Skip to main content

1-қадам: MAD Қораптың 2-қадамы: 12 және 36 тісті берілістер

Құрастыру нұсқауларының 2-қадамында 12 тісті беріліс MAD-ді қосатын білікке бұрыннан болған. Құрылымның сол жағындағы қораптың тұтқасы.

  • Build Expert, MAD-тың сол жағын табыңыз Қорапқа салып, әріптестеріңізге көрсетіңіз. Содан кейін бұл тұтқаны бұрған кезде, білік 12 тісті беріліс механизмін (қозғалтқыш беріліс - кіріс) айналдыратынын көрсетіңіз, ол содан кейін құрастырудың осы қадамында қосылатын 36 тіс тісті берілісін (жетегіл беріліс - шығыс) айналдырады.

  • Осы екі берілістің беріліс қатынасы қандай?

  • Калькулятор, төмендегі теңдеуді анықтаңыз және Жазушы оны тексерсін.

Мұғалім құралдар жинағы белгішесі Мұғалімнің құралдар жинағы - Шешім

Топтағы Калькулятор мен Жазушы есептеуді келесідей аяқтау керектігін мойындауы керек:

  • Бірінші бөлшек 36/12 болуы керек.

  • Екінші бөлшек 3/1 болуы керек.

Тағы да, оқушылардың алым мен бөлгішті бірдей санға сүңгу арқылы бөлшектерді азайту жолын түсінуіне көз жеткізіңіз.

3:1 арақатынасы 12 тіс механизмін бір рет айналдыру үшін 12 тіс механизмін үш рет бұру керек екенін көрсетеді.
Бұл моменттіңмеханикалық артықшылығына әкеледі. Момент дегеніміз не?

Айналу моменті - жетек берілістің немесе машинаның шығысын күштірек ететін механикалық артықшылық. Бұл жағдайда MAD Қораптың кірісі шығысқа қарағанда үш есе көп болды, бұл оны қуаттырақ етеді.

  • Диктофон, инженерлік жазу кітапшасына MAD шегіндегі моменттің механикалық артықшылығы туралы ескертпелер қосуды ұмытпаңыз. Қорап.

2-қадам: MAD Қораптың 10-қадамы: 36 және 12 тісті беріліс

Құру нұсқауларының 10-қадамында MAD екінші жағы Қорап қосылды. Оның тұтқасы бар білігінде 36 тісті беріліс болды.

  • Build Expert, MAD-тың сол жағын табыңыз Қорапқа салып, топқа көрсетіңіз. Содан кейін бұл тұтқаны бұрған кезде, білік 36 тісті беріліс механизмін (қозғалтқыш беріліс - кіріс) айналдыратынын, содан кейін 12 тісті беріліс механизмін (жетегіл беріліс - шығыс) бұратынын көрсетіңіз.

  • Осы екі берілістің беріліс қатынасы қандай?

  • Калькулятор, төмендегі теңдеуді анықтаңыз, содан кейін Диктофон оны тексереді.

Мұғалім құралдар жинағы белгішесі Мұғалімнің құралдар жинағы - Шешім

Топтағы Калькулятор мен Жазушы есептеуді келесідей аяқтау керектігін мойындауы керек:

  • Бірінші бөлшек 12/36 болуы керек.

  • Екінші бөлшек 1/3 болуы керек.

Тағы да, оқушылардың алым мен бөлгішті бірдей санға сүңгу арқылы бөлшектерді азайту жолын түсінуіне көз жеткізіңіз.

1:3 қатынасы 36 тіс механизмін 12 тіс тетігін үш рет айналдыру үшін бір рет қана бұру қажет екенін айтады.
Бұл жылдамдықтыңмеханикалық артықшылығына әкеледі.

Жылдамдық - жетек берілістің немесе машинаның шығуын жылдамдататын механикалық артықшылық. Бұл жағдайда MAD Қораптың кіріс айналымынан үш есе көп шығысы бар, бұл оны жылдамырақ етеді.

  • Жазушы, инженерлік жазу кітапшасына MAD ішіндегі жылдамдықтың механикалық артықшылығы туралы ескертпелер қосуды ұмытпаңыз Қорап.

