Мастер-класс «Конструирование механизма дифференциал»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Мастер-класс «Конструирование механизма дифференциал»

по дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе

«Занимательная механика»

педагог: Губич Сергей Николаевич

Дата проведения: 09 сентября – 16 сентября 2019 г.

Цель: изучить работу дифференциала, дать навык конструирования механической модели по образцу, вызвать интерес к предмету у школьников.

Актуальность: конструирование механических моделей различного уровня сложности.

Задачи:

Ожидаемый результат:

Возрастная группа: 10-11 лет

Оборудование: конструктор «Lego education», фото моделей, видео-ролик «Работа дифференциала» https://www.youtube.com/watch?v=RNUranH6CaM

презентация «Дифференциал».

Место проведения: г. Красноярск, СЮТ № 1

Методика проведения занятия

Теоретическая часть

Знакомство школьников с работой дифференциала

Безопасность при езде в автомобиле очень важный фактор. В дождь и снег колёса автомобиля проскальзывают относительно дорожного полотна, и это грозит потерей управления. Чтобы избежать этого, при повороте автомобиля углы поворота передних колёс должны быть согласованными, то есть продолжения их осей должны пересекаться в точке на линии задней оси. Точка пересечения осевых линий колёс называется «мгновенным центром» поворота автомобиля, то есть точкой, вокруг которой катятся (а не проскальзывают) все четыре колеса, причем, каждое — по своей окружности.

Первый механизм «согласования» поворотов передних колёс, основанный на использовании шарнирной равнобочной трапеции, придумал французский каретный мастер Шарль Жанто. Но его изобретение не нашло применения, поскольку с тягой в несколько лошадиных сил кареты двигались не быстро и проскальзывание колёс не значительным.

Спустя три четверти века два отца автомобилестроения Готтлиб Даймлер и Карл Бенц, создавая свои автомобили, обратились к трапеции Жанто. В 1889 году Даймлер получил патент на «способ независимого управления передними колёсами с разновеликими радиусами поворота». А в 1893 году Бенц получил патент на «устройство управления экипажей с тангенциальными к колёсам окружностями управления». По сегодняшний трапеция «управляет» автомобилем.

Рассмотрим поведение колёс автомобиля при повороте. При повороте колёса на одной оси катятся по дугам окружностей разных радиусов, поэтому должны отличаться и пройденные ими пути.

В изображённой на рис.1 ситуации, у автомобиля ведущая ось — задняя, передние колёса независимы и будут свободно крутиться, каждое со своей скоростью.

А вот задние колёса — колёса ведущей оси. Их обязанность — толкать автомобиль вперёд. И в то же время разность путей, пройденных ими при повороте, означает, что вращаться эти колёса должны с разными скоростями.

Сделать так, чтобы ведущие колёса могли подстраиваться под проходимый ими путь (как и их «свободные» коллеги — передние колёса), удаётся при помощи механизма, который называется дифференциал. Дифференциал, в полном соответствии со своим названием, раздаёт вращательное движение карданного вала на полуоси ведущей оси так, что они могут вращаться с разными скоростями! http://book.etudes.ru/toc/trapezium

Рис.1 Презентация «Дифференциал"

Практическая часть

1.Анализ особенностей конструкции, определение необходимых деталей, их количество и последовательность сборки.

Рис. 2 Выбор деталей

Процесс конструирования под руководством и/или при содействии руководителя кружка.

а) б)

в) г)

д) е)

Рис.3 Этапы сборки механизма дифференциал

Рис. 4 Сборка модели автомобиля

Рефлексия: обсуждение работы. (Что получилось, а что вызвало трудности? Оцените работу механизма «дифференциал». Соответствует ли выполненная модель задумке или образцу?)

Рис.5 Модель в сборе

Рис.6 Фотография с выполненной моделью