Развивающие игры - Б Никитин

Можно устраивать даже настоящую "защиту" проектов и моделей, когда "автор" должен доказывать "оппонентам" выгодность и целесообразность того или иного узла и конструкции в целом.

Для старших детей защита своей конструкторской идеи может стать хорошей школой не только технического мышления, но и умения отстаивать свою правоту, мужественно выдерживать критику и неудачи и возвращаться назад, чтобы начинать все сначала, но в конце концов добиться победы над трудной задачей, а иногда и над... самим собой.

Вопросы-задания

Способы соединения деталей винтами и разработка простейших узлов

1. В какую сторону вращать отвертку, чтобы завинтить винт в гайку -- по часовой или против часовой стрелки?

2. В какую сторону вращать гаечный ключ, чтобы отвинтить гайку?

3. Что удобнее и быстрее завинчивать -- винт отверткой (гайку при этом удерживать неподвижно) или гайку ключом (винт при этом удерживать неподвижно отверткой)?

4. Что произойдет, если 2 гайки на винте туго поджать одну к другой? Почему одну из гаек в этом случае называют контргайкой?

5. Какими способами можно соединить 2 полосы, чтобы сделать одну длинную? Какое наименьшее число винтов и гаек требуется при различных способах соединения?

6. Чем отличается соединение полос внахлестку одним винтом от соединения 2 винтами? В каких случаях удобнее первое соединение и в каких второе и почему?

7. Как соединить 2 полосы под прямым углом (т. е. под углом 90 градусов): а) если обе полосы лежат в одной плоскости, б) если они лежат в разных плоскостях?

8. Как сделать шарнирное (т. е. подвижное) соединение 2 полос, чтобы вращение всегда было свободным (гайка не затягивалась)? Годится ли для этого контргайка?

9. Почему фермы мостов и кранов, мачты линий электропередачи и другие жесткие конструкции составлены из балок, соединенных в треугольники, а не в прямоугольники или многоугольники? Собери из полос треугольник и четырехугольник (гайки туго не затягивай) и попробуй изменить их форму. Какая особенность у треугольника по сравнению с другими фигурами?

10. Как можно соединить уголки (уголковые профили), чтобы: а) удлинить уголок (что лучше; внахлестку или в стык с надкладкой?); б) три уголка, сходясь в одной точке, образовали вершину мачты или фермы (призмы или пирамиды), в) четыре уголка, сходясь в одной точке, образовали вершину пирамиды (мачты)?

11. Какими способами можно закрепить на валу ролик (шкив, колесо), чтобы он вращался вместе с валом: а) если вал гладкий, б) если вал имеет винтовую нарезку?

В чем достоинства и недостатки каждого способа закрепления?

12. Как расположить 2 блока и где закрепить шнур, чтобы при подъеме груза можно было выиграть в силе в 2 раза?

13. Как собрать накатный барабан для лебедки, чтобы на него легко наматывался шнур (шпагат)?

14. Как соединить рукоятку с накатным барабаном лебедки, чтобы его можно было вращать в обе стороны?

15. Какими способами можно затормозить накатный барабан лебедки (т. е. катушку, на которую наматывается нитка или шнур), чтобы он не раскручивался под действием подвешенного груза и рукоятку лебедки можно было бы отпускать? Придумайте 2 -- 3 варианта тормозов.

16. Как передать вращение от одного вала на параллельно идущий второй вал, если надо сохранить направление вращения: а) с помощью ременной передачи; б) зубчатой передачи. Какое минимальное число шестеренок для этого необходимо?

17. Каким образом можно уменьшить или увеличить число оборотов вала в механизме? Разработайте варианты: а) с блоками, б) с шестеренками.

18. Как передать вращение от одного вала на параллельный вал, чтобы валы вращались в противоположные стороны: а) при наличии шкивов и ремней, б) при наличии шестеренок?

19. Как изменить направление вращения вала электромотора?

20. Каким образом можно уменьшить или увеличить число оборотов вала в механизме? Предложите минимум 2 варианта.

21. Что надо сделать, чтобы маленький мотор мог поднимать большой груз (или двигать большую модель)?

22. Разработайте два варианта ручных лебедок для подъемных кранов: а) если нет зубчатых шестеренок, б) если есть пара зубчатых шестерен с различным числом зубьев.

Лебедки должны иметь тормозное устройство для накатного барабана и рукоятку для наматывания нитки или шнура.

23. Разработайте 2 -- 3 варианта рулевого управления для моделей автомобиля или электрокара: а) если нет конических шестеренок, б) если есть пара конических шестеренок.

