1、稻草人 #
稻草人是农民伯伯为防止鸟类糟蹋庄稼,而立在田地里的假人,通常用木棍做成躯干,稻草填充破旧衣服帽子,使其形象丰满,以震慑鸟类。通常为了增加效果,会在稻草人的四肢躯干绑上编织物等柔软物体,这些物体会迎风飘扬,远远看上去就像稻草人动了起来。
今天我们要制作的这个模型是身体可以左右摇摆的稻草人,如果再加上一个遥控开关,农民伯伯看到乌鸦想要来偷吃田地里的粮食,远远的打开电源,稻草人就能够在乌鸦靠近的时候动起来,吓退它们。
2、互动思考:常见的鸟类中哪些是益虫哪些是害虫 #
3、稻草人积木搭建和介绍 #
带领小朋友制作稻草人模型,引导小朋友说出使用哪些积木颗粒,模拟了稻草人的哪些部分结构,实现了哪些功能。
4、理论知识 #
知识点1:皮带传动
皮带传动,是由主动轮1、从动轮2和张紧在两个带轮上的环形皮带所组成的;由于张紧原因,便在皮带与带轮的接触部分产生了压紧力。当主动轮运转时,依靠摩擦力作用带动皮带,而皮带带动从动轮进行运转。这样就把主动轴的动力传给从动轴。
皮带应连成环形,并以一定的拉力(称为张紧力)P0套在一对皮带轮上,使皮带和皮带轮相互压紧。皮带不工作时,皮带两边的拉力相等(均等于R)。皮带工作时,它与轮面同的摩擦力使其一边的拉力加大,另一边的拉力减小。两者之差P1-P2,即皮带传递的有效拉力。在数值上它等于沿任意一个皮带轮的接触弧上摩擦力的总和(图128)。在一定条件下,达摩擦力有一极限值,如果工作阻力超过这一极限值,皮带则将在轮面上打滑,传动也就不能顺利工作。
摩擦力的极限值决定于皮带材料、张紧程度、包角(接触角)大小、皮带速度等因素。当其他条件相同时,张紧力P0和包角α1(两轮包角中较小的一个)愈大,摩擦力的极限值也愈大。所以为了有效地利用皮带,必须适当地控制张紧力和维持不过小的包角。后一要求限制了皮带传动的最小中心距离和最大传动比。
常见的皮带传动可分为:平行传动、交叉传动和半交叉传动。
平行传动:皮带直接绕过两个传动轮,如下图所示,传动时,两个传动轮转动方向相同。
交叉传动:皮带反方向180°绕过两个传动轮,如下图所示,交叉传动时,两个传动轮转动方向相反。
半交叉传动:皮带交叉90°绕过两个传动轮,穿过两个传动轮的轴垂直,如下图所示,由于两个传动轮不在同一个平面,所以不讨论传动方向,
知识点2:皮带传递的特点
与啮合传动(齿轮、蜗轮传动)比较,皮带传动具有下列一些优点:
(1)结构简单,制造成本低,安装维护方便。
(2)皮带富于弹性,可以缓和冲击和振动,因此运转平稳,工作时噪声较低。
(3)适用于较大中心距的传动,但从另一方面看,传动外廓尺寸大,紧凑性差。
(4)皮带在皮带轮上的弹性滑动随负载的变化而变化,故传动比不准确。过载时,皮带和传动轮之间会发生打滑。因此能防止其它传动件的损坏。
(5)因为皮带传动靠摩擦力工作,所以能有效缓和载荷的冲击,运行平稳、无噪音。制造和安装精度不像啮合传动要求那样严格
皮带传递的缺点:
(1)皮带必须张紧,使轴和轴承受到较大的作用力。
(2)皮带和皮带轮会摩擦生热、起电,因之不宜用在有爆炸危险的地方。
(3)皮带传动的效率和耐久性低。三角皮带与平皮带传动相比,有传动比i较大,中心距A较小,传动外廓尺寸较紧凑,皮带的滑动和张紧力较小等优点。
(4)有弹性滑动和打滑,使效率降低和不能保持准确的传动比。
(5) 传递同样大的圆周力时,轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动力大。
(6) 皮带的寿命较短,一般只有2000~3000小时。
知识点3:传动带的类型
知识点4:齿轮传动、皮带传动和链传动的比较
知识点5:平行,相交与异面
同一平面内的两条直线只有两种关系:平行与相交;
不同平面内的两条直线有三种关系:平行、相交和异面;如下图立方体中,底面直线ad和bc平行,直线ad和dc相交,直线ad和cc1异面。
5、模拟面试 #
问题1:请写出该模型的名称和用途
稻草人,它的作用是为农民守护田地,以防鸟类偷吃田地粮食
问题2:请写出皮带传动的特点
1.远距离传递动力;
2.在传递过程中,会有时间上的延缓;
3.在突然变速或施力时,可以保护零件;
4.噪音小。
问题3:请写出曲柄机构的组成和作用
答:曲柄连杆机构是由曲柄、连杆、摇杆组成。稻草人中,黄齿轮和长条以及稻草人的身体组成曲柄连杆机构。
曲柄机构的作用是,将电机的匀速圆周运动(或者写等速回转运动)转化为稻草人的往复摆动。
问题4:除了以上两个知识点,模型中还应用了哪些理论?
减速机构:电机上的小滑轮通过皮带连接大滑轮组成减速装置,减速装置将速度减小可以获得更大的动力。