3-қадам: MAD Қораптың күрделі беріліс коэффициенттері

  • Build Expert, 36 Tooth Gear-ге жалғанған тұтқаны баяу бұраңыз және топқа басқа тұтқаның қаншалықты жылдам айналатынын бақылаңыз.

  • Жазушы, төмендегі сипаттаманы оқығаннан кейін, инженерлік дәптерде күрделі беріліс қатынасының не екенін түсіндіріңіз.

12 тісті беріліс механизмін айналдыратын 36 тісті беріліс үшін беріліс қатынасы жылдамдықтың механикалық артықшылығымен 1:3 болды. Бірақ 36 тіс механизміне қосылған тұтқаны бір рет бұрған кезде, басқа тұтқа үш реттен көп айналады.

Себебі MAD Қорап құрама беріліс қатынасынпайдаланады. MAD Қораптың құрама беріліс қатынасы 36 тісті беріліс пен 12 тісті берілістің бірдей біліктерді бөлісуімен жасалады.

Құрама беріліс қатынасы механизмдегі жылдамдықтың немесе моменттің механикалық артықшылығын көбейтеді.

Мұғалімге арналған кеңестер белгішесі Мұғалімге арналған кеңестер

MAD суретіндегі беріліс қатынасы үшін 1-ші, 2-ші және 3-ші белгілер Жоғарыдағы қорап 36 тісті беріліске қосылған тұтқаны бұруға негізделген. Бұл суреттің төменгі жағындағы тұтқа.

Жоғарыдағы суреттегі қызыл көрсеткілер 36 тіс және 12 тіс тісті берілістері бар біліктерді көрсетеді. Сол біліктер бірінші, екінші және үшінші беріліс қатынасын бір-бірімен байланыстырады. Білік айналғанда, біліктегі 12 тісті және 36 тісті беріліс те айналады.

Бұл әрбір беріліс қатынасы арқылы жасалған механикалық артықшылықты көбейтеді, өйткені олар күрделі беріліс қатынасына қосылған.

MAD Қорапта екі күрделі беріліс қатынасы бар, себебі сіз оны екі жағынан да енгізуге болады - біреуі крутящий моменттің артықшылығына әкеледі, екіншісі жылдамдық артықшылығына әкеледі.

MAD бір жағында құрама беріліс қатынасын есептеу үшін Қорап, біз осы кірістен шығысқа дейінгі құрылымдағы үш беріліс қатынасын табуымыз керек, содан кейін оларды бір-біріне көбейту керек.

  • Build Expert, MAD жағын табыңыз Кіріс тұтқасы 36 тіс механизмін айналдырып, оны топқа көрсететін қорап. Кеңес: Бұл жоғарыдағы суреттің төменгі жағындағы тұтқа. Үш беріліс қатынасы қай жерде орналасқанын қарап шығу үшін құрылымда көрсетіңіз.

  • Есіңізде болсын, барлық жетекті беріліс 36 тіс тісті беріліс және барлық жетектегі беріліс 12 тісті беріліс.

  • Калькулятор және жазғыш, төмендегі теңдеулерді толтырыңыз және тексеріңіз:

  • Бүкіл команда келесі сұрақтарға жауап беруге тырысуы керек: 1:27 құрама беріліс қатынасы нені білдіреді? 36 тісті беріліспен тұтқа бір рет бұрылғанда, басқа тұтқаның неше айналымы болуы керек?

  • Жазушы топтың ең жақсы жауаптарын жүйелеп, оларды инженерлік дәптерге жазуы керек.

Мұғалім құралдар жинағы белгішесі Мұғалімнің құралдар жинағы - Шешім

Топтағы Калькулятор мен Жазушы есептеуді келесідей аяқтау керектігін мойындауы керек:

  • Бірінші беріліс қатынасындағы жетіспейтін бөлшек 1/3 құрайды.

  • Екінші беріліс қатынасындағы жетіспейтін бөлшектер 12/36 және 1/3.

  • Үшінші беріліс қатынасындағы жетіспейтін бөлшек 12/36.

Құрама беріліс коэффициентін есептеуге арналған теңдеу берілген, себебі бұл студенттер оны бірінші рет аяқтағанын көрді.

