К содержанию

Модели механизмов для урока: зубчатые передачи, редуктор и кривошип

Выездной кванториум и школьный кабинет технологии нуждаются в одном: наглядных механизмах, которые можно крутить в руках. Принтер делает их по размерам учебника.

Обновлено 28.10.2026

Школьный курс технологии и физики полон механизмов: зубчатые колёса, рычаги, блоки. Показывать их на рисунке можно, но когда ученик сам крутит ручку, считает обороты и видит, как меняется скорость, понимание приходит быстрее. Мобильные лаборатории и кружки учат именно так.

Какие модели нужны чаще всего

Зубчатая передача. Две шестерни разного размера. Ученик считает передаточное число, считая зубья и обороты.

Червячный редуктор. Червяк вращает колесо и даёт большое передаточное число в маленьком объёме. Демонстрирует самоторможение.

Кривошипно-шатунный механизм. Превращает вращение в возвратно-поступательное движение. Основа двигателя внутреннего сгорания.

Планетарный редуктор. Три-четыре сателлита вокруг солнечной шестерни. Эффектно смотрится в прозрачном корпусе.

Рычаги и блоки. Рычаг первого и второго рода, подвижный и неподвижный блок.

Кулачковый механизм. Кулачок и толкатель: рисует движение клапана.

МодельКоличество деталейВремя печатиРазмер, мм
Пара шестерён3–42–4 ч150×100×30
Червячный редуктор6–84–7 ч120×100×60
Кривошип + шатун5–73–5 ч160×80×50
Планетарный редуктор8–126–10 чØ100×40
Набор рычагов5–103–6 ч200×100×80

Параметры шестерён

Шестерня определяется модулем m (мм), числом зубьев z и углом зацепления 20°. Диаметр делительной окружности d = m·z. Для учебных моделей:

  • Модуль 2 мм, зубьев 12–40: диаметр 24–80 мм, зуб читается и печатается без проблем.
  • Ширина зуба 6–10 мм, чтобы шестерня была жёсткой.
  • Межосевое расстояние a = m·(z1 + z2)/2 плюс 0,2–0,3 мм на зазор.
  • Отверстие под ось на 0,2 мм больше диаметра прутка.
  • Фаска на зубьях 0,3–0,5 мм улучшает вхождение в зацепление.

Подробнее о расчётах, зазорах и допусках в узлах — в статье про наглядные макеты передач для кафедр.

Как сделать модель наглядной

  1. Цвет. Ведущую шестерню красят красным, ведомую — синим, чтобы дети видели направление.
  2. Метки. Нанесите точку на зуб и точку на впадину, чтобы считать обороты.
  3. Прозрачная крышка. Корпус из прозрачного PETG показывает зацепление.
  4. Подписи. Выпуклые числа зубьев и модуль рядом с шестерёнками.
  5. Ручка. Удобная рукоятка на ведущей оси.

Материалы

PLA подходит для разовой демонстрации, но на протяжении месяца вращений шестерни стираются. PETG износостойкее, нейлон — подходящий выбор для моделей, которые будут использовать каждый день. Оси делают из стального прутка или болта M3–M4: печатные оси быстро изнашиваются. Более подробно о материалах — на странице нейлона.

Модели для кружков и кванториумов

Образовательные пространства закупают наборы для работы по проектам. Хорошо работают:

Занятие на 45 минут: «Как работает редуктор»

Классический сценарий занятия с моделью редуктора. Первые 10 минут: учитель показывает зубчатую пару, ученики считают зубья (12 и 36) и определяют передаточное число 3:1. Затем 15 минут практики: ребята вращают ручку и считают, сколько оборотов делает большая шестерня за 10 оборотов малой. Следующие 10 минут: добавляют третью шестерню и выясняют, меняется ли направление вращения. Завершает занятие обсуждение: где мы встречаем редукторы — в мясорубке, дрели, часах, самокате. Для такого занятия достаточно одного набора на группу из 3–4 человек, поэтому для класса из 24 учеников нужно 6–8 комплектов.

Другие модели для кабинета технологии

Рычажные весы. Коромысло длиной 200 мм, две чаши и набор грузов 1, 2, 5, 10 г. Ученики проверяют правило моментов сил.

Блоки и полиспаст. Набор из подвижных и неподвижных блоков с нитью и грузом показывает выигрыш в силе.

