活动背景近年来,随着我国信息技术及相关产业的高速发展,实用型IT人才的需求一直在持续地增长。然而,很多学校毕业生因缺乏实际动手能力,无法胜任工作岗位的要求而面临就业窘境。参加IT技能培训,是解决这一问题的有效办法。ITAT教育工程以提高学生信息素养、培养学生动手能力、提高学
生就业竞争力作为培训的宗旨。为了检验ITAT教育工程的教学效果,考察学生的动手能力,我中心于2005年和2006年分别举办了第一届和第二届全国ITAT教育工程就业技能大赛,取得了良好的社会效果。为此,我中心决定于2007年6月—11月在全国20个城市举办“正保教育杯”第三届全国ITAT教育工程就业技能大赛。此次大赛得到了正保教育集团的大力支持。正保教育集团是一家具备网络教育资质、经教育部批准开展远程教育的专业公司,为联合国教科文组织技术与职业教育培训在中国的唯一试点项目。正保教育集团通过ITATEDU网、中华会计网校、自考365、医学教育网、考研教育网等品牌网校,年培训学员近百万,连续多年被评为“中国十大品牌教育集团”。
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四、比赛说明
1、举办城市
北京、上海、天津、哈尔滨、石家庄、呼和浩特、兰州、西安、乌鲁木齐、成都、昆明、南宁、武汉、长沙、南昌、济南、苏州、杭州、厦门、广州
2、比赛内容
Office办公自动化高级应用、Java程序设计、Photoshop平面设计、3Ds MAX三维设计、Flash动画设计、AutoCAD机械设计
预赛由专家组命题,复赛和决赛由专家组和企业共同命题。
3、奖项设置
特等奖6名(奖品为笔记本电脑)、一等奖30名、二等奖120名、三等奖1600名;大赛特设组织奖和伯乐奖。
4、活动安排
(1)组织机构
ITAT教育工程工作组特设大赛组委会,负责大赛的总体组织工作。在二十个举办城市设立赛区筹委会,负责当地的预赛与复赛的组织工作,同时协调当地的人才机构与相关企业,为学生积极开辟就业渠道。
(2)赛前培训
大赛组委会将在7月10日之前在网上公布比赛的大纲及模拟样卷。各参赛单位可以此为参考开展赛前培训工作。
(3)报名
该大赛采取网上报名,报名费10元/人,报名工作由各参赛单位组织。报名费由参赛单位自留,用于预赛的组织工作。
(4)预赛
预赛由各单位自行组织,赛区筹委会按照交叉巡考的原则,向各参赛单位派出巡考员,监督比赛的实施,巡考费由大赛组委会承担。组织预赛的单位在报名及预赛期间需张贴宣传海报、悬挂横幅,并达到大赛组委会要求的参赛人数。预赛采取网上在线考试、系统自动阅卷。预赛成绩合格的学生,可自愿申请全国ITAT教育工程认证证书,费用为80元/人。
(5)复赛
ITAT教育工程工作组依据各参赛单位的预赛成绩和预赛规模分配参加复赛的名额,每个城市将有500人进入复赛,全国共有10000人进入复赛。复赛由各城市的赛区筹委会组织安排,大赛组委会监督比赛的实施。通过复赛产生获得三等奖以上学生的名单,共计1600人。复赛有关经费由大赛组委会提供。复赛采取网上在线考试、提交考试结果并由大赛阅卷组统一阅卷。
(6)决赛
复赛成绩排在前156位的学生进入决赛。决赛在北京举行,由大赛组委会统一组织。通过决赛,产生特等奖6名、一等奖30名、二等奖120名。决赛有关经费由大赛组委会提供。