Verschiedene Größen und Arten von Zahnrädern
Der Umfang eines Zahnrads hat einen direkten Einfluss darauf, wie das Zahnrad Drehmoment und Geschwindigkeit überträgt. Wenn zwei Zahnräder ineinandergreifen, ergibt sich ein mechanischer Vorteil, wenn der Umfang der Zahnräder unterschiedlich ist. Dies führt zu einer Änderung der Drehzahl und des Drehmoments der an den Zahnrädern befestigten Achsen. Diese Änderung ist proportional zur Anzahl der Zähne im Zahnrad. Die Animation oben zeigt ein großes Zahnrad unten und ein kleineres Zahnrad oben im Eingriff. Wenn sich der größere Gang einmal dreht, sehen Sie, wie sich der kleinere Gang insgesamt sieben Mal dreht.
VEX-GETRIEBE haben Zähne der gleichen Größe und des gleichen Abstands. Dies trägt dazu bei, ein Durchrutschen zwischen den Gängen zu verhindern, wodurch sichergestellt wird, dass die angebrachten Achsen immer miteinander synchronisiert sind. Mit ähnlich bemessenen und beabstandeten Zähnen kann der Benutzer auch das Übersetzungsverhältnis bestimmen.
Lehrertipps
Helfen Sie Ihren Schülern zu erkennen, dass sich das kleine Zahnrad für eine Umdrehung des großen Zahnrads siebenmal drehen muss, wodurch es sich siebenmal so schnell dreht.
Diskussion motivieren
Zahnräder werden üblicherweise verwendet, um einen mechanischen Vorteil zu erzielen und für die mechanische Übertragung. Im Folgenden finden Sie einige Fragen, die dazu beitragen sollen, die Diskussion darüber zu fördern, wie Zahnräder verwendet werden können, um einen mechanischen Vorteil zu erzielen.
F: Wo haben Sie den Einsatz von Ausrüstung in Ihrem Alltag gesehen?
A: Autos, Traktoren, Uhren, Roboter, Getriebe und/oder Züge
F: Wie können Zahnräder ein wichtiger Aspekt des Roboterdesigns sein?
A: Übersetzungsverhältnisse können verwendet werden, um die Geschwindigkeit oder das Drehmoment am Rad für mehr Mobilität oder Leistung zu erhöhen. Zahnräder können auch verwendet werden, um die Bewegungsrichtung zu ändern. Darüber hinaus können Übersetzungsverhältnisse mit Hebe- und Greifmechanismen verwendet werden.
F: Inwiefern bieten Zahnräder einen Vorteil bei dem mechanischen Vorteilsgerät, das Sie gebaut haben?
A: Wenn die Schüler mit der in dieser Lektion verwendeten Terminologie vertraut sind, können sie eine Erhöhung der Drehzahl oder des Drehmoments erwähnen. Wenn nicht, ist dies eine gute Gelegenheit, die Verwendung dieser Begriffe zu verstärken.
Erweitern Sie Ihr Lernen
Um diese Aktivität zu erweitern, weisen Sie Ihre Schüler an, die verschiedenen Ausrüstungstypen zu erkunden, die mit dem V5 Classroom Super Kit bereitgestellt werden. Die Schüler können dann die verschiedenen Arten von Zahnrädern in ihren technischen Notizbüchern skizzieren und die Vorteile der einzelnen Arten erläutern.
Um diese Aktivität weiter auszubauen, weisen Sie Ihre Schüler an, zu untersuchen, wie andere Bewegungskomponenten in ihrem V5 Classroom Super Kit, wie Kette und Kettenrad oder Riemen und Riemenscheibe, verwendet werden, um mechanische Vorteile zu erzielen.