Кірунак 03
Кінематыка
Як рухаюцца механізмы: зубчастыя колы, звёны і кулачкі
Кінематыка апісвае рух: становішчы, траекторыі і скорасці. Яна паказвае, як адзін рух можна ператварыць у іншы.
Каму падыдзе
Вучням, якія любяць зубчастыя колы, ровары, рухомыя цацкі і хочуць зразумець, як адзін рух ператвараецца ў іншы.
Што вы даведаецеся
- Як зубчастыя колы мяняюць скорасць і напрамак
- Як перадатачныя адносіны мяняюць скорасць на сілу
- Як рычажныя механізмы ператвараюць вярчэнне ў зваротна-паступальны рух — туды і назад
- Як прасачыць траекторыю рухомай кропкі
Прыклады доследаў
-
Злучыце малое зубчастае кола з вялікім так, каб іх зубцы зачапіліся, і палічыце, колькі абаротаў робіць кожнае.
-
Збярыце крывашыпна-паўзунны механізм і назірайце, як рухаецца поршань.
-
Змяніце даўжыню звяна і паглядзіце, як змяняецца яго траекторыя.
Што можна сабраць
-
Рэдуктар для павольнай і моцнай лябёдкі
-
Поршань з прывадам ад крывашыпа
-
Механізм шклоачышчальніка
Гэтыя прыклады паказваюць, якой бывае праца ў гэтым кірунку. Апублікаваныя ўрокі могуць адрознівацца.
Паспрабуйце невялікую мадэль
Гэтыя невялікія мадэлі працуюць проста ў вашым браўзеры і пасля загрузкі старонкі працягваюць працаваць афлайн (без інтэрнэту). Гэта спрошчаныя навучальныя мадэлі, а не праграма сімуляцыі MEKALUMI.
Падказка: пацягніце левае кола, каб павярнуць яго ўручную.
Зубчастая перадача
Змяняйце колькасць зубцоў на кожным коле. Сачыце, як мяняюцца скорасць і момант сілы.
- Перадатачныя адносіны
- 1 : 2
- Скорасць на выхадзе
- 15 rpm · 2× павольней
- Момант сілы
- × 2
- Напрамак
- Супрацьлеглы напрамку рухавіка
Калі малое зубчастае кола круціць вялікае, вялікае круціцца павольней, але з большай сілай. Гэтую ідэю выкарыстоўваюць у лябёдках, роварах і гадзінніках.
Мадэль: ідэальныя зубчастыя колы без трэння і праслізгвання. Частата вярчэння рухавіка: 30 rpm.
Што спрашчае сімуляцыя
- Кінематыка вывучае рух, часта не пытаючыся, якія сілы яго выклікаюць.
- Лічыцца, што дэталі ідэальна падагнаныя адна да адной, без зазораў і люфту.
Кожная сімуляцыя спрашчае рэчаіснасць. Разумець, як менавіта яна гэта робіць, — частка вывучэння інжынерыі.
Сувязь са школьнымі прадметамі
Матэматыка (геаметрыя і адносіны), фізіка, дызайн і тэхналогіі
Сувязі з іншымі кірункамі
Кінематыка абапіраецца на механіку і неабходная для робататэхнікі.
Карысна ведаць
На ровары ланцуг і зорачкі рознага памеру мяняюць скорасць на сілу, калі вы едзеце пад гару.