ഗിയറുകൾ എന്താണ്?
അധ്യാപക ഉപകരണപ്പെട്ടി
-
ഈ വിഭാഗത്തിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം
ഈ STEM ലാബിന്റെ പ്ലേ വിഭാഗം വിദ്യാർത്ഥികളെ ഗിയറുകളെക്കുറിച്ചും ഒരു ബിൽഡിനുള്ളിലെ അവയുടെ ഉദ്ദേശ്യത്തെക്കുറിച്ചും പരിചയപ്പെടുത്തും. ഈ ആദ്യ പേജ് ഇനിപ്പറയുന്ന പദങ്ങൾ പരിചയപ്പെടുത്തും: മെഷ്ഡ് ഗിയറുകൾ, ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയറുകൾ, ഡ്രൈവ് ചെയ്ത ഗിയറുകൾ, ഗിയർ അനുപാതങ്ങൾ, മെക്കാനിക്കൽ നേട്ടം, പവർ ട്രാൻസ്ഫർ. അടുത്ത പേജ് MAD യുടെ നിർമ്മാണം അവലോകനം ചെയ്യും. ബോക്സ്, അതിന്റെ ഗിയർ അനുപാതങ്ങൾ, ആ അനുപാതങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ടോർക്കിന്റെയോ വേഗതയുടെയോ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ. അടുത്ത പേജ് മുഴുവൻ MAD-യുടെയും ഗിയർ അനുപാതത്തിന്റെ കണക്കുകൂട്ടലിൽ അവസാനിക്കുന്നു. ബോക്സ് നിർമ്മാണം.
ഒരു ക്ലാസിൽ ആദ്യ പേജ് മുഴുവൻ വായിച്ച്, രണ്ടാം പേജ് മുഴുവൻ വിദ്യാർത്ഥി ഗ്രൂപ്പുകൾ ചേർന്ന് പഠിക്കുന്നത് നല്ല ആശയമായിരിക്കും. എല്ലാ വിദ്യാർത്ഥികളും വായിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കണം.
മൂന്ന് പേരടങ്ങുന്ന ഗ്രൂപ്പുകളായി പ്രവർത്തിക്കുകയാണെങ്കിൽ, വിദ്യാർത്ഥികളെ മൂന്ന് റോളുകളിൽ ഒന്നിലേക്ക് നിയോഗിക്കാം:
1) നിർമ്മാണ വിദഗ്ദ്ധൻ: ഈ വിദ്യാർത്ഥി നിർമ്മാണ നിർദ്ദേശങ്ങളിൽ നിർമ്മാണത്തിന്റെ ഘട്ടം കണ്ടെത്തുകയും പൂർത്തിയായ നിർമ്മാണത്തിൽ ആ ഗിയറുകൾ എവിടെയാണെന്ന് ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
2) കാൽക്കുലേറ്റർ: ഈ വിദ്യാർത്ഥി ഗിയർ അനുപാതങ്ങളുടെ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുന്നു.
3) ദി റെക്കോർഡർ: ഈ വിദ്യാർത്ഥി കാൽക്കുലേറ്ററിന്റെ ഗണിതം പരിശോധിക്കുകയും, ഗിയർ അനുപാതം എന്താണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത് എന്ന് വ്യാഖ്യാനിക്കുകയും, ടീം അവരുടെ എല്ലാ ജോലികളും അവരുടെ എഞ്ചിനീയറിംഗ് നോട്ട്ബുക്കിൽ രേഖപ്പെടുത്തുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
വിദ്യാർത്ഥികളുടെ ഗ്രൂപ്പുകളിൽ മൂന്നിൽ കൂടുതൽ വിദ്യാർത്ഥികളുണ്ടെങ്കിൽ, ഒരേ റോളിന് ഒന്നിലധികം വിദ്യാർത്ഥികൾ ഉത്തരവാദികളായിരിക്കാം. ഗ്രൂപ്പുകളിൽ മൂന്നിൽ താഴെ പേരുണ്ടെങ്കിൽ, ഒരേ വിദ്യാർത്ഥിക്ക് ഒന്നിലധികം റോളുകൾ ഏറ്റെടുക്കാം.
