Паук с редуктором: зубчатая передача из WeDo 2.0

Электрика собрана на станции и никуда с неё не уходит. Значит, вращение нужно доставить — по валу.

Начинается он у мотора. На валу мотора сидит шестерня на восемь зубьев, под ней вторая такая же, на нижней оси. Скорости эта пара не меняет: восемь зубьев против восьми. Она переносит привод на ряд ниже, к самому основанию станции, откуда вал и выходит наружу.

Дальше вал наращивают: сначала ось покороче, потом гладкий соединитель, за ним ось-десятка — самая длинная в коробке. Выходит жёсткая палка от станции до паука. Гнуться ей нечем.

А станция стоит на квадратном поворотном круге 4×4 — с него начинается вся сборка, это шаг 1. Круг проворачивается: станция оборачивается на месте, паук на конце вала обходит её по окружности. Дальше от станции паук не уйдёт: вал держит.

Тем же приёмом живёт трактор. Мощностью он делится с прицепной машиной — косилкой или разбрасывателем удобрений — через вал отбора мощности: сзади из трактора торчит хвостовик, на него надевают карданный вал косилки. Обороты у хвостовика стандартные, 540 или 1000 в минуту, и косилка рассчитана ровно на них. Двигатель остаётся на тракторе, работа идёт позади него.

Мотор крутится быстро и слабо. Лапам нужно наоборот. Между ними стоит редуктор — три шестерни в один ряд, зажатые между двумя лаймовыми кирпичиками Technic 1×8.

В середине, на пришедшем от станции валу, сидит шестерня на двенадцать зубьев. Слева и справа от неё — две по двадцать, каждая на своей оси. Малая цепляет обе сразу.

Дальше арифметика. За свой оборот двенадцатизубая прогоняет двенадцать зубьев, а большой, чтобы обернуться, нужно двадцать: пять оборотов вала дают три оборота лап. Ровно во столько же раз растёт усилие — передаточное отношение считают по числам зубьев, здесь оно 20 к 12.

То же самое вы делаете на велосипеде, когда на подъёме переключаетесь на большую заднюю звезду: педали идут часто, колесо медленно, зато в гору получается ехать.

Сцепленные шестерни всегда крутятся в разные стороны: малая туда — большая обратно. Обе большие сцеплены с одной и той же малой, поэтому между собой они идут в одну сторону. Оси больших разнесены на четыре отверстия, малая сидит ровно посередине.

Редуктор отдаёт ровное вращение, а лапе нужен взмах.

На конце вала сидит прозрачно-голубой шкив, ось входит ему точно в середину. Зелёную балку-лапу пришпиливают к шкиву бежевым осевым штифтом — не в центр, а в отверстие у самого края (шаг 28). Край при вращении описывает круг и тащит за собой нижний конец лапы.

По кругу лапа не идёт. Верхом она поймана на корпус короткой красной осью через угловой соединитель, это следующий шаг. Нижняя точка ездит по окружности, верхняя держится за тело. Балке остаётся качаться.

Ось каждой большой шестерни выходит из корпуса с обеих сторон, и на каждом её конце сидит по шкиву. Четыре шкива, четыре машущие лапы — и один мотор на всех.

Штифт у края колеса инженеры зовут пальцем, а весь узел — кривошипом. Паровоз пользуется им в обратную сторону: пар гоняет поршень туда-сюда, а кривошипно-шатунный механизм превращает этот ход во вращение движущих колёс. Механизм работает в обе стороны. В модели его видно насквозь: шкивы прозрачные.

Собирают в два захода. Шаги с 1-го по 13-й — станция: поворотный круг, лаймовая подставка, мотор с парой восьмизубых шестерён, башня со смарт-хабом наверху. С 14-го идёт сам паук, а на 38-м, последнем, вал станции стыкуют с валом паука.

Сложность пятая из пяти, и держится она на зацеплениях. Пока стенки редуктора не сомкнуты, прокрутите шестерни пальцем: три колеса должны идти без заеданий. Соединитель на валу дожмите до конца — на длинном валу любая слабина отзовётся на другом конце.

Белых зубчатых реек в пауке четыре, и ни одна ни с чем не сцеплена: они висят снаружи на кронштейнах и работают щетиной. Глаза ставят на самый нос: две круглые плитки со зрачками.

Инструкция целиком лежит в PDF, каждый шаг — на отдельной странице.

Из электроники в модели смарт-хаб и мотор. Датчиков нет — ни наклона, ни движения, — и спрашивать программе не у кого. Она выходит короткой: включить мотор, задать мощность и направление. Собирают её в бесплатном приложении WeDo 2.0 на телефоне или планшете.

Мощность задают числом от 0 до 10, и подбирать её лучше на месте: между мотором и лапами стоят пять шестерён и вал из трёх кусков.

Направление стоит поменять хотя бы раз. Шестерни пойдут в обратную сторону, штифт побежит по своему кругу задом наперёд — а взмах у лапы останется прежним: качанию всё равно, в какую сторону обходят круг.

В каталоге схем есть и другие пауки — «Паук с датчиком», «Паук на колёсах», «Паук с подъёмным краном». Название общее, механизм у каждого свой.