Apa itu roda gigi?

Kotak Peralatan Guru - Tujuan Bagian Ini

Bagian Bermain di Laboratorium STEM ini akan memperkenalkan siswa pada roda gigi dan fungsinya dalam sebuah konstruksi. Halaman pertama ini akan memperkenalkan istilah-istilah seperti: roda gigi yang saling terkait, roda gigi penggerak, roda gigi yang digerakkan, rasio roda gigi, keuntungan mekanis, dan transfer daya. Halaman selanjutnya akan mengulas proses pembuatan MAD. Kotak transmisi, rasio gigi, dan keuntungan mekanis berupa torsi atau kecepatan yang dihasilkan oleh rasio tersebut. Halaman berikutnya diakhiri dengan perhitungan rasio gigi untuk keseluruhan MAD. Membangun kotak.
Mungkin akan lebih baik jika halaman pertama dibaca bersama-sama di kelas, lalu kelompok siswa mengerjakan halaman kedua. Setiap siswa harus ikut membaca.

Jika bekerja dalam kelompok yang terdiri dari tiga orang, siswa dapat ditugaskan ke salah satu dari tiga peran berikut:

1) Pakar Perakitan: Siswa ini menemukan langkah perakitan dalam Instruksi Perakitan dan menunjukkan di mana letak roda gigi tersebut pada rakitan yang sudah selesai.

2) Kalkulator: Siswa ini melakukan perhitungan rasio roda gigi.

3) Pencatat: Siswa ini memeriksa perhitungan Kalkulator, menafsirkan arti rasio roda gigi, dan memastikan bahwa tim mencatat semua pekerjaan mereka di dalam buku catatan teknik mereka.

Jika kelompok siswa terdiri lebih dari tiga orang, maka beberapa siswa dapat bertanggung jawab atas peran yang sama. Jika kelompok beranggotakan kurang dari tiga orang, siswa yang sama dapat mengambil beberapa peran.

Klik di sini (Google Doc / .docx / .pdf ) untuk rubrik Kolaborasi, atau klik di sini (Google Doc / .docx / .pdf) untuk rubrik buku catatan teknik berbasis kelompok. Tersedia juga rubrik buku catatan teknik individual, klik di sini (Google Doc / .docx / .pdf). Segala kriteria penilaian yang akan digunakan harus dibagikan dan dijelaskan kepada siswa sebelum pekerjaan dimulai.

Dua roda gigi VEX IQ saling terkait, menggambarkan bagaimana roda gigi penggerak memutar roda gigi yang digerakkan ke arah yang berlawanan.

Roda gigi

Roda gigi terlihat seperti cakram dengan gigi di sekeliling tepinya. Penting untuk diperhatikan bahwa gigi-giginya berjarak sama karena roda gigi bekerja dengan cara gigi-giginya saling bertautan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Ketika satu roda gigi berputar, ia akan memutar roda gigi berikutnya karena gigi-giginya terletak di antara satu sama lain, yang dikenal sebagai saling bertautan.

biasanya dipasang, atau dihubungkan ke bagian lain, oleh poros atau alas. Jadi, roda gigi digunakan untuk mentransmisikan gerakan putar, atau daya, dari satu poros ke poros lainnya. Poros biasanya diposisikan di tengah roda gigi. Pada gambar roda gigi VEX IQ di atas, lubang tengah untuk memasukkan poros berbentuk persegi karena poros IQ berbentuk persegi.

Salah satu cara utama untuk mendefinisikan roda gigi adalah berdasarkan jumlah gigi yang dimilikinya.

Tips untuk Guru

Mungkin akan membantu jika Anda mengarahkan siswa ke poster Komponen VEX IQ dan meminta mereka memperhatikan bahwa roda gigi yang termasuk dalam Kit diberi nama menggunakan jumlah giginya (Roda Gigi 60, 36, dan 12 Gigi). Jika siswa bingung dengan pemasangan roda gigi pada poros, mereka dapat diarahkan untuk melihat MAD. Perhatikan konstruksi kotak dan perhatikan bahwa semua roda gigi di dalam konstruksi tersebut dipasang pada poros di bagian tengahnya.

Roda Gigi yang Saling Berjalin

Ketika dua roda gigi saling terkait, satu roda gigi akan memutar roda gigi yang lain. Roda gigi yang berputar terlebih dahulu disebut roda gigi penggerak. Perlengkapan penggerak dapat dianggap sebagai suatu jenis input. Roda gigi yang diputar oleh roda gigi pertama disebut roda gigi penggerak. Oleh karena itu, roda gigi yang digerakkan adalah outputnya.

Saksikan animasi di bawah ini untuk melihat roda gigi yang saling terkait beraksi.