Руль может иметь форму диска (баранки) или простой рукоятки. Определите достоинства и недостатки каждого из вариантов.

24. Разработайте не менее 3 вариантов передачи движения от вала микроэлектродвигателя на колеса модели электровоза, самоходной тележки, электрокара, автомобиля. Используйте фрикционную, ременную и зубчатую передачи и определите достоинства каждой из них.

Техническое задание 1 -- "Стул"

Сконструировать и собрать из деталей "Конструктора-механика" стул для куклы.

1. Сиденье стула должно быть размером не менее 50Х50 мм.

2. Высота ножек и спинки стула должна быть пропорциональна размеру сиденья.

3. Стул должен быть устойчив и не опрокидываться при отклонении в сторону на угол до 20 градусов.

4. При ослаблении гаек ножки стула не должны подгибаться (складываться).

5. Стул должен быть удобен для сидения и прост по конструкции.

6. На стул нужно израсходовать как можно меньше деталей.

Техническое задание 2 -- "Тележка"

Разработать конструкцию и собрать тележку-платформу на 4 колесах.

1. Тележка должна перевозить игрушки по полу комнаты.

2. Колеса тележки должны вращаться легко, чтобы тележка сама скатывалась с наклонной доски (уклон 1:20) или от одного толчка переезжала комнату от стены до стены.

3. У тележки должен быть крюк для привязывания веревочки или цепляния к заводному автомобилю.

4. Тележка должна быть прочной, чтобы выдерживать груз весом в 1 кг и проезжать с ним без ремонта 50 м по полу.

5. На изготовление тележки должно расходоваться как можно меньше деталей.

Техническое задание 3 -- "Качели"

Сконструировать и собрать качели для кукол (куклы ростом не более 20 см).

1. Качели должны быть устойчивы и не опрокидываться при сильном раскачивании -- допуск отклонения в обе стороны до 60 градусов.

2. Сиденье для кукол должно быть устроено так, чтобы кукла при раскачивании не выпадала.

3. Трение в подвижных соединениях должно быть возможно меньшим: качели должны делать не менее 6 качаний до полной остановки, если прекратить их раскачивание.

4. Желательно иметь устройство для раскачивания (в виде кнопки, рычага, рукоятки и т. п.), чтобы не толкать качели рукой.

5. При ослаблении гаек опоры качели не должны падать.

6. Качели должны быть просты по устройству и удобны в обращении.

Техническое задание 4 -- "Весы параллельные"

Сконструировать и собрать модель параллельных весов для взвешивания грузов с помощью гирь.

1. Весы должны быть такого размера, чтобы на них можно было взвешивать грузы весом до 1 кг.

2. Чашки весов должны сохранять горизонтальное положение при качании весов.

3. Чашки весов должны опускаться или подниматься при изменении веса на 20 г (чувствительность весов).

4. Весы должны иметь указатель равновесия чашек.

5. Желательно, чтобы чашки позволяли взвешивать не только твердые, но и сыпучие грузы.

6. Весы должны быть просты по устройству и удобны в работе.

7. На весах должно быть устройство для регулировки равновесия чашек (когда весы без груза).

8. Отклонение указателя равновесия чашек от нулевого положения должно быть тем больше, чем больше разница в весе грузов на чашках.

9. Весы должны быть прочны и надежны в работе.

10. Для изготовления весов можно применять не только детали "Конструктора-механика", но и простейшие материалы -- жесть, фанеру, проволоку, крышки от консервных банок и т. п.

Техническое задание 5 -- "Ветродвигатель"

Разработать конструкцию и собрать действующую модель ветродвигателя (чтобы он работал от ветра во дворе, от вентилятора в комнате).

1. Мачта ветродвигателя должна быть высотою не менее 500 мм.

2. Ветровое колесо или лопасти ветродвигателя должны быть такого размера, чтобы двигатель начинал работать при скорости ветра 1,5 м/с (скорость человека, идущего шагом).

3. Мачта должна иметь жесткую конструкцию -- не требовать растяжек из ниток, проволоки, шпагата и т. п.

4. Ветродвигатель должен иметь устройство, автоматически поворачивающее его против ветра, т. е. устанавливающее лопасти или ветровое колесо в наивыгоднейшее положение по отношению к направлению ветра.

5. Ветродвигатель должен быть устойчив (не опрокидываться при ветре до 5 м/с и иметь устройство для крепления каждой из точек опоры к фундаменту, например к деревянному основанию).

6. Желательно, чтобы движение (вращение) от вала ветродвигателя передавалось вниз к основанию мачты (ременная передача, вал, шестерни и т. п.) или на микродинамомашину.