സഹകരണ റൂബ്രിക്കിന് ഇവിടെ ക്ലിക്ക് ചെയ്യുക (Google Doc / .docx / .pdf ) , അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രൂപ്പ് അധിഷ്ഠിത എഞ്ചിനീയറിംഗ് നോട്ട്ബുക്ക് റൂബ്രിക്കിന് ഇവിടെ ക്ലിക്ക് ചെയ്യുക (Google Doc / .docx / .pdf) . ഒരു വ്യക്തിഗത എഞ്ചിനീയറിംഗ് നോട്ട്ബുക്ക് റൂബ്രിക്കും ഉണ്ട്, ഇവിടെ ക്ലിക്ക് ചെയ്യുക (ഗൂഗിൾ ഡോക് / .docx / .pdf ) . സ്കോറിങ്ങിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏതൊരു റൂബ്രിക്കുകളും ജോലി ആരംഭിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് വിദ്യാർത്ഥികളുമായി പങ്കുവെക്കുകയും അവർക്ക് വിശദീകരിക്കുകയും വേണം.
ഗിയറുകൾ
ഗിയറുകൾ അരികുകളിൽ പല്ലുകളുള്ള ഡിസ്കുകൾ പോലെ കാണപ്പെടുന്നു. മുകളിലുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഗിയറുകൾ പല്ലുകൾ പരസ്പരം കൂട്ടിച്ചേർത്ത് പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനാൽ അവയുടെ പല്ലുകൾ തുല്യ അകലത്തിലാണെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. ഒരു ഗിയർ തിരിയുമ്പോൾ, അടുത്ത ഗിയർ തിരിയുന്നത് അവയുടെ പല്ലുകൾ പരസ്പരം ഇടയിലായി സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതിനാലാണ്, ഇത് മെഷ്ഡ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു.
ഗിയറുകൾ സാധാരണയായി ഒരു ഷാഫ്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ബേസ് ഉപയോഗിച്ച് മറ്റ് ഭാഗങ്ങളുമായി ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. അതുകൊണ്ട് ഒരു ഷാഫ്റ്റിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് റോട്ടറി മോഷൻ അല്ലെങ്കിൽ പവർ കൈമാറാൻ ഗിയറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഷാഫ്റ്റ് സാധാരണയായി ഗിയറിന്റെ മധ്യത്തിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. മുകളിലുള്ള VEX IQ ഗിയറുകളുടെ ചിത്രത്തിൽ, ഒരു ഷാഫ്റ്റിലൂടെ കടന്നുപോകേണ്ട മധ്യ ദ്വാരം ചതുരമാണ്, കാരണം IQ ഷാഫ്റ്റുകൾ ചതുരമാണ്.
ഒരു ഗിയറിനെ നിർവചിക്കാനുള്ള പ്രധാന മാർഗ്ഗങ്ങളിലൊന്ന് അതിലുള്ള പല്ലുകളുടെ എണ്ണം അനുസരിച്ചാണ്.
അധ്യാപക നുറുങ്ങുകൾ
വിദ്യാർത്ഥികളെ VEX IQ പാർട്സ് പോസ്റ്ററിലേക്ക് നയിക്കാനും സൂപ്പർ കിറ്റിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന ഗിയറുകൾക്ക് അവയുടെ പല്ലുകളുടെ എണ്ണം (60, 36, 12 ടൂത്ത് ഗിയറുകൾ) ഉപയോഗിച്ചാണ് പേരിട്ടിരിക്കുന്നതെന്ന് അവരെ അറിയിക്കാനും ഇത് സഹായിച്ചേക്കാം. ഷാഫ്റ്റുകളിൽ ഗിയറുകൾ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിൽ വിദ്യാർത്ഥികൾക്ക് ആശയക്കുഴപ്പമുണ്ടെങ്കിൽ, അവരെ MAD നോക്കാൻ നിർദ്ദേശിക്കാവുന്നതാണ്. ബോക്സ് ബിൽഡ്, ബിൽഡിനുള്ളിലെ എല്ലാ ഗിയറുകളും അവയുടെ മധ്യഭാഗത്തുള്ള ഷാഫ്റ്റുകളിൽ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നതായി ശ്രദ്ധിക്കുക.
