Б Никитин - Развивающие игры

Сразу получить совершенную конструкцию трудно, иногда что-то не выходит. В этих случаях лучше откладывать решение на некоторое время, но постоянно возвращаться мыслью к нерешенной задаче.

Хорошо работать над конструкцией вдвоем или втроем. Тогда можно сделать 2 или 3 варианта одной и той же модели и испытания проводить в виде соревнований моделей по каждому пункту технических требований с ведением протокола испытаний и записью достигнутых результатов. Тогда очень наглядно можно убедиться в достоинствах отдельных узлов и частей конструкции и выбрать самые совершенные из них.

Недостатки конструкции (Рис. на с. 111)

1. Кузов без дна, шарики выпадают.

2. Тележка не поворачивается.

3. Дышло не работает на повороты.

4. Нет прицепного крюка.

5. Нет бортов у кузова.

1. Нет дышла для поворота тележки.

2. Нет прицепного крюка.

3. Угол поворота передних колес мал (большой радиус разворота).

4. Передние колеса вместе с осью смещаются в стороны.

1. Дышло не управляет передними колесами.

2. Поворот передних колес неуправляем.

3. При ослаблении гайки возможен нежелательный поворот и задних колес.

4. Нет прицепного крюка.

1. Большой кузов.

2. Дышло закреплено ненадежно (один винт).

3. Нет прицепного крюка.

Недостатки конструкции (Рис. на с. 112)

1. Передние колеса на полуосях (вращаются плохо).

2. Нет дышла для поворота тележки.

3. Нет прицепного крюка.

4. Нет переднего борта.

1. Дышло закреплено ненадежно, при ослаблении гайки перестанет работать.

2. Нет прицепного крюка,

1. Ограничено движение прицепного крюка вверх и вниз.

2. Нет контргайки на шкворне (оси поворота передних колес).

1. Ограничен поворот прицепного крюка в вертикальной плоскости.

По одному техническому заданию можно собрать громадное количество конструктивно различных моделей. Так по заданию «Поворотная тележка» детьми было создано около 200 (!) разных моделей, от очень примитивных (авторы — малыши 4 — 5 лет) до весьма совершенных, собранных старшеклассниками, увлекающимися техникой. В виде примера мы приводим снимки вариантов этой тележки для перевозки стальных шариков (см. рис. на с. 111 — 112). Проследите, как постепенно уменьшается количество недостатков и конструкция тележки становится все более совершенной. Изменяется и кузов, и крепление колес, и особенно устройство для поворота.

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.

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.

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.

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.

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.