無碳小車計(jì)算學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1無碳小車無碳小車(xioch)計(jì)算計(jì)算第一頁(yè)，共19頁(yè)。一一. 命題命題(mng t)二二. 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求三三. 制作要求制作要求四四. 比賽要求比賽要求 計(jì)算分析計(jì)算分析六六. 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析第1頁(yè)/共19頁(yè)第二頁(yè)，共19頁(yè)。主主 題：無碳小車（三輪）題：無碳小車（三輪）考核內(nèi)容：設(shè)計(jì)、工藝、成本分析考核內(nèi)容：設(shè)計(jì)、工藝、成本分析(fnx)、工程管理。、工程管理。作品內(nèi)容：作品內(nèi)容：1.“無碳小車無碳小車”實(shí)物作品；實(shí)物作品； 2.加工制作及組裝過程的視頻錄像（加工制作及組裝過程的視頻錄像（10分鐘）；分鐘）； 3.帶有徽標(biāo)的載荷質(zhì)量塊（徽標(biāo)說明）；帶有徽標(biāo)的載荷質(zhì)量塊（徽標(biāo)說

2、明）； 4.作品的設(shè)計(jì)說明書（作品的設(shè)計(jì)說明書（word、.ppt 文稿）；文稿）； 5.工程管理方案、加工工藝方案、成本分析工程管理方案、加工工藝方案、成本分析(fnx)方案。等方案。等 一、命題一、命題(mng t)第2頁(yè)/共19頁(yè)第三頁(yè)，共19頁(yè)。1.驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)(q dn)力：重力勢(shì)能，力：重力勢(shì)能，1kg（Q235， 50mm*65mm ），落差高），落差高500mm； 不準(zhǔn)使用任何其它的能量形式不準(zhǔn)使用任何其它的能量形式2.車結(jié)構(gòu)：三輪，車結(jié)構(gòu)：三輪，1輪導(dǎo)向，輪導(dǎo)向，2輪驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)(q dn)；3.轉(zhuǎn)向輪：最大外徑轉(zhuǎn)向輪：最大外徑30mm；4.配載荷：不小于配載荷：不小于400g、外

3、型、外型60mm*20mm； 小車其它具體結(jié)構(gòu)和材料選用不作要求。小車其它具體結(jié)構(gòu)和材料選用不作要求。二、設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)(shj)要求要求第3頁(yè)/共19頁(yè)第四頁(yè)，共19頁(yè)。1.校內(nèi)制作：自主制作全部零件。校內(nèi)制作：自主制作全部零件。2.比賽現(xiàn)場(chǎng)制作：（進(jìn)入第二競(jìng)賽環(huán)節(jié)后）比賽現(xiàn)場(chǎng)制作：（進(jìn)入第二競(jìng)賽環(huán)節(jié)后） 小車轉(zhuǎn)向小車轉(zhuǎn)向(zhunxing)輪輪 （1）計(jì)算機(jī)三維造型；）計(jì)算機(jī)三維造型； （2）加工制作，方法可包括：）加工制作，方法可包括： 快速成型機(jī)制作、快速成型機(jī)制作、 機(jī)床加工、機(jī)床加工、 鉗工方法鉗工方法 等；等； （3）組裝調(diào)試。）組裝調(diào)試。三、制作三、制作(zhzu)要求要求第4頁(yè)