മെഷ്ഡ് ഗിയറുകൾ
രണ്ട് ഗിയറുകൾ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ഒരു ഗിയറിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്ന് തിരിക്കുന്നു. ആദ്യം തിരിയുന്ന ഗിയറിനെ ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയറിനെ ഒരു തരം ഇൻപുട്ടായി കണക്കാക്കാം. ആദ്യ ഗിയറിൽ തിരിക്കുന്ന ഗിയറിനെ ഡ്രൈവ് ചെയ്ത ഗിയർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അതിനാൽ ഡ്രൈവ് ചെയ്ത ഗിയർ ആണ് ഔട്ട്പുട്ട്.
മെഷ്ഡ് ഗിയറുകൾ പ്രവർത്തനത്തിൽ കാണാൻ താഴെയുള്ള ആനിമേഷൻ കാണുക.
ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയറും ഡ്രൈവൺ ഗിയറും വിപരീത ദിശകളിലേക്ക് തിരിയുന്നത് നിങ്ങൾ ശ്രദ്ധിച്ചിരിക്കണം. അവയുടെ പല്ലുകൾ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാലും അവയുടെ മധ്യഭാഗത്ത് കറങ്ങുന്നതിനാലും അവ വിപരീത ദിശകളിലേക്ക് കറങ്ങേണ്ടിവരുന്നു.
ഗിയർ അനുപാതങ്ങൾ
ഇൻപുട്ട് (ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയർ) ഔട്ട്പുട്ടുമായി (ഡ്രൈവൺ ഗിയർ) താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതാണ് ഗിയർ അനുപാതം, ഇത് ഓരോ മെഷ്ഡ് ഗിയറിന്റെയും പല്ലുകളുടെ എണ്ണം പരിഗണിച്ചാണ് കണക്കാക്കുന്നത്.
മുകളിലുള്ള ഉദാഹരണത്തിൽ, ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയറും (ഇൻപുട്ട്) ഡ്രൈവ് ചെയ്ത ഗിയറും (ഔട്ട്പുട്ട്) രണ്ടിനും 60 പല്ലുകളുണ്ട്.
ഒരു ഗിയർ അനുപാതം കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള ഫോർമുല ഇതാ:
മുകളിലുള്ള രണ്ട് 60 ടൂത്ത് ഗിയറുകളുടെ ഉദാഹരണം നമുക്ക് ഉപയോഗിക്കാം, കാരണം ഇത് കണക്കാക്കാൻ ലളിതമായ ഒരു അനുപാതമാണ്.
ഈ രണ്ട് മെഷ്ഡ് ഗിയറുകളുടെയും ഗിയർ അനുപാതം 1:1 ആണ്, അതായത് ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയർ (ഇൻപുട്ട്) ഓരോ തവണയും ഒരു പൂർണ്ണ ഭ്രമണം ചെയ്യുമ്പോഴും, ഡ്രൈവ് ചെയ്ത ഗിയറും (ഔട്ട്പുട്ട്) ഒരു പൂർണ്ണ ഭ്രമണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
അധ്യാപക നുറുങ്ങുകൾ
ഈ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊരു ക്ലാസ്സിൽ നിന്നുള്ള അനുപാതങ്ങൾ എന്താണെന്ന് വിദ്യാർത്ഥികൾ തിരിച്ചറിയുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക. ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, രണ്ട് സംഖ്യകൾ എങ്ങനെ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു എന്നതിന്റെ ഒരു പ്രസ്താവനയാണ് അനുപാതം.
കൂടാതെ, സംഖ്യയെയും ഛേദത്തെയും ഒരേ അളവിൽ ഹരിച്ച് ഭിന്നസംഖ്യകൾ എങ്ങനെ കുറയ്ക്കാമെന്ന് വിദ്യാർത്ഥികൾ മനസ്സിലാക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക.
മെക്കാനിക്കൽ നേട്ടം
രണ്ടോ അതിലധികമോ ഗിയറുകൾ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോഴെല്ലാം, ആ ബിൽഡിനുള്ളിൽ ഒരു മെക്കാനിക്കൽ നേട്ടം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു.
ഒരു മെഷീനിനുള്ളിൽ ഇൻപുട്ട് ഫോഴ്സിന്റെ മാറ്റമായി മെക്കാനിക്കൽ നേട്ടം നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു. ഇൻപുട്ടും ഔട്ട്പുട്ടും താരതമ്യം ചെയ്തുകൊണ്ട് മാറ്റം അളക്കാൻ കഴിയും.
