Проект по теме Рычаг

Министерство образования, науки и молодёжной политики

Краснодарского края

государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Краснодарского края «Краснодарский педагогический колледж»

ПРОЕКТ

по дисциплине Информатика и ИКТ в профессиональной деятельности

«Кулачковая передача»

специальность Коррекционная педагогика в начальном образовании

Выполнила:

студентка 1 курса группы 1 «вш»

школьного отделения

Волошина Дарья Дмитриевна

Ковезина Кира Сергеевна

Руководитель:

Меденец Н.А.

Краснодар, 2018 г.

ВВЕДЕНИЕ

Кулачковый механизм — механизм, образующий высшую кинематическую пару, имеющий подвижное звено, совершающее вращательное движение, — кулак (кулачок), с поверхностью переменной кривизны или имеющей форму эксцентрика, взаимодействующей с другим подвижным звеном — толкателем, если подвижное звено совершает прямолинейное движение, или коромыслом, если подвижное звено совершает качание. Кулак, совершающий прямолинейное движение, называется копиром.

Кулачковые механизмы предназначены для преобразования вращатель­ного движения ведущего звена (кулачка) в заведомо заданный закон воз­вратно-поступательного движения ведомого звена (толкателя). Широко применяются кулачковые механизмы в швейных машинах, двигателях внутреннего сгорания, автоматах и позволяют получить заведомо заданный закон движения толкателя, а также обеспечить временные остановы ведомого звена при непрерывном движении ведущего. Поэтому они имеют большую значимость в различных сферах производства.

В данной работе показывается какого большое значение кулачковой передачи в Lego наборах, что можно сделать из них и в чем заключаются различия между их видами. Задача этого проекта заключается в показе всей важности кулачковых передач в Lego наборах, их пользе и помощи в развитии детей в разных возрастах.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Общие сведения о кулачковой передаче

Кулачковые механизмы подразделяют на 4 группы:

1. По типу толкателя:

• с плоским толкателем,

• с тарельчатым,

• с роликовым,

• с игольчатым,

• с остроконечным.

2. По характеру движения толкателя:

• возвратно-поступательное,

• качающееся.

3. По характеру движения кулачка:

• возвратно-поступательное,

• качающееся,

• вращающееся.

4. Кулачковые механизмы с роликовым толкателем бывают:

• дезаксиальные (ось кулачка не под толкателем),

• центральные (ось кулачка под толкателем).

Основные характеристики кулачкового механизма — это максимальное перемещение толкателя (угол качания коромысла), максимальная скорость или ускорение исполнительного механизма и закон движения исполнительного механизма.

Закон движения разных типов и размеров толкателя на одном и том же кулачке отличается, поэтому расчёт профиля кулачка ведётся под конкретный толкатель.

Главным достоинством и исключительным свойством кулачкового механизма является возможность реализации произвольного (в очень широких пределах) закона движения исполнительного механизма.

Вторым достоинством является простота конструкции, благодаря чему кулачковый механизм иногда используют как простейший преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное, например, в приводе бензонасоса карбюраторных ДВС.

Главным недостатком является дороговизна изготовления профилей. Эта задача решается применением литья, либо перемещением обрабатывающего органа по шаблону, то есть, по сути, также использованием кулачкового механизма (в станке).

Вторым недостатком является относительно малая нагрузочная способность, вследствие трения скольжения кулачка и толкателя по линии, а также из-за значительных боковых усилий на толкатель при резких перемещениях.

1. Кулачковая передача в технике

Разумеется, кулачковая передача так же повсеместно распространена в технике. Пример кулачковой передачи – в механизмах переключения коробки передач в мотоциклах и автомобилях.

Кулачковая коробка отличается от обычной в первую очередь тем что у неё муфты включения передач представляют собой не венец с множеством мелких зубцов, а несколько крупных кулачков, которые входят в зацепление с такими же на шестерне с приличным зазором по ширине (это сделано для возможности мгновенного включения любой передачи) и конечно же никаких синхронизаторов. Этот же принцип используется на большинстве мотоциклетных коробок. Преимущества очевидны — в любой момент можно включить любую передачу даже без сцепления. Недостатки тоже есть — большие ударные нагрузки на двигатель, трансмиссию, привода, гранаты которые часто приводят к поломкам даже тех деталей, о которых раньше и не думали.

У кулачковых КПП есть два типа механизма переключения: поисковый и секвентальный. При установке поискового механизма можно использовать в основном стандартные детали (пусть даже и доработанные). Секвентальный — это сложный, точный и дорогой механизм, который позволяет переключать передачи только на одну ступень за один раз — вниз или вверх. Cеквентальный механизм позволяет переключать передачи на одну ступень вверх или вниз, как на мотоцикле.

