Transcript 四輪驅動
創意教學S。T 科學營 太陽能動力車 草屯國中 彭鵬老師 活動內容時間 • 報到 8：45～9：00 • 能源危機與全球暖化9：00～09：40 • 太陽能車介紹09:40 ～10:30 • 太陽能車組裝10:30 ～11:40 • 太陽能車競賽11:45 ～12:00 •賽後收拾、頒獎12:00~12:40 • 填問卷12:40~~ • 下課13:00 溫室效應的主因 能源的使用 --化石燃料—電(最乾淨) 發電(火力發電：煤、天然氣、 右油 交通工具的使用(車子) 最小的太陽能車 太陽能原理、利用 優點： 缺點： 乾淨 效率低 各處皆有 看天吃飯 生生不息 儲存問題 想想看 • 何謂四輪驅動車？ – 四輪驅動（全輪驅動）指汽車的動力系統可以 將引擎的動力同時傳遞到所有四個車輪的設計 。四輪驅動的優勢在於汽車的動力分配平均， 在崎嶇路面或地形上，四輪驅動車有更好的操 控性。因此，四輪驅動車更適宜於越野行駛的 要求。在雨雪或冰路面上，四輪驅動車也更易 於掌握。 動手做科學 太陽能動力車 實務篇 想想看 • 前輪驅動和後輪驅動的差別？ – 傳統上大部分汽車的引擎只驅動一對車輪，另 一對車輪不產生驅動力，稱為兩輪驅動。 零件實例 運動方向： 前輪驅動車 • 優點 – 前輪驅動系統可以降低轎車的成本。 – 車重較輕可以提高加速性，燃油經濟性。 – 增加驅動輪的附著力，這對於在濕滑路面上行 駛的汽車將會有很大的幫助。 – 可以擁有大的室內空間。 • 缺點 – 使得汽車的操縱性變差。 – 前輪所承受的負荷加重。 太陽能馬達盒 • 西門子單晶晶片， 1V/150mA，內部齒 輪倍數16.875，體積 小且效能高。使用60 瓦以上的燈泡，約 25cm的距離照射晶 片，即可啟動馬達， 能載動約1kg的重量。 什麼是齒輪？ • 輪軸的輪外緣有整齊的齒列的稱為齒輪。 • 大小不同的齒輪，可以利用齒溝彼此扣住 互相帶動。 • 本課程中提供的是正齒輪(Spur gear)及鏈 條齒輪(chain gear) 什麼是齒輪？ • 輪軸的輪外緣有整齊的齒列的稱為齒輪。 • 大小不同的齒輪，可以利用齒溝彼此扣住 互相帶動(功能：傳動、改變方向、速度)。 • 本活動中提供的是正齒輪(Spur gear)及鏈 條齒輪(chain gear) 齒數的計算 • 齒輪單獨使用幾乎沒有實 際的用處（特殊情況除 外）。一般使用時至少需 要兩個以上的齒輪。 • 左邊是20齒齒輪，右邊是 60齒齒輪。齒輪的最重要 屬性就是它的齒數(teeth)， 例如60齒的齒輪可以表示 為60t，20齒的齒輪可以表 示為20t。 齒輪的特性 • • • • 齒輪的基本屬性就是將運動從一個齒輪傳到其 它齒輪上。 不需要用很大的力去轉動它們，因為齒輪間配 合相當契合，摩擦力很小。 兩個齒輪的轉動方向相反，一個順時針，一個 逆時針。 兩個齒輪的旋轉速度不同。 齒輪的傳動比 • 當轉動大齒輪(60齒)1圈，小齒輪(20齒)就 轉動了三圈！我們用兩個齒輪齒數之比來 表示兩者的關係：20比60。經過簡化，得 到1:3，我們稱為傳動比。 何謂傳動比？ 條件：兩個齒輪，主動齒和從動齒。則 傳動比＝主的轉速 / 從的轉速 or 傳動比＝從動的齒數 / 主動的齒數 速度越快，扭矩就越小 • 在力學中有得必有失，獲得了速度，同時就減少 了扭矩。 • 力量上的損失會轉化為速度—速度越快，扭矩就 越小。 • 所以如果獲得了三倍的速度，你的扭矩會減小到 原來的1/3。 • 扭矩和速度的轉換是對稱的，你可以將扭矩轉換 成速度，反之亦然。 • 扭矩做什麼用？ – 扭力的功能就是展現在起步加速的時候。 • 如果還想得到更高的傳動比（加速或減速 ） ，可運用不同齒數的齒輪組成之齒輪組 （多級變速系統），我們稱它為齒輪傳動 鏈。 齒輪組的運用 試算算這組齒輪組的傳動比？ 思考題 • 請你想想如何製作一個齒輪組，最後的傳 動比是1：81，需要大(60齒)、小ㄉ(20齒) 齒輪各幾個？ 大、小齒輪各4個 鏈條齒輪的應用 • 鏈條齒輪是齒輪的一種，它不像正齒輪需 要兩兩互相咬合，通常是靠鏈條或皮帶來 使鏈條齒輪運作，生活中常見的應用如坦 克車、腳踏車……等。 齒輪固定器 最簡單的四輪車 最簡單的三輪車 正齒輪帶動的三輪車 鏈條齒輪帶動的四輪車 各種可能的車體結構 設定目標 • 在陽光充足((正中午))的時候，誰的太陽能 模型車能夠最快跑完所規定之距離。 • 競賽長度為一個『籃球場寬度=15公尺』。 跑道有高低起伏自選良好位置。 • 重量限制：124公克(最少) • 競賽採分組：20人一組共2組。每組取前3 名，再競賽一次決定名次。 • • • • 成績差異重點： 減少磨擦力 減少重量。 輪胎的選擇。 車輛大小及重量。 太陽能車身的形狀。 太陽能晶片的位置及角度(讓太陽能板吸收 到最多的光能)。 • 研究不同齒輪大小比例和馬達的位置是否 會影響太陽能車的速度和距離。 • 馬達位置-採用前輪驅動或後輪驅動。 認識零件 齒輪固定器的使用方法 板手的使用方法 寬、薄 窄、厚 簡報結束 • Now! • Just do it!