4、/共19頁(yè)第五頁(yè)，共19頁(yè)。預(yù)賽：預(yù)賽： 在指定賽道，比賽在指定賽道，比賽(bsi)繞過障礙多少和行走距離。文件原文繞過障礙多少和行走距離。文件原文四、比賽四、比賽(bsi)要求要求第5頁(yè)/共19頁(yè)第六頁(yè)，共19頁(yè)。集中參賽：（與預(yù)賽的時(shí)間集中參賽：（與預(yù)賽的時(shí)間(shjin)、地點(diǎn)關(guān)系？）、地點(diǎn)關(guān)系？）四、比賽四、比賽(bsi)要求要求第6頁(yè)/共19頁(yè)第七頁(yè)，共19頁(yè)。集中參賽：（與預(yù)賽的時(shí)間集中參賽：（與預(yù)賽的時(shí)間(shjin)、地點(diǎn)關(guān)系？）、地點(diǎn)關(guān)系？）四、比賽四、比賽(bsi)要求要求第7頁(yè)/共19頁(yè)第八頁(yè)，共19頁(yè)?？偝煽?jī)：總成績(jī)：四、比賽四、比賽(bsi)要求要求第8頁(yè)/共19頁(yè)第

5、九頁(yè)，共19頁(yè)。五、計(jì)算五、計(jì)算(j sun)分析分析力分析力分析小車質(zhì)量小車質(zhì)量P0 ，重力，重力(zhngl)P0 g=地面支反力地面支反力N0小車驅(qū)動(dòng)力矩小車驅(qū)動(dòng)力矩M=等效力偶等效力偶F0D/ 2 （小車驅(qū)動(dòng)力）（小車驅(qū)動(dòng)力）F0=2M/D M由由G獲取獲取例如：例如：M= G / 2= F0D/ 2（暫不計(jì)效率）（暫不計(jì)效率） 此時(shí)此時(shí) F0= G /DG=1kgG第9頁(yè)/共19頁(yè)第十頁(yè)，共19頁(yè)。五、計(jì)算五、計(jì)算(j sun)分析分析力約束力約束(yush)（克服運(yùn)行阻力的最小值和不打滑的最大值）（克服運(yùn)行阻力的最小值和不打滑的最大值）克服運(yùn)行阻力：克服運(yùn)行阻力：車體運(yùn)行阻力包括慣

6、性阻力和靜阻力車體運(yùn)行阻力包括慣性阻力和靜阻力慣性阻力（慣性阻力（N）=P0 a (小車啟動(dòng)加速度小車啟動(dòng)加速度)靜阻力一般包括基本阻力、彎道阻力、坡道阻力、氣流阻力等靜阻力一般包括基本阻力、彎道阻力、坡道阻力、氣流阻力等 基本阻力基本阻力(N)=P0 g w 式中：式中：g 重力加速度；重力加速度；w 運(yùn)行阻力系數(shù)，實(shí)驗(yàn)得出經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，約運(yùn)行阻力系數(shù)，實(shí)驗(yàn)得出經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，約0.01。 F0 P0 (a+ g w ) （注意，命題中沒有運(yùn)行時(shí)間要求）（注意，命題中沒有運(yùn)行時(shí)間要求）地面對(duì)小車摩擦阻力地面對(duì)小車摩擦阻力Ff ， Ff = P0 g f（摩擦系數(shù)）（摩擦系數(shù)）不打滑條件不打滑條件 F0

7、 Ff = P0 g fG=1kg第10頁(yè)/共19頁(yè)第十一頁(yè)，共19頁(yè)。五、計(jì)算五、計(jì)算(j sun)分析分析做功分析做功分析設(shè)：設(shè)：S為小車行走距離為小車行走距離(jl)，mm，為小車總效率，為小車總效率， F0 S =G 500mm 則：則： S =G 500mm / F0 前面防滑計(jì)算得出：前面防滑計(jì)算得出：F0 Ff = P0 g f可見：可見：為了增大小車行走距離為了增大小車行走距離(jl)，為了避免能量損失不打滑，為了避免能量損失不打滑，在保證能夠驅(qū)動(dòng)小車行走的前提下，在保證能夠驅(qū)動(dòng)小車行走的前提下， F0 越小越好。越小越好。 F0= G /D G=1kgG第11頁(yè)/共19頁(yè)第十

