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[공학] 창의적 공학 설계 - 자동차 만들기 보고서

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작성일17-11-27 10:11

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모터와 건전지 부분도 차체 위에 글루건을 사용해 움직이지 않게 고정시킨다. 차체의 안정성, 모터의 연결방법, 전지의 연결방법, 바퀴, 전체무게 등을 생각하면서 이에 맞는 적절한 재료를 찾아 사용해야했다. 너무 무거워 지게 되면 m이 커지게 되어 최대정지마찰력보다 큰 힘이 작용하는데 있어 어려움이 따르게 된다. 그냥 평지가 아닌 경사가 있기 때문에 올라 갈 수 있는 힘을 만드는 것이 가장 중요하다. r이 클수록 올라가긴 하겠으나 속도는 그만큼 느려지게 된다. 이는 자동차가 미끄러지는 것이 아닌 굴러가기 때문이다 지면에 접했을 때 정지마찰력과 같은 크기의 반대방향으로의 힘으로 인해 추진된다고 볼 수 있다아 사람이 걷는 것과 같은 작용반작용의 원리이다. 마땅히 실도 써보고 고무줄도 써봤으나 제대로 동작하지 않았다. 마찰력이 없게 되면 바퀴가 지면과의 접착이 잘 안되 움직이기가 쉽지 않다.

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[공학] 창의적 공학 설계 - 자동차 만들기 보고서
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[공학] 창의적 공학 설계 - 자동차 만들기 보고서

1. 서론
가. 설계의 目標(목표) (문제 定義(정의))

폐품을 이용해서 만든 자동차로 경사가 있는 면을 올라 갈 수 있게 설계를 하는 것이 이번 目標(목표)이다. 마찰을 주기 위해서 바퀴에 고무를 끼워 자동차가 동작하게 만들어야 한다.
2. 그 다음으로 바퀴의 마찰력이다. 바퀴의 마찰력에 마주향하여 마찰을 크게 할 수 있는 방법도 찾아 설계를 해야 한다. 그래서 바퀴에 적당한 마찰력을 가해줘야 한다. 평면에서는 mg정지마찰계수 보다 크면 되지만 빗면이라서 달라지게 된다.

(2) 구체설계

가. 개념(槪念)설계의 아이디어 구현을 위한 세세한 작업 명시

일단 빗면을 오름에 있어 더욱 유리한 4륜으로 설계하려면 뒷바퀴와 앞바퀴를 연결시킬 어떤 걸 찾아야 한다. 모터의 성능은 바꿀 수 없어서 모두 동일하지만 모터를 어떤 식으로 구동하는가에 대해선 다를 것이다. 그리고 자동차가 움직일 때 작용하는 마찰력은 정지마찰력이다. 그래서 결국 2륜으로 하기로 했다. 여기서 할 수 있는 방법은 2륜, 4륜 2가지가 있다아 4륜이 비탈길에서 더 큰 힘을 발휘하겠으나 4륜으로 제작하는 데에 있어서 문제점이 많다.
나. 기능적 분해 기법 사용하여 주요기능과 하위기능 나열

1. 가장 중요한 기…(To be continued ) 능을 하는 것이 모터이다. 차체는 될 수 있으면 가벼운 재료를 선택하고 바퀴를 연결하는 축을 꼽고 글루건으로 튼튼히 고정시킨다. theory 적으로는 한번 올라가기 처음 한 빗면은 다른 힘이 작용하지 않는 한 멈추지 않고 계속적으로 올라간다.

나. 문제의 제약조건 및 요구사항 파악

재료에 있어서 폐품으로 국한되어 있어 보다 용이한 재료를 찾기가 쉽지가 않았다. 바퀴의 회전력이 [mgsin + (mgcos정지마찰계수)]보다 커야한다.
3. 차체의 전체 무게도 중요하다. 이 모터가 엔진 역할을 하며 바퀴를 돌려주는 주된 역할을 한다.

나. 도면과 재료 목록 제시

차체 : 스팸 햄 뚜껑(플라스틱) 앞바퀴 : 물 뚜껑 뒷바퀴 : 음료수 뚜껑(앞바퀴보다 큼) 앞바퀴 연결 축 : 볼펜 심 앞바퀴 마찰력 : 고무
(3) 상세설계
` 차체 : 스티로폼 구동방식 : 후륜 바퀴개수 : 4개 `
` 바퀴 4개 사용 시 차량의 직진성이 떨어져 3개로 교체 `
` 차체 : 햄 뚜껑 구동방식 : 전륜 바퀴개수 : 4개 `

` 차량의 직진성을 높이기 위해 고무 이용 및 뒷바퀴가 앞바퀴보다 크도록 설계





다. 그리고 경사가 있는 면을 올라가기 위해서 무게를 최대한 가볍게 해야 했고, 모터를 구동하는 방식도 2륜, 4륜 둘 중 정해야 했다. 모터를 엔진으로 생각하고 이 힘이 바퀴에 전달되고 바퀴에서 회전시키는 토크〓Fr(바퀴의 반지름) 이고 여기서 F는 모터구동의 힘이다. 바퀴가 헛돌 가능성이 높아지게 된다.

2. 본론
(1) 개념(槪念)설계
가. 핵심요소 요점: 수학, 과학적 원리를 찾고 이를 조합

자동차가 움직이는 원리는 차바퀴와 지면과의 최대정지마찰력보다 큰 회전력이 작용하면 차는 앞으로 움직이게 된다.
4. 무게중심도 앞쪽으로 두는 것이 더욱 효율를 보게 된다.

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