1:27 қатынасы бірінші 36 тіс механизмі бір толық айналымды аяқтаған сайын, соңғы 12 тіс тетігі (шығыс тұтқасына ең жақын) 27 рет айналатынын білдіреді. Бұл жылдамдықтың механикалық артықшылығы бар екенін көрсетеді.

Студенттер үшін жылдамдықтың механикалық артықшылығын 36 тістік беріліспен тұтқаны қолайлы жылдамдықпен бұруды сұрап, шығыс тұтқасының қаншалықты жылдам айналатынын байқаңыз. Математикалық түрде шығыс тұтқасы кіріс тұтқасынан 27 есе жылдам айналады!

4-қадам: MAD Қораптың айналу моменті үшін құрама беріліс қатынасы

  • Build Expert, MAD жағын табыңыз Енгізу тұтқасы 12 тіс механизмін айналдырып, оны топқа көрсететін қорап. Кеңес: Бұл MAD қарама-қарсы жағы Жоғарыда қолданғаныңыздай қорап. Осы кіріс тұтқасын пайдаланған кезде барлық жетекті берілістердің 12 тісті беріліс және басқарылатын берілістердің барлығы 36 тісті беріліс екенін ескеріңіз.

  • Калькулятор және жазғыш, төмендегі теңдеулерді толтырыңыз және тексеріңіз:

  • Бүкіл команда келесі сұрақтарға жауап беруге тырысуы керек: Құрама беріліс коэффициенті дегеніміз не және ол нені білдіреді? Басқа тұтқаны бір рет айналдыру үшін тұтқаны 12 тіс тетігі бар неше рет айналдырасыз?

  • Жазушы топтың ең жақсы жауаптарын жүйелеп, оларды инженерлік дәптерге жазуы керек.

Мұғалім құралдар жинағы белгішесі Мұғалімнің құралдар жинағы - Шешім

Топтағы Калькулятор мен Жазушы есептеуді келесідей аяқтау керектігін мойындауы керек:

  • Бірінші беріліс қатынасындағы жетіспейтін бөлшек 3/1 құрайды.

  • Екінші беріліс қатынасындағы жетіспейтін бөлшектер 36/12 және 3/1.

  • Үшінші беріліс қатынасындағы жетіспейтін бөлшек 36/12.

Құрама беріліс коэффициентін есептеуге арналған теңдеуде 3/1 және 3/1 жоқ, олар 27/1 береді және Құрама беріліс коэффициенті 27:1.

27:1 қатынасы соңғы 36 тіс тетігі (шығыс тұтқасына ең жақын) бір толық айналу үшін бірінші 12 тіс механизмі 27 толық айналымды аяқтау қажет екенін білдіреді. Бұл айналу моментінің механикалық артықшылығы бар екенін көрсетеді.

Студенттер үшін бұрау моментінің механикалық артықшылығын 12 тісті беріліспен тұтқаны қолайлы жылдамдықпен бұруды және бұрылу кезінде шығыс тұтқасының күшін сезінуін сұраңыз. Математикалық түрде шығыс тұтқасы кіріс тұтқасының 27 айналымының күшімен айналады!

5-қадам: MAD туралы ойлау Қораптың дизайны

Неге MAD емес Қораптың алты берілістері бір қатарда ма?

Барлық берілістер бір сызықта біріктірілген конструкция беріліс пойызыдеп аталады. Жоғарыдағы сурет MAD көрсетеді Қораптың берілістері беріліс пойызы ретінде.

Мұндай беріліс пойызында тек бір беріліс қатынасы бар және ол емес құрама беріліс қатынасы. Пропорция бірінші немесе соңғы беріліс жетекші механизм екеніне байланысты 1:3 немесе 3:1 болады. Беріліс қатынасы үшін осы беріліс пойызындағы бірінші және соңғы берілістердің өлшемдері ғана маңызды.

Бірінші және соңғы беріліс арасындағы берілістер бос жүрісдеп аталады. Олар қуатты немесе жылдамдықты арттырмайды. Бос берілістер тек айналу бағытын өзгертеді.

