기어를 이용한 기계적 이점 구축
다양한 크기와 유형의 기어
기어의 원주는 기어가 토크와 속도를 전달하는 방식에 직접적인 영향을 미칩니다. 두 개의 기어가 맞물릴 때 기어의 원주가 다르면 기계적 이점이 발생합니다. 이로 인해 기어에 부착된 차축의 속도와 토크가 변경됩니다. 이러한 변화는 기어의 이빨 수에 비례합니다. 위의 애니메이션은 아래쪽에 큰 기어 하나, 위쪽에 작은 기어 하나가 맞물려 있는 모습을 보여줍니다. 큰 기어가 한 번 회전하면 작은 기어는 총 7번 회전합니다.
VEX 기어는 이빨의 크기와 간격이 같습니다. 이렇게 하면 기어 사이의 미끄러짐을 방지하고 부착된 차축이 항상 서로 동기화되도록 할 수 있습니다. 비슷한 크기와 간격의 이빨을 사용하면 사용자가 기어비를 결정할 수도 있습니다.
교사 팁
큰 기어가 한 바퀴 돌 때 작은 기어는 7번 회전해야 하므로 회전 속도는 7배 빨라진다는 것을 학생들이 인식하도록 도와주세요.
토론을 촉진하다
기어는 일반적으로 기계적 이점을 얻고 기계적 전달을 위해 사용됩니다. 아래는 기어를 사용하여 기계적 이점을 얻는 방법에 대한 토론을 촉진하는 데 도움이 되는 몇 가지 질문입니다.
Q:일상생활에서 기어가 사용되는 것을 본 적이 있나요?
A:자동차, 트랙터, 시계, 로봇, 변속기, 기차
질문:기어가 로봇 설계에 중요한 측면이 될 수 있는 이유는 무엇입니까?
답변:기어비를 사용하면 바퀴의 속도나 토크를 높여 이동성이나 출력을 높일 수 있습니다. 기어는 운동 방향을 바꾸는 데에도 사용될 수 있습니다. 더욱이, 기어비는 들어올리고 잡는 메커니즘과 함께 사용될 수 있습니다.
질문:기어는 당신이 만든 기계적 이점 장치에 어떤 이점을 제공합니까?
답변:학생들이 이 수업에서 사용된 용어에 익숙하다면 속도나 토크의 증가를 언급할 수 있습니다. 그렇지 않다면 이는 해당 용어의 사용을 강화할 수 있는 좋은 기회입니다.
학습을 확장하세요
이 활동을 확장하려면 학생들에게 V5 교실 슈퍼 키트에 제공된 다양한 장비 유형을 탐색하도록 지시하세요. 그런 다음 학생들은 엔지니어링 노트에 다양한 유형의 기어를 스케치하고 각 유형의 장점을 설명할 수 있습니다.
이 활동을 더욱 확장하려면 학생들에게 V5 교실 슈퍼 키트의 체인과 스프로킷, 벨트와 풀리와 같은 다른 운동 구성 요소가 기계적 이점을 얻는 데 어떻게 사용되는지 조사하도록 지시하세요.