乐高教学课程:齿轮共22页
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乐高齿轮基础教程 Revised by Chen Zhen in 2021乐高齿轮基础教程标签:分类:从根本上说,齿轮是将旋转运动从一根轴传递到另一根轴的装置。
某些形式的齿轮也可以将旋转运动转化成直线运动。
在工业应用中,有几十种不同形式的齿轮,其中的一些在乐高中被复制出来。
乐高齿轮的出现,实际上比科技系列(Technic)和专家搭建系列(Expert Builder Line)还要早,可以追溯到上个世纪60年代的奇丽齿轮套装(Samsonite gear wheels)。
下面介绍下各种不同齿轮的功能和用法。
齿数比看最简单的例子,如果一对齿轮的齿数相同,输入轴和输出轴会以同样的速度转动。
事实上,在大多数情况下,齿轮的作用是在保证优越的机械性能下改变各个轴的速度。
就像在乐高中用的简单齿轮一样,只要数出每个齿轮的齿数,用输出齿轮的齿数除以输入齿轮的齿数,我们就能计算出齿数比。
例如,输入齿轮是8个齿、输出齿轮是24个齿,那么齿数比就是24/8=3。
标准表达方法是用与1相比较的带分号表达式,写成3:1。
齿数比3:1是什么意思呢首先,这是轴的转速比,齿数少的齿轮转的更快些,在这个例子里,8齿齿轮的速度是24齿齿轮的3倍。
其次,扭矩比与齿数比是反比例关系,在这个例子里,8齿齿轮的扭矩是24齿齿轮的1/3。
当你使用齿轮提高转速时,扭矩会减小,这叫做“齿轮增速”,可以用这种方式来保护下游的组件,使其免受电机大扭矩的冲击。
当使用齿轮降低转速时,扭矩会增大,这叫做“齿轮减速”,可以使用这种方法利用小电机或曲柄来提升重物。
有时,你也会选择既不增速、也不减速,只是使用齿轮将扭矩从一点传递到另一点,在这一过程中转速和扭矩都不会发生变化。
直齿轮直齿轮用于两根平行的轴上。
在下面的动画演示中,安装在绿色轴上的灰色齿轮是驱动轮,安装在黄色轴上的红色齿轮是从动轮。
注意看,这两个齿轮的的速度比是3:2,这和它们的齿数比24:16是一样的。
幼儿园乐高齿轮传动教案一、教学目标通过乐高齿轮传动的教学,使幼儿能够: 1. 了解齿轮传动的基本原理; 2. 培养动手能力和动脑能力; 3. 培养幼儿的合作意识和观察力; 4. 提高幼儿的创造力和解决问题的能力。
二、教学准备1.乐高齿轮传动组件;2.模型图纸和构建说明书;3.幼儿园教室或活动室。
三、教学步骤第一步:导入新课教师通过展示一些物体的运动和变化,引起幼儿对齿轮运动的兴趣,并与幼儿讨论齿轮是如何传动的。
第二步:讲解齿轮传动的基本原理教师简要讲解齿轮的定义、构成以及齿轮运动的原理,引导幼儿了解齿轮之间的传动关系。
第三步:展示乐高齿轮传动组件教师展示乐高齿轮传动组件,并介绍每个组件的名称和功能。
第四步:引导幼儿构建乐高齿轮传动模型1.教师向幼儿展示一份模型图纸,并简要介绍构建的步骤和注意事项。
2.按照图纸上的要求,教师引导幼儿逐步构建乐高齿轮传动模型,解释每个步骤的目的和关键点。
3.强调合作意识,鼓励幼儿相互帮助,共同完成模型的构建。
第五步:测试和调整模型教师提供几个测试任务,让幼儿测试他们的乐高齿轮传动模型是否能够正常运转,同时引导幼儿观察、分析和解决问题。
第六步:讨论和总结教师与幼儿一起讨论他们在构建和测试过程中遇到的问题和解决方法,引导幼儿总结齿轮传动的基本原理和实际应用。
第七步:巩固与拓展教师提供几个齿轮传动的拓展任务,让幼儿进一步应用所学知识,设计和构建自己的乐高齿轮传动模型,并与同伴分享。
四、教学评价教师通过观察幼儿的参与程度、构建和测试的成功率以及讨论、分享的质量等方面,进行综合评价。
同时,教师也可收集幼儿的作品,对其创造力和解决问题的能力进行评价。
五、教学延伸根据幼儿的兴趣和能力,教师可以进一步扩展教学内容,引导幼儿探索更多关于机械传动的知识和应用,如杠杆、轮轴等。
同时,也可以与其他学科进行跨学科的探究,如与数学的关系、与物理的关系等。
以上就是关于幼儿园乐高齿轮传动教学的教案,通过乐高积木的构建和实际操作,帮助幼儿理解齿轮传动的基本原理,并培养其动手能力、观察力和解决问题的能力,同时也促进幼儿的合作意识和创造力的发展。
教案
活动名称
动力机械1齿轮日期
2012-6-9 教师
活动主题乐高乐园
班级7+
人数
6
活动目标●知道齿轮,理解齿轮作为传动装置的功能和作用。
●了解游乐场及其中的旋转椅和其他游乐设施。
●会利用齿轮来解决简单的问题,并表达自己的模型作品。
活动准备齿轮迷你组合套装9610增删材料情况
活动过程活动目标
联系✧同学们一定喜欢去游乐场玩吧!你最喜欢哪家游乐场?