Anda seharusnya memperhatikan bahwa roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan berputar berlawanan arah. Mereka harus berputar ke arah yang berlawanan karena gigi-gigi mereka saling terkait dan mereka berputar di bagian tengahnya.

Rasio Gigi

Dua roda gigi 60 gigi yang saling terkait, menunjukkan bagaimana roda gigi penggerak (berlabel di sebelah kiri) dan roda gigi yang digerakkan (berlabel di sebelah kanan) berputar berlawanan arah, ditunjukkan dengan panah merah.

Rasio roda gigi adalah perbandingan antara input (roda gigi penggerak) dan output (roda gigi yang digerakkan) dan dihitung dengan mempertimbangkan jumlah gigi masing-masing roda gigi yang saling terkait.

Pada contoh di atas, roda gigi penggerak (input) dan roda gigi yang digerakkan (output) keduanya memiliki 60 gigi.

Berikut adalah rumus untuk menghitung rasio roda gigi:

Rumusnya berbunyi Rasio Gigi = Jumlah Gigi Roda Gigi yang Digerakkan dibagi dengan Jumlah Gigi Roda Gigi Penggerak.

Mari kita gunakan contoh dua roda gigi 60 gigi di atas karena rasio ini mudah dihitung.

Rumusnya berbunyi Rasio Gigi = Jumlah gigi roda gigi yang digerakkan dibagi dengan jumlah gigi roda gigi penggerak = 60/60 yang disederhanakan menjadi 1/1 atau rasio 1:1.

Rasio gigi dari kedua roda gigi yang saling terkait ini adalah 1:1, yang berarti setiap kali roda gigi penggerak (input) berputar satu putaran penuh, roda gigi yang digerakkan (output) juga berputar satu putaran penuh.

Tips untuk Guru

Pastikan siswa memahami rasio mana yang berasal dari kelas ini atau kelas lain. Sederhananya, rasio adalah pernyataan tentang bagaimana perbandingan antara dua angka.

Selain itu, pastikan siswa memahami cara menyederhanakan pecahan dengan membagi pembilang dan penyebut dengan jumlah yang sama.

Keuntungan Mekanis

Setiap kali dua roda gigi atau lebih saling terkait, keuntungan mekanis tercipta dalam susunan tersebut.

Keuntungan mekanis didefinisikan sebagai perubahan gaya masukan di dalam sebuah mesin. Perubahan tersebut dapat diukur dengan membandingkan input dan output.

Pada contoh di atas, input dan output memiliki rasio 1:1 sehingga mungkin tampak seolah-olah tidak ada keuntungan mekanis, tetapi sebenarnya ada. Keuntungan mekanis ketika dua roda gigi berukuran sama disebut transfer daya karena roda gigi yang digerakkan dan porosnya berputar sama banyaknya dengan roda gigi penggerak dan porosnya. Jadi, roda gigi penggerak (input) mentransfer seluruh dayanya ke roda gigi yang digerakkan (output).

Pada aktivitas selanjutnya, Anda akan meninjau kembali MAD Anda. Kotak tersebut akan dibuat dan dihitung serta diuji keunggulan mekanis dari kecepatan dan torsi.

Perluas Pembelajaran Anda - Gigi dalam Kehidupan Sehari-hari

Banyak perangkat mekanik menggunakan roda gigi. Di era digital, mungkin jumlahnya tampak lebih sedikit, tetapi siswa seharusnya mampu mengidentifikasi setidaknya lima perangkat yang menggunakan roda gigi. Mereka juga dapat memeriksa peralatan sebelum terhubung dengan listrik. Selanjutnya, siswa harus menjelaskan bagaimana masing-masing menggunakan roda gigi, dan apa fungsi dari sistem roda gigi tersebut.

Berikut beberapa contohnya:

Banyak sepeda menggunakan gigi persneling agar pengendara dapat mengganti gigi untuk mengayuh lebih cepat atau dengan lebih banyak tenaga.
Sebelum adanya listrik, mixer tangan di dapur menggunakan roda gigi sehingga pengguna dapat memutar engkol dengan pegangan ke satu arah (misalnya, naik dan turun) dan membuat pengaduk mixer berputar ke arah lain (misalnya, maju dan mundur) di dalam mangkuk berisi bahan-bahan.
Kincir air juga menggunakan roda gigi untuk mengubah arah gaya melalui transfer daya. Air akan memutar turbin (kincir air) yang kemudian akan memutar roda gigi, mentransfer daya ke pabrik tempat daya tersebut digunakan untuk menggiling, menggulung, atau memukul produk.

< Kembali Kembali ke Lab Berikutnya >