8、二頁(yè)，共19頁(yè)。五、計(jì)算五、計(jì)算(j sun)分析分析效率分析效率分析(fnx)小車總效率小車總效率 ，包括，包括機(jī)械傳動(dòng)效率；機(jī)械傳動(dòng)效率；能量轉(zhuǎn)換效率能量轉(zhuǎn)換效率 等等部分機(jī)械傳動(dòng)效率見右表部分機(jī)械傳動(dòng)效率見右表能量轉(zhuǎn)換過程中的效率損失練能量轉(zhuǎn)換過程中的效率損失練習(xí)查找資料習(xí)查找資料第12頁(yè)/共19頁(yè)第十三頁(yè)，共19頁(yè)。六、結(jié)構(gòu)六、結(jié)構(gòu)(jigu)分析分析主要考慮主要考慮(kol)：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、車體結(jié)構(gòu)；不主張遙控。：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、車體結(jié)構(gòu)；不主張遙控。 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能動(dòng)能和勢(shì)能總稱為機(jī)械能，包括：動(dòng)能和勢(shì)能總稱為機(jī)械能，包括

9、：（1）動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能，動(dòng)能的標(biāo)志是運(yùn)動(dòng)。）動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能，動(dòng)能的標(biāo)志是運(yùn)動(dòng)。（2）重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢(shì)能，重力勢(shì)能的標(biāo)志是舉高。）重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢(shì)能，重力勢(shì)能的標(biāo)志是舉高。（3）彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生了彈性形變而具有的能量叫做彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能的標(biāo)志是彈性形變。）彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生了彈性形變而具有的能量叫做彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能的標(biāo)志是彈性形變。轉(zhuǎn)化方法很多，如：直接轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化方法很多，如：直接轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能重力勢(shì)能 帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)；帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)； 間接轉(zhuǎn)化間接轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能重力勢(shì)能 其它其它(q

10、t)能量能量 帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng) 蓄能蓄能重力勢(shì)能重力勢(shì)能 各種蓄能裝置各種蓄能裝置 帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)；帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)；但是注意：為減少能量損失，轉(zhuǎn)化步驟越少越好但是注意：為減少能量損失，轉(zhuǎn)化步驟越少越好第13頁(yè)/共19頁(yè)第十四頁(yè)，共19頁(yè)。六、結(jié)構(gòu)六、結(jié)構(gòu)(jigu)分析分析主要考慮：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)主要考慮：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)(chundng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、車體結(jié)構(gòu)；機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、車體結(jié)構(gòu)；包括：包括：齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)裝置、液動(dòng)裝置、

11、電動(dòng)裝置、連桿機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)裝置、液動(dòng)裝置、電動(dòng)裝置 等等等等但是注意：為減少效率但是注意：為減少效率(xio l)損失，傳動(dòng)步驟越少越好損失，傳動(dòng)步驟越少越好第14頁(yè)/共19頁(yè)第十五頁(yè)，共19頁(yè)。六、結(jié)構(gòu)六、結(jié)構(gòu)(jigu)分析分析主要考慮：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)主要考慮：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)(chundng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、車體結(jié)構(gòu)；機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、車體結(jié)構(gòu)；非常多，而且繁雜。非常多，而且繁雜。注意：命題中是單輪導(dǎo)向，不要拘泥于資料文獻(xiàn)的各種注意：命題中是單輪導(dǎo)向，不要拘泥于資料文獻(xiàn)的各種( zhn)框框，要講究突破思維定勢(shì)、小巧靈活框框，要講究突破思維定勢(shì)、小巧靈活。能夠完成單軸擺動(dòng)即可。能夠完成單軸擺動(dòng)即可。第15頁(yè)/共19頁(yè)第十六頁(yè)，共19頁(yè)。六、結(jié)構(gòu)六、結(jié)構(gòu)(jigu)分析分析主要考慮：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)主要考慮：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)(jgu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(jgu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(jgu)、車體結(jié)構(gòu)；、車體結(jié)構(gòu)；八仙過海各顯神通八仙過海各顯神通注意：注意： 1.體積不要過大，體積不