Образовательная робототехника на базе Apitor SuperBot. Книга педагога

Борисов Алексей Борисович

3. Обучающий комплект на базе конструктора

Apitor

SuperBot

Рекомендации: по завершении определённого цикла заданий проводите занятие-зачёт по сборке конструкций соответствующей тематики.

3.1. Механика. Шестерёнки. Направление вращения

Цель:

1) познакомиться с понятиями: шестерёнка (зубчатое колесо), зацепление, передача;

2) выяснить, при каком

количестве шестерёнок в передаче можно изменить направление вращения.

Общие сведения.

Название детали: зубчатое колесо.

а. Ведущее и ведомое колесо [3].

Если мы приставим к колесу другое колесо и начнём вращать первое колесо, то вращение перейдёт на второе колесо. То колесо, которое мы вращаем сами или вращает двигатель называется ведущее, а то колесо, которое вращается при соприкосновении с ведущим колесом называют ведомым колесом. Ведомых колёс может быть несколько (рисунок 12).

Ведомое колесо Ведущее колесо

Рисунок 12 – Ведущее и ведомое колесо

В данном примере ученикам объясняется возможность передачи вращения и основные термины.

б. Зачем появились зубья на шестерёнках?

Колеса у нас гладкие и может случится так, что ведущее колесо будет крутиться, а ведомое будет слишком тяжело прокрутить и тогда ведущее колесо будет проскальзывать, как скользит колесо буксующей на льду машины. Чтобы колесо не проскальзывало на него нанесли зубья и назвали получившуюся деталь шестерёнка.

В данном примере ученикам объясняется почему именно зубчатые колеса – шестеренки используются для передачи вращения.

в. Вращение шестеренок

Когда ведущая шестерёнка вращается, её зуб давит на зуб ведомой шестерёнки и заставляет её вращаться (рисунок 13).

Рисунок 13 – Вращение ведущей шестеренки

В данном примере учащимся объясняется, каким образом зубья шестерёнок передают движение от одной шестерёнки к другой и в каком направлении вращаются при этом шестерёнки.

г. Виды зубьев шестеренок

Если зубья одной из шестеренок будут

слишком большими или слишком маленькими по сравнению с зубьями другой шестеренки – то не получится зубьям одной шестеренки давить на зубья другой шестеренки (рисунок 14) и невозможно будет передать вращение.

Рисунок 14 – Несовпадение зубьев у шестеренок

В данном примере ученикам объясняется, что для вращения важен размер зубьев соединяемых шестеренок и их форма и что шестеренки зубьями разных размеров не смогут вращаться.

д. Размеры шестерёнок

Шестеренки бывают маленькие и большие. При одинаковом размере зуба, чем больше шестерёнка, тем больше на ней разместится зубов (рисунок 15).

Рисунок 15 – Соотношение размера шестеренки и количества зубов

В данном примере ученикам объясняется, что в зависимости от размеров шестерёнок на них будет разное количество одинаковых по размеру зубьев.

Вращение: направление и скорость

а. Вращение трёх шестерёнок (в ряд)

Если добавляем третью шестерёнку, то она будет вращаться в обратную сторону со второй и в туже сторону, как и ведущая шестерёнка (рисунок 16). Как будет вращаться четвертая шестерёнка? Как будет вращаться пятая шестерёнка?

Рисунок 16 – Стороны вращения шестеренок

В данном примере ученикам объясняется вращение более двух шестерёнок. Сначала объясняется, в каком направлении и почему вращаться каждая из шестерёнок. Затем учитель задаёт вопрос о направлении вращения добавленных четвертой, пятой шестерёнок в ряд.

б. Вращение ведущей и ведомых шестерёнок

К ведущей шестерёнке добавляется две или более ведомые шестерёнки таким образом, чтобы ведомые шестерёнки не соприкасались друг с другом. При этом все ведомые шестерёнки, подсоединённые к ведущей, будут вращаться в одну сторону (рисунок 17).

Конец ознакомительного фрагмента.