Модель двигателя. Поршень, шатун, коленвал и маховик. Вращение рукой показывает четыре такта.

Гидравлический подъёмник. Два шприца и трубка с водой иллюстрируют закон Паскаля.

Модель моста. Фермы разных схем, которые нагружают грузами и сравнивают прогиб.

Ветряк. Лопасти разной формы и угла атаки; измеряют обороты и сравнивают эффективность.

Все модели собираются из 5–20 деталей, печатаются за один-два дня и служат годами при аккуратном обращении.

Как подготовить набор к перевозке

Мобильная лаборатория работает в разных школах, поэтому набор должен быть прочным. Детали складывают в контейнеры с ячейками, оси и винты упаковывают отдельными пакетами. На каждой коробке указывают состав и номер модели. Хрупкие мелкие детали дублируют: на случай потери в комплекте всегда лежит запас 10–15 %. Инструкцию по сборке печатают на ламинированных карточках с фотографиями этапов.

Если нужно сделать

Пришлите программу занятия или список механизмов и количество комплектов — предложим состав набора и материал. Заказ оформляется на странице макетов; для серии одинаковых комплектов есть раздел мелкосерийного производства, а модель по чертежу учебника создаётся через 3D-моделирование.

Частые вопросы

Какие механизмы подходят для печати?
Зубчатые передачи, червячный редуктор, кривошипно-шатунный, кулачковый, рычажный, ременная передача, планетарный редуктор. Все они собираются из 5–30 деталей.
Какой модуль шестерён лучше?
Для FDM — модуль 1,5–2,5 мм. Меньший плохо печатается, больший делает шестерню громоздкой.
Какой зазор между шестернями?
Межосевое расстояние увеличивают на 0,2–0,3 мм относительно расчётного. Боковой зазор в зубьях 0,1–0,2 мм.
Из чего печатают?
Из PLA для демонстраций и PETG или нейлона для моделей, которые часто крутят. Ось делают из стального прутка 3–4 мм.
Можно ли заказать набор на класс?
Да, одинаковые наборы для 8–15 парт печатаются серией. Количество и комплектность согласуются заранее.
Образование и выставки

Читайте также

Скелет на 3D-принтере: как собрать модель животного или человека

Копии костей получают по томографии, но печатают их на том же принтере, что и фигурки. Рассказываем, как собрать скелет целиком: от разбивки на детали до подставки и покраски под кость.

Цветная модель челюсти для обучения и демонстрации

Студенту-стоматологу и пациенту на консультации модель понятнее рисунка: видно корни, десну, прикус. Разбираем, как устроена такая модель и чем её печатают.

Наборы костей и суставов для практикума: что печатать студентам-медикам

Настоящие препараты дорогие и редкие, а пластиковые наборы из каталогов не всегда подходят под программу. Печатные модели костей позволяют собрать комплект на группу студентов: с подписями, цветом и разборкой.

Анатомические учебные модели на 3D-принтере: разрезы и цветовая маркировка

Модель сердца или позвоночника, которую можно разобрать, объясняет лучше любой картинки. Рассказываем, как печатают учебные пособия и что в них важно.

Анатомические модели животных для ветклиники и обучения

Ветеринару проще объяснить хозяину диагноз, когда в руках модель сустава или позвоночника, а студенту проще выучить анатомию, чем по плоскому рисунку. Рассказываем, что для этого печатают и как заказать.

Наглядные пособия для школы на 3D-принтере

Куб, пирамида, молекула воды или рельеф страны в руках ребёнка объясняют больше страницы учебника. Комплект пособий на класс печатают за несколько дней и используют годами.

Расчёт заказа

Пришлите модель, фото или идею

Посчитаем стоимость и срок в рабочее время — обычно в течение часа. Нет модели — сделаем по фото, эскизу или образцу.

  • Цена и срок — до запуска, расчёт бесплатный
  • Для серий — образец перед тиражом
  • Счёт и закрывающие документы для компаний
Тираж

НаписатьРассчитать заказ

Рассчитать заказ

  • Расчёт бесплатный
  • Ответ в течение часа
  • Счёт для компаний
Тираж

Несколько изделий? Соберите заказ из каталога — посчитаем всё одним счётом.

Ваш заказ

    Ориентир —

    Точную цену и срок назовём по файлу или фото — бесплатно.

    Оформить заказ →