✧你们去过乐高乐园吗?
✧你最喜欢什么游乐设施?
✧旋转木马为什么可以这样飞快的旋转呢?
✧我们在自己的乐高乐园里建造一座旋转飞椅吧!
了解游乐场中的旋转
椅和其他游乐设施。
引出本课主题。
建构✧搭建乐高转椅。
运用齿轮作为传动装
置。
反思●为什么手转动手柄以后飞椅也就跟着一起转动呢?
●飞椅转动的速度与手柄转动的速度哪一个更快?
●我们有什么办法人飞椅转的飞快呢?
●飞椅转的太快,乐高乐园的小伙伴就不安全了,怎么办
呢?
知道齿轮可以传动。
了解加速和减速系统。
延续●生活中还有哪些是利用齿轮来加速的?
了解齿轮在生活中的
应用。
评价。
乐高玩具齿轮组合教程一、齿轮的基本知识在开始组合之前,我们需要了解一些基本的齿轮知识。
1.齿轮是一个机械零件,可以传递转动运动和力量。
2.齿轮有两个主要的参数,分别是齿数和模数。
齿数表示齿轮上的齿的个数,模数表示齿轮的大小。
3.齿轮上的齿可以分为斜齿和直齿两种。
斜齿可以传递更大的力量,而直齿可以传递更快的速度。
二、齿轮的基本组合方式接下来,我将为大家介绍一些基本的齿轮组合方式。
1.同轴齿轮组合同轴齿轮组合是最简单的一种组合方式。
它由两个同样的齿轮组成,通过共享同一个轴传递转动运动。
这种组合方式可以改变齿轮的速度和力量。
2.平行齿轮组合平行齿轮组合是指两个齿轮的轴平行,通过啮合传递转动运动。
这种组合方式可以改变齿轮的速度和力量。
3.斜齿轮组合斜齿轮组合是指齿轮的轴不平行,通过斜齿的啮合传递转动运动。
这种组合方式可以改变齿轮的速度和力量,并且还可以改变运动方向。
三、齿轮组合示例下面我将为大家介绍几个常见的齿轮组合示例。
1.同轴齿轮组合示例将两个同样大小的齿轮套在同一个轴上,让齿轮的齿对准,然后旋转其中一个齿轮,另一个齿轮也会跟着转动。
这样,我们就实现了同轴齿轮的组合。
2.平行齿轮组合示例将两个不同大小的齿轮套在平行的轴上,让齿轮的齿对准,然后旋转其中一个齿轮,另一个齿轮也会跟着转动。
这样,我们就实现了平行齿轮的组合。
通过改变齿轮的大小,我们可以改变转动速度和力量的比例。
3.斜齿轮组合示例将两个具有斜齿的齿轮套在轴上,让齿轮的斜齿啮合在一起,然后旋转其中一个齿轮,另一个齿轮也会跟着转动。
这样,我们就实现了斜齿轮的组合。
通过改变斜齿轮的齿数和齿形,我们可以改变转动速度和力量的比例,并且还可以改变运动的方向。
四、乐高齿轮组合的应用乐高齿轮可以用于制作各种机械装置和运动模型。
下面我将介绍一些常见的应用。
1.乐高拖拉机通过使用多个齿轮组合,我们可以制作出一个可以前后运动和转向的乐高拖拉机。
2.乐高手摇风车通过使用齿轮和摇杆的组合,我们可以制作出一个可以通过手摇旋转的乐高风车。
作者:风骤起作品编号:31005C58G01599625487创作日期:2020年12月20日实用文库汇编之乐高机器人---运动篇8.1简介灵活的思维造就出了许许多多的机器人,运动使创造物获得了生命,带来无限的乐趣,同时也对自己的创造力进行了挑战。
大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。
虽然轮子在光滑的表面很有效,但是在凹凸不平的地面上运动,腿提供了更有力的方式。
底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况,因此,在实际搭建中还需对此结构加固。
8.2简单的差动装置机器人具有很多优点(尤其具有简单性),至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。
差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成,单独提供动力,另外有一个或多个轮脚(万向轮)用于支撑重量并不是没有作用(图8.1)。
注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的(它与差速齿轮没有关系,此装置上没有使用差速齿轮)。
当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时,机器人作直线运动。
如果两个轮子转动速度相同,但方向相反时,机器人会绕着连接两轮线段的中心点旋转。
根据轮子不同的转向,表8.1列出了机器人的不同运动状态。
图8.1简单差动装置表8.1 轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态左轮右轮机器人停止停止停止停止向前转动绕着左轮逆时针转动停止向后转动绕着左轮顺时针转动向前转动停止绕着右轮顺时针转动向前转动向前转动向前运动向前转动向后转动原地顺时针旋转向后转动停止绕着右轮逆时针转动向后转动向前转动原地逆时针旋转向后转动向后转动向后运动组合不同方向和速度,机器人可以做任意半径的旋转。
因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。
另外,由于它很容易实现,所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。
假如你想跟踪机器人的位置,那差动装置又是比较好的选择,仅仅需要简单的数学知识。
这种结构只有一种弊端:它不能保证机器人笔直的运动,因为两个马达的功效总有差别,一个轮子会比另外一个轮子转动的快一点,因此使得机器人略微偏左或偏右。