Кулачковые коробки делают многие фирмы, специализирующиеся на гоночном оборудовании. Принципиально они все одинаковые. Различаются качеством используемых материалов, небольшими конструктивными особенностями, тщательностью изготовления и ценой. Из известных и более менее качественных : Sadev, Gemini, Heuwland.

1.3 Кулачковая передача в Lego наборах

Существуют три основных варианта расположения оси вращения груза и точки приложения в Lego наборах:

• В рычагах первого рода ось вращения расположена между точкой приложения силы и грузом - такие рычаги могут использоваться и для получения выигрыша в силе и для получения выигрыша в расстоянии.

• В рычагах второго рода груз расположен между точкой приложения силы и осью вращения – такие рычаги используются, чтобы получить выигрыш в силе.

• В рычагах третьего рода точка приложения силы расположена между осью вращения и грузом - такие рычаги обычно используются, чтобы получить выигрыш в расстоянии.

Уяснение основных понятий играет немаловажную роль при сборке рычагов из Lego конструкций.

Сила- величина, с которой одно тело воздействует на другое.

Груз-объект, который мы хотели бы поднять или опустить с наименьшими усилиями.

Ось вращения-прямая, неподвижная относительно вращающегося вокруг нее твердого тела.

Рычаг- простейшее механическое устройство, представляющее собой твердое тело(перекладину), вращающееся вокруг точки опоры.

Понимание принципов так же стоит не на последнем месте. Принципиальные модели помогут ученикам на практике понять принцип работы простых механизмов, прежде чем они перейдут к конструированию основных моделей.

Принципиальные модели представлены в логической последовательности, способствующей постепенному пониманию принципов работы механизма. Из деталей набора можно одновременно построить только одну принципиальную модель. Во время построения модели своими руками все принципы наглядны и это способствует наилучшему пониманию конструирования.

Катапульты - то тоже отдельный вид рычагов. На ее примере особенно видна разница между тремя возможными расположениями оси вращения- предмет летит ближе или дальше.

Используя рычаги в Legо наборах можно построить не только катапульты, но и даже колесо обозрения, пистолет, дрель и многие другие интересные игрушки, маленькие копии настоящих предметов.

Не смотря на то что Lego наборы считаются детскими игрушками, из них можно собрать прототипы совсем не детских предметов, которые могут создавать различные предприятия. Ярким примером могут стать Lego наборы для робототехники. Из них создаются различные роботы-помощники, которые представляются на огромнейших выставках по робототехнике.

Польза рычагов в Lego наборах очень велика, ведь без них не смогли бы мы собрать многих игрушек, к которым привыкли.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор модели

Конструктор LEGO Education «Простые механизмы»

1. вариант модели

1. вариант модели

Конструктор LEGO Education Wedo 1.0

3 вариант модели

2.2 3 D модель «Отбойный молоток»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сборка рычагов из Lego наборов помогает понять основные принципы конструирования простых механизмов, а так же разобраться в их полезности.

В этой работе мы выполнили основную задачу - увидели плюсы применения рычагов в Lego наборах и рассмотрели все их виды, а так же узнали где они применяются в обычной жизни.

Актуальность же, данного проекта, заключается в том, что рычаги, подобные тем, которые можно собрать из Lego присутствуют вокруг буквально на каждом шагу, но мы их не замечаем. После представления данного проекта, надеюсь, многие поймут всю значимость тех материалов, задействованных в нем и станут более внимательными к рычагам, используемых вокруг нас.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Бухмастова Е.В., Шевалдина С.Г., Горшков Г.А. Методическое пособие «Использование Лего-технологий в образовательной деятельности» (опыт работы межшкольного методического центра г. Аши) – Челябинск: РКЦ, 2009- 59 с.;

2. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику, практикум для 5-6 кл. Бином. Лаборатория знаний, 2012.292 с.: ил. ISBN: 978-5-9963-0544-5;

3. Копосов Д.Г. Первый шаг в робототехнику, 5-6 классы. Рабочая тетрадь. Бином. Лаборатория знаний, 2012. 88 с. ISBN: 978-5-9963-0545-2;

4. Филиппов С.А. Робототехника для детей и родителей – СПб.: Наука, 2013. – 319 с.: ил. ISBN 978-5-02-038-200-8;

5. Халамов В.Н. и др. Образовательная робототехника во внеурочной деятельности: учебно-методическое пособие - Челябинск: Взгляд, 2011. – 96 с.: ил. ISBN 978-5-93946-193-1;

6. Халамов В.Н. и др. Образовательная робототехника в начальной школе: учебно-методическое пособие - Челябинск: Взгляд, 2011. – 152 с. : ил. ISBN 978-5-93946-191-7;

7. Isogawa Yoshihito. LEGO Technic. Tora no Maki. 2007 - 215 с. ил.;

8. Lego Education 2009580. Перво Робот LegoWedo. Книга для учителя - 172 с. ил.;

9. Lego Education 200989. Комплект заданий к набору «Простые механизмы». Книга для учителя - 113 с. ил.