天窗

【活动目标】

• 1、初步认识天窗。
• 2、认识皮带传动和齿轮间的传动。
• 3、搭建一个以电动机为动力的天窗。

【活动引入】

​ 如果你在夏天的中午坐车，车内会很热。怎样才能让车内凉爽些呢？回答是：可以打开天窗或开启空调。

​ 大家是否曾经通过车窗看到外面的美丽风景？那么，如果能够打开车顶上的天窗，是不是更加能够感受到外面的新鲜空气和美景呢？

​ 今天我们就来介绍一下——汽车天窗。汽车天窗不仅可以增加车辆的美观性和豪华感，还能让阳光和新鲜空气进入车内，提高驾驶乘客的舒适性。同时，天窗还具有紧急通风、紧急出口等作用。

​ 接下来，我们来一起学习一下天窗的起源和天窗的作用吧！

一、天窗的起源

​ “天窗” 是指屋顶上的可开启的天花板或天窗，其起源可以追溯到古代。

​ 古埃及时期，人们已经开始在屋顶上设置类似于天窗的结构，这些结构通常用来调节室内的温度和通风。在欧洲中世纪时期，许多教堂和大型建筑也会在屋顶上设置天窗，以增加室内的光线和空气流通。

​ 天窗是一种通过在房屋或车辆的顶部设置的窗户来增加室内采光和通风的装置。天窗可以安装在平屋顶、斜屋顶或拱形屋顶等各种类型的屋顶上，也可以安装在汽车车辆的顶部。除了提供自然采光和通风外，天窗还可以为人们带来开阔的视野和舒适的室内环境。

​ 天窗有多种设计和材质选择，包括固定式和可开启式。其中，可开启式天窗可以更好地提供通风和透气性。在设计方面，天窗也可以与室内照明系统集成，在夜间提供照明。此外，天窗还可以用于家庭装饰，通过特殊的设计和安装方式，打造出具有艺术感和美观性的室内空间。

​ 但是，天窗的安全性也需要引起重视。在选购和安装天窗时，需要考虑到其防水、保温、隔音和防盗等安全因素。同时，在使用和维护过程中，也需要注意天窗的清洁和保养，确保其长期有效和安全使用。

二、汽车天窗的作用

​ 汽车天窗是一种车顶上的矩形或椭圆形的玻璃窗口，可通过手动或电动控制打开或关闭。

​ 下面就来详细介绍一下汽车天窗主要的作用，有以下几个方面：

1. 通风换气：天窗可以打开，通过自然风力将车内热空气排出，带来新鲜空气，改善车内环境，提高乘坐舒适度。
2. 散热降温：在夏季高温天气中，打开天窗可以加速车内散热，缓解车内温度过高的问题，降低空调负担，节省能源。
3. 视野开阔：打开天窗可以增加车内的光线和视野范围，提升行驶安全性。
4. 增加乘坐乐趣：天窗可以让乘客更好地欣赏周围的景色、感受自然风光，增添旅途的乐趣和愉悦感。

​ 总之，汽车天窗是一种非常实用的设计，不仅能提高驾驶的舒适度和安全性，还能增添 “开车乐趣”，给人带来更美好的驾驶体验。

​ 在童话故事中，善良的公主总有属于她的一个城堡，而一个城堡的顶部缺少不了的就是精美的天窗。今天让我们一起来搭一个电动天窗吧！

【活动准备】

​ 本次所用零件：

【活动过程】

步骤图

天窗通常由底座、传动装置和天窗盖组成，我们也按照这样的组成来制作天窗。

1. 制作天窗的底座。
2. 制作传动装置和天窗盖。
3. 完成后，就可以组合成天窗了。

第一步

​ 我们先搭一个要有足够重量的底座。

​ 使用的材料有：1* 16蓝色镶嵌梁7个、2* 8蓝色底片2个。

第二步

​ 安装各种不同大小的齿轮，各个齿轮间的传动，从而带动天窗。

​ 使用的材料有：1* 16蓝色镶嵌梁5个、电池盒1个、中型马达1个、3* 3橡胶圈1个、4* 4橡胶圈1个、滑轮2个、2轴1个、3.5号带截止轴1个、灰色光滑销2个、黄色半轴套1个。

第三步

​ 安装一个具有遮风挡雨作用的天窗盖。

​ 使用的材料有：12轴2个、40齿轮4个、24齿轮4个、黄色轴销8个、4轴1个、8齿轮1个、黄色半轴套1个、2轴4个、4* 6蓝色角梁4个、1* 16蓝色镶嵌梁2个。

第四步

​ 将其组装起来，组合后我们的天窗就完成啦！

【问题思考】

一. 提出问题

• 1、如何使天窗更加牢固？

• 2、如何使天窗盖更加漂亮？

二. 问题回答

• 1、在天窗的两边加上镶嵌梁。

• 2、在天窗盖上画上属于自己的图案。

【科学知识】

皮带传动

​ 皮带传动是一种基于摩擦力的动力传输方式。其原理可以简单地描述如下：

​ 皮带由柔性材料制成，通常是橡胶或聚酯纤维等。它被拉紧放置在两个或多个轮盘（也称作滑轮）之间，其中至少一个轮盘被驱动。当驱动轮盘旋转时，它通过皮带的摩擦力将动力传递给被动轮盘，从而实现动力传输。

​ 皮带传动的摩擦力主要取决于以下几个因素：

1. 皮带张力：皮带张力越大，摩擦力就越大，传动效率也更高。
2. 滑轮直径：滑轮直径越大，皮带的接触面积越大，摩擦力也越大。
3. 带材材料和表面状况：皮带材料和表面状况会影响摩擦系数，进而影响传动效率。
4. 环境温度和湿度：环境温度和湿度对皮带材料的特性有影响，同样也会影响传动效率。

​ 皮带传动的优点包括传动效率高、噪音小、振动小、安装简单等。

认识皮带传动和齿轮间的传动

​ 皮带传动和齿轮间的传动都是机械传动方式，用于将动力从一个部件传递到另一个部件。

​ 皮带传动是通过两个或多个轮盘之间的带子（即皮带）来传递动力的。皮带由柔性材料制成，可以弯曲和转向以适应不同的传动方向。皮带传动有很多优点，例如它们可以减少噪音和振动，并且可以在较远的距离内传递动力。缺点包括皮带需要定期更换和维护，并且在高负载条件下可能会滑动。

​ 齿轮传动是通过两个或多个啮合齿轮之间的齿来传递动力的。齿轮通常由硬质金属制成，可以承受更大的负载和更高的速度。齿轮传动的优点包括高效率、高可靠性和长寿命，但缺点是需要一定的维护和润滑，并且可能会产生噪音和振动。

​ 选择哪种传动方式取决于应用的需求和限制。例如，在低速、高扭矩的应用场景中，齿轮传动可能更适合；而在需要传递动力到较远距离的应用场景中，皮带传动可能更适合。

【举一反三】

• 1、如何将电动天窗改为手动天窗？

• 2、如何使电动天窗具有雨水预警自动关闭系统？

【结束】