Механические передачи: передаточное отношение, момент и КПД — тест

Двигатель почти никогда не соединяют с колесом напрямую: между ними стоит передача, которая меняет частоту вращения, крутящий момент, направление и даже вид движения. Набор проверяет, понимает ли ученик, что выигрыш в моменте всегда оплачивается проигрышем в скорости и долей мощности, потерянной на трение.

Какие темы охватывает набор

Виды механических передач и их сравнение: зубчатая цилиндрическая и коническая, ременная, цепная, червячная, реечная. Передаточное отношение одной ступени по числам зубьев и по диаметрам шкивов, общее передаточное отношение многоступенчатой передачи. Направление вращения ведомого колеса при внешнем зацеплении и роль паразитной шестерни. Связь мощности, крутящего момента и угловой скорости $P = M\omega$, КПД ступени и редуктора целиком, самоторможение червячной пары.

Как устроена работа

Пятнадцать заданий: выбор ответа, соответствие передачи и её характерного свойства, порядок звеньев кинематической цепи, вставка терминов и расчёты — частота вращения ведомого вала, общее передаточное отношение двухступенчатого редуктора, момент на выходе и итоговый КПД.

Разбор и подготовка

Задания повышенного уровня требуют связать числа в одну цепочку: из мощности двигателя и частоты найти момент, затем через передаточное отношение и КПД — момент на колесе робота. Именно такую оценку делают при выборе мотор-редуктора для проекта.

Кому пригодится

Учителю — как проверка перед лабораторными работами с редукторами и конструкторами. Ученику — как подготовка к проектам по робототехнике и к инженерным олимпиадам, где расчёт привода встречается постоянно.

Форматы и условия прохождения

Тестирование одинаково удобно и на компьютере, и на смартфоне. Поскольку для работы можно указать окно выполнения, ученики вправе проходить её дистанционно, из дома. Система контроля добросовестности регистрирует переходы в посторонние вкладки и приложения во время выполнения.