മുകളിലുള്ള ഉദാഹരണത്തിൽ, ഇൻപുട്ടിനും ഔട്ട്പുട്ടിനും 1:1 അനുപാതമുണ്ട്, അതിനാൽ മെക്കാനിക്കൽ നേട്ടമൊന്നുമില്ലെന്ന് തോന്നിയേക്കാം, പക്ഷേ യഥാർത്ഥത്തിൽ ഉണ്ട്. രണ്ട് ഗിയറുകൾ ഒരേ വലുപ്പത്തിലായിരിക്കുമ്പോഴുള്ള മെക്കാനിക്കൽ നേട്ടത്തെ പവർ ട്രാൻസ്ഫർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, കാരണം ഡ്രൈവ് ഗിയറും അതിന്റെ ഷാഫ്റ്റും ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയറും അതിന്റെ ഷാഫ്റ്റും പോലെ തന്നെ കറങ്ങുന്നു. അങ്ങനെ ഡ്രൈവിംഗ് ഗിയർ (ഇൻപുട്ട്) അതിന്റെ എല്ലാ പവറും ഡ്രൈവ് ചെയ്ത ഗിയറിലേക്ക് (ഔട്ട്പുട്ട്) മാറ്റി.
അടുത്ത പ്രവർത്തനത്തിൽ, നിങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ MAD അവലോകനം ചെയ്യും. ബോക്സ് നിർമ്മിക്കുകയും വേഗതയുടെയും ടോർക്കിന്റെയും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ കണക്കാക്കുകയും പരിശോധിക്കുകയും ചെയ്യും.
ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ നിങ്ങളുടെ പഠനം
-
ഗിയറുകൾ വികസിപ്പിക്കുക
പല മെക്കാനിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളും ഗിയറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഡിജിറ്റൽ യുഗത്തിൽ, അവ കുറവാണെന്ന് തോന്നാം, പക്ഷേ ഗിയറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന കുറഞ്ഞത് അഞ്ച് ഉപകരണങ്ങളെങ്കിലും വിദ്യാർത്ഥികൾക്ക് തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയണം. വൈദ്യുതിക്ക് മുമ്പ് അവർക്ക് ഉപകരണങ്ങൾ പരിശോധിക്കാനും കഴിയും. തുടർന്ന് വിദ്യാർത്ഥികൾ ഓരോരുത്തരും ഗിയറുകൾ എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കുന്നുവെന്നും ഗിയർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രവർത്തനം(ങ്ങൾ) എന്താണെന്നും വിശദീകരിക്കണം.
ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ ഇതാ:
-
പല സൈക്കിളുകളും ഗിയറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് റൈഡർക്ക് വേഗത്തിൽ അല്ലെങ്കിൽ കൂടുതൽ ശക്തിയോടെ ചവിട്ടുന്നതിന് ഗിയർ മാറ്റാൻ അനുവദിക്കുന്നതിനാണ്.
-
വൈദ്യുതി ലഭ്യമാകുന്നതിന് മുമ്പ് അടുക്കളയിലെ ഹാൻഡ്-മിക്സറുകൾ ഗിയറുകൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു, അതുവഴി ഉപയോക്താവിന് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്ന ക്രാങ്ക് ഒരു ദിശയിലേക്ക് (ഉദാ: മുകളിലേക്കും താഴേക്കും) തിരിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ മിക്സറിന്റെ ബീറ്ററുകൾ ചേരുവകളുടെ പാത്രത്തിൽ മറ്റൊരു ദിശയിലേക്ക് (ഉദാ: മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും) കറങ്ങാൻ കഴിയും.
-
പവർ ട്രാൻസ്ഫർ വഴി ബലത്തിന്റെ ദിശ മാറ്റാൻ വാട്ടർമില്ലുകളും ഗിയറുകൾ ഉപയോഗിച്ചു. വെള്ളം ഗിയറുകൾ തിരിക്കുന്ന ടർബൈൻ (ജലചക്രം) തിരിക്കും, ഇത് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ മിൽ ചെയ്യാനോ ഉരുട്ടാനോ ചുറ്റിക ചെയ്യാനോ ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന ഫാക്ടറിയിലേക്ക് വൈദ്യുതി കൈമാറും.