Неліктен MAD болмады? Тек екі беріліспен жасалған қорап: кішкентай беріліс және 27 есе көп тістері бар беріліс?

MAD күрделі беріліс коэффициенті Қорап 1:27 немесе 27:1. Неліктен оның тек екі тісті беріліспен құрастырылмағаны туралы сұрақ туындауы мүмкін: 12 тістік және 324 тістік беріліс. Бұл 1:27 немесе 27:1 беріліс қатынасына әкелетін еді.

 

MAD-тың екі себебі бар Қорап 324 тіс механизмімен жасалмаған.

Бірінші себеп - VEX Plastic 324 тіс механизмі жоқ. Жинақтағы ең үлкен беріліс - 60 тістік беріліс. Инженерлер құрылыстарды жобалағанда, олар қандай материалдар бар екенін және 324 Tooth Gear қол жетімді емес екенін ескеруі керек.

Екінші себеп, егер бар болса, 324 Tooth Gear өте үлкен болады. Мұндай өлшемді беріліс құрылысты өңдеуді қиындатады. Құрама беріліс қатынасы портативті құрылғыны жобалау үшін жақсырақ мағына береді. Инженерлер құрылыстарды жобалау кезінде құрылғыны тұтынушылар қалай пайдаланатынын ескеруі керек.

Талқылауды ынталандыру белгішесі Талқылауды ынталандыру - Қорытындылау

Студенттер осы STEM зертханасын роботтардың дизайны үшін беріліс коэффициенттерінің қаншалықты маңызды екенін түсіну арқылы аяқтауы керек. Қысқаша айтқанда, берілген беріліс қатынасы қуатты беру немесе робот бөліктері үшін механикалық артықшылықтар жасау үшін қолданылады. Осы талқылаудан бастаңыз:

Q: Жылдамдықтың механикалық артықшылығын алу үшін, қайсысы үлкенірек: жетек тетігі ме, әлде жетек тетігі ме?
A: Жылдамдықты жасау кезінде жетек тетігі жетек берілісінен үлкенірек.

Q: Неліктен роботтың жылдамдығын арттырғыңыз келуі мүмкін?
A: Содан кейін робот мүмкіндігінше жылдам қозғалып, жұмыс істей алады.

Q: Неліктен роботтағы айналу моментін арттырғыңыз келуі мүмкін? Нұсқау: оның қозғалатын бөліктерін қарастырыңыз.
A: Робот ауыр болуы мүмкін немесе ауыр заттарды жылжыту қажет болуы мүмкін. Оның жетектегі (доңғалақ базасы) айналу моментінің артуы оның қозғалуына көмектеседі. Оның тырнағын немесе қолының айналу моментін арттыру ауыр заттарды көтеруге көмектеседі.

Q: Неліктен тістер санында үлкен айырмашылық бар екі берілістің орнына күрделі беріліс қатынасын қолдануға болады?
A: Кейбір беріліс коэффициенттерінің үлкендігі сонша, құрылымда мұндай өлшемдегі беріліс(тер) болуы мүмкін емес. Бұл беріліс қатынасын жасау үшін қажетті өлшемдегі беріліс болмауы мүмкін. Осылайша, күрделі беріліс коэффициенттері инженерлерге қажетті кеңістікті азайту кезінде үлкен механикалық артықшылықтар жасауға көмектеседі.

С: Неліктен құрылымға беріліс пойызын қосуға болады? Ол айналу моментін немесе жылдамдықты арттырады ма?
A: Тісті беріліс пойызы қуатты тасымалдауға көмектеседі, бірақ айналу моментін немесе жылдамдықты пойыздағы соңғы қозғалыс пен жетектегі беріліс арасындағы қатынастан артық арттырмайды.

Студенттер бұл туралы «Қолдану» бөлімінің «Крутящий момент немесе жылдамдық үшін жарыс роботын жобалау» бетінде ойға оралады. Қосымша оқу үшін Қарапайым беріліс қатынасын қалай пайдалану керектуралы VEX кітапханасының мақаласы бар. Мақала VEX V5 роботтарының контекстінде жазылған, бірақ тұжырымдамалар VEX IQ роботтарының дизайнына да қатысты.