無碳小車計算學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1無碳小車無碳小車(xioch)計算計算第一頁，共19頁。一一. 命題命題(mng t)二二. 設(shè)計要求設(shè)計要求三三. 制作要求制作要求四四. 比賽要求比賽要求 計算分析計算分析六六. 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析第1頁/共19頁第二頁，共19頁。主主 題：無碳小車（三輪）題：無碳小車（三輪）考核內(nèi)容：設(shè)計、工藝、成本分析考核內(nèi)容：設(shè)計、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”實物作品；實物作品； 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)計說明書（作品的設(shè)計說明書（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/共19頁第三頁，共19頁。1.驅(qū)動驅(qū)動(q dn)力：重力勢能，力：重力勢能，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)動輪驅(qū)動(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)計二、設(shè)計(shj)要求要求第3頁/共19頁第四頁，共19頁。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)場制作：（進(jìn)入第二競賽環(huán)節(jié)后）比賽現(xiàn)場制作：（進(jìn)入第二競賽環(huán)節(jié)后） 小車轉(zhuǎn)向小車轉(zhuǎn)向(zhunxing)輪輪 （1）計算機(jī)三維造型；）計算機(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

4、/共19頁第五頁，共19頁。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/共19頁第六頁，共19頁。集中參賽：（與預(yù)賽的時間集中參賽：（與預(yù)賽的時間(shjin)、地點關(guān)系？）、地點關(guān)系？）四、比賽四、比賽(bsi)要求要求第6頁/共19頁第七頁，共19頁。集中參賽：（與預(yù)賽的時間集中參賽：（與預(yù)賽的時間(shjin)、地點關(guān)系？）、地點關(guān)系？）四、比賽四、比賽(bsi)要求要求第7頁/共19頁第八頁，共19頁。總成績：總成績：四、比賽四、比賽(bsi)要求要求第8頁/共19頁第

5、九頁，共19頁。五、計算五、計算(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)動力矩小車驅(qū)動力矩M=等效力偶等效力偶F0D/ 2 （小車驅(qū)動力）（小車驅(qū)動力）F0=2M/D M由由G獲取獲取例如：例如：M= G / 2= F0D/ 2（暫不計效率）（暫不計效率） 此時此時 F0= G /DG=1kgG第9頁/共19頁第十頁，共19頁。五、計算五、計算(j sun)分析分析力約束力約束(yush)（克服運行阻力的最小值和不打滑的最大值）（克服運行阻力的最小值和不打滑的最大值）克服運行阻力：克服運行阻力：車體運行阻力包括慣

6、性阻力和靜阻力車體運行阻力包括慣性阻力和靜阻力慣性阻力（慣性阻力（N）=P0 a (小車啟動加速度小車啟動加速度)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 運行阻力系數(shù)，實驗得出經(jīng)驗數(shù)據(jù)，約運行阻力系數(shù)，實驗得出經(jīng)驗數(shù)據(jù)，約0.01。 F0 P0 (a+ g w ) （注意，命題中沒有運行時間要求）（注意，命題中沒有運行時間要求）地面對小車摩擦阻力地面對小車摩擦阻力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/共19頁第十一頁，共19頁。五、計算五、計算(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 前面防滑計算得出：前面防滑計算得出：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)動小車行走的前提下，在保證能夠驅(qū)動小車行走的前提下， F0 越小越好。越小越好。 F0= G /D G=1kgG第11頁/共19頁第十

8、二頁，共19頁。五、計算五、計算(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)械傳動效率；機(jī)械傳動效率；能量轉(zhuǎn)換效率能量轉(zhuǎn)換效率 等等部分機(jī)械傳動效率見右表部分機(jī)械傳動效率見右表能量轉(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/共19頁第十三頁，共19頁。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。 重力勢能轉(zhuǎn)換為動能重力勢能轉(zhuǎn)換為動能動能和勢能總稱為機(jī)械能，包括：動能和勢能總稱為機(jī)械能，包括

9、：（1）動能：物體由于運動而具有的能，叫做動能，動能的標(biāo)志是運動。）動能：物體由于運動而具有的能，叫做動能，動能的標(biāo)志是運動。（2）重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能，重力勢能的標(biāo)志是舉高。）重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能，重力勢能的標(biāo)志是舉高。（3）彈性勢能：物體由于發(fā)生了彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能，彈性勢能的標(biāo)志是彈性形變。）彈性勢能：物體由于發(fā)生了彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能，彈性勢能的標(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)化重力勢能重力勢能 帶動輪軸轉(zhuǎn)動；帶動輪軸轉(zhuǎn)動； 間接轉(zhuǎn)化間接轉(zhuǎn)化重力勢能重力勢能 其它其它(q

10、t)能量能量 帶動輪軸轉(zhuǎn)動帶動輪軸轉(zhuǎn)動 蓄能蓄能重力勢能重力勢能 各種蓄能裝置各種蓄能裝置 帶動輪軸轉(zhuǎn)動；帶動輪軸轉(zhuǎn)動；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/共19頁第十四頁，共19頁。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)、傳動主要考慮：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、傳動(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：齒輪傳動機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、帶傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)、繩傳動機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)齒輪傳動機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、帶傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu)、繩傳動機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、氣動裝置、液動裝置、

11、電動裝置、連桿機(jī)構(gòu)、氣動裝置、液動裝置、電動裝置 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，傳動步驟越少越好損失，傳動步驟越少越好第14頁/共19頁第十五頁，共19頁。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)、傳動主要考慮：能量轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)、傳動(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、小巧靈活框框，要講究突破思維定勢、小巧靈活。能夠完成單軸擺動即可。能夠完成單軸擺動即可。第15頁/共19頁第十六頁，共19頁。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)、傳動機(jī)構(gòu)、傳動機(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