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乐高第3课齿轮传动——风扇教学案.docx


文档分类:汽车/机械/制造 | 页数:约24页 举报非法文档有奖
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图3-1风扇1、要求:第3课齿轮传动一一风扇教学案、提出问题当夏天到来时,天气很热,我们经常会打开电风扇来解热,电风扇可以说是我们在夏天里的“小伙伴”,现在就让我们动手来制作一个风扇吧!、联想如图3-1和图3-2所示,想一想生活中的风扇是什么样子的?风扇都有什么特点呢?图3-2风扇2风扇制作风扇有扇叶并且可以转动利用齿轮传动加快扇叶转动稳定的放在桌面上四、构建技能牌:齿轮齿轮的作用:齿轮是依靠齿的啮合来传递动力的零件,通过齿轮的传动还可以改变输出的扭矩和角速度,或者是改变运动的方向扭矩:扭矩是齿轮转动时切向的力,我们可以理解为齿轮发生转动的力例如,当我们喝饮料时,我们要使用一定的力去把瓶盖拧开角速度:是物体转动的速度。单位是弧度每秒。例如,这节课我们将制作的风扇,它转动的角速度就非常快。齿轮的传动:乐高机器人套装中提供了很多种齿轮,这节课我们先来认识一下直齿轮。如图3-3所示,乐高直齿轮从左到右分别为40齿,24齿,16齿和8齿共4种类型。图3-3 乐咼直齿轮机器人可以通过这些齿轮的传动来改变扭矩,改变角速度或改变方向。一般来说,乐高的齿轮在搭建的时候通常要与梁来进行配合,将齿轮用轴与梁进行连接,你可能会有这样的担心,齿轮会不会与梁有接触而产生摩擦呢?不过,当你使用的时候,你会发现乐高的齿轮能够与梁配合的非常好,完全不用担心会产生摩擦或阻力的问题。下面我们来看几组齿轮传动的例子。例18齿齿轮传动40齿齿轮,如图3-4所示。图3-48齿传动40齿40齿齿轮传动8齿齿轮,如图3-5所示图3-540齿传动8齿图3-63个齿轮传动例340齿齿轮传动24齿齿轮传动8齿齿轮,如图3-6所示例424齿齿轮传动8齿齿轮传动24齿齿轮,如图3-7所示图3-73个齿轮传动齿数,扭矩和角速度的关系齿数(n)与扭矩(T)成正比T1xn2=T2Xn1齿数(n)与角速度(T)成反比n1xw仁n2Xw2我们以例1的8齿传动40齿为例,由于齿数与扭矩成正比关系,因此传动后40齿这根轴输出的扭矩是8齿的5倍;由于齿数与角速度成反比,因此传动后40齿这根轴输出的角速度是8齿的1/5。请你写出例2,例3,例4中扭矩和角速度的变化。例2中输出扭矩的变化 输出角速度的变化 。例3中输出扭矩的变化 输出角速度的变化 。例4中输出扭矩的变化 输出角速度的变化 。大家可以看到,齿轮的传动可以改变物体运动的速度,下面我们来制作一个风扇,在风扇的制作中就会应用到齿轮传动的技术。制作扇叶制作一个有3个扇叶的风扇,如图3-8所示图3-8扇叶齿轮转动为了加快扇叶的转速,我们应当用大齿轮带动小齿轮,使角速度加快。在图3-9中,我们利用手柄带动40齿大齿轮转动,然后,40齿齿轮再传动8齿齿轮,使其的转速增加5倍。风扇的齿轮传动如图3-10所示。图3-9大齿轮图3-10齿轮传动底盘制作如图3-11所示,底盘的制作利用两根方梁和两根弯梁来完成,中间留出的位置是要固定风扇的那根梁,这样利用几根梁就可以完成底盘与风扇的固定,既简单,又坚固。图3-11底盘风扇制作完成效果图,如图3-12所示图3-12手摇风扇风扇制作完成了,让我们摇动手柄,看一看风扇的转动效果吧!五、优化与改进同学们知道风扇的转速是非常快的,上面制作的风扇是用40齿齿轮传动8齿齿轮,转速增加了5倍,但是还能不能更快呢?请你利用齿轮的传动,让风扇转动的速度更快一些。齿轮传动的改进,如图3-13所示。图3-13多齿轮传动我们可以看到方梁的两面都有齿轮,传动从 40齿大齿轮依次传动给8齿齿轮,然后同轴的另一侧40齿齿轮,又传递给8齿齿轮,可以看到最终传动的速度会更快。改进后的风扇效果图:如图3-14和图3-15所示,这是最终改进后的风扇,风扇的转速很快,但是它的扭矩却很小。图3-14改进后的风扇侧面图3-15改进后的风扇背面六、 实践与讨论改进后的风扇转速增加了多少倍? 改进后的风扇扭矩减小了多少倍? 减速电机为什么会减速呢? 七、 拓展刚才我们利用齿轮传动,提高转速制作了风扇,那么齿轮传动也可以起到减速的作用,下面我们就来制作一个停车场栏杆器,如图3-16所示。要求:1、 栏杆器固定在桌面上2、 栏杆缓慢升起和落下图3-16生活中的栏杆器(1)底座的制作:如图3-.■一.•t.■「TLJW1" IIItvi ii,订图3-17底座用4根梁和3个双销连接件完成的底座。⑵栏杆的制作:如图3-18所示。图3-18栏杆在栏杆器的制作中,注意结点的连接。为了方便轴连接到这个结点,特意使用了一个中心带轴连接的绿色块与梁拼接到一起。这样就可以使用轴直接插入到结点中,从而能够带动整根梁的开启和关闭。⑶齿轮的传动:如图3-19所示。图3-19齿轮传动齿轮的传动利用8齿带动40齿。这里的技巧是齿轮要贴紧圆梁,轴的两端

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