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惯性小车参赛作品
设
计
报
告
参赛队伍:机卓第一小组
队员:
2015.10
目录
1.1摘要.1
2概述2
2.1设计任务2
2.2设计要求2
2.3设计结果2
3设计内容3
3.1设计思路3
3.2设计过程5
工艺设计:
1
0
3.3设计特色13
4参考文献
13
1.1摘要
“惯性小车”机械综合能力训练项目要求参赛者设计制造一辆无动力
惯性直线滑行的小车,使小车在规定的坡路以白身势能释放获得动力,使小
车行驶尽可能长的距离。我们依照此要求,设计了这辆小车,运用物理学方
法分析了小车的重力势能、动能与转动惯量等,获得了这个我们认为较佳的
方案。
关键词:惯性小车、无动力、重力势能、动能、转动惯量、距离
2概述2.1设计任务
设计制作一辆三轮无动力小车,让小车在一定高度的坡道上白由滑下,
其重力势能转化为动力势能,使小车在水平跑道上运动距离最长。
2.2设计要求
1、小车的最大质量700克,制作材料不限;
2、小车的最大尺寸不得超过:长250毫米,宽150毫米,高80
毫米;
3、小车为三轮车;
2.3设计结果
综上所述,依据设计要求,综合考量了摩擦、重力势能、转动惯
量等各方面的因素之后,我们最终设计的惯性小车整体形状(图
2-3)及各项参数如下:
图2-3整车效果图
整体质量:约670克
车身尺寸:
总长250mm
总高140mm
总宽70mm
3设计内容
3.1设计思路
本次惯性小车的实验目的是使小车在具有一定初重力势能的情况下
从斜坡上无初速释放后获得在水平方向的最大直线滑行距离。为了达
到这一目的,我们采用了以下前二后一设计,如下图所示。
以下是对小车如何实现各个具体环节的方法的具体介绍。我们主要分成三
123
个方面来讲。.是减小阻力,是利用重力势能,是保证滑行方向。
1.减小阻力。
小车在下降以及行驶过程中受到的主要阻力有两个部分,一部分是来白
与空气阻力,因为小车质量相对来讲还是比较大的,所以此部分阻力我
们忽略。另一部分则是来白于滑行过程中与地面的接触。为了有效降低
摩擦,在两个前轮的设计上,我们采用了比较薄的接触面设计。而在后
轮,由于要尽量使整车重心后移,无法像前轮那样做的很薄很薄,由此
接触面积不可避免的就增大了,为此,我们采用从后轮中部挖槽的方式
来你不,从而有效减小接触面积。
2.利用重力势能。由于是在斜坡上由同一条初始起跑线释放,故初始重心
位置越高,所获得的重力势能则越大。由此,我们将整车的质量重心后
移,通过加粗后轮厚度来实现这一目的。
3.保证长距离稳定直线滑行。为了实现它,我们采用了采用这种前二后一
的设计。原因是小车下滑到斜面与地面的接触点这一位置是
小车所受冲击力最大的时刻,此时最容易发生小车侧翻或者方向跑偏,
为了防止这种现象,我们采用两个轮一起在车前通过车轴共同牵制,从
而
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