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Cálculo das três relações de transmissão

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Numerador: a parte superior de uma fração.
Denominador: a parte inferior da fração.

Agora que você calculou uma relação de engrenagem composta a partir de duas relações de engrenagem, calcularemos agora uma relação de engrenagem composta a partir de três relações de engrenagem!

Você trabalhará em grupos de quatro para calcular as relações de transmissão e determinar a vantagem mecânica resultante.

Cálculo 2

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Os alunos muitas vezes têm dificuldades ao simplificar frações. 12/60 e 36/12 simplificarão uniformemente com um 1 no numerador ou denominador.

No entanto, 60/36 não simplifica uniformemente com um 1 no numerador ou denominador. Certifique-se de que os alunos estejam cientes de que o máximo que essa fração pode simplificar é 5/3 mergulhando cada parte da fração em 12.

Preencha os cálculos ausentes da tabela de Relação de Engrenagem. Tenha em mente que cada pessoa deve calcular de acordo com a sua função.

Tabela de cálculo da relação de transmissão com uma terceira relação de transmissão adicionada e valores em branco. A relação de transmissão 1 lê uma engrenagem acionada de 12 dentes e uma engrenagem acionada de 60 dentes. A relação de transmissão 2 tem uma engrenagem acionada de 36T e uma engrenagem de acionamento de 12T. A relação de transmissão 3 tem uma engrenagem acionada de 60T e uma engrenagem acionada de 36T.

  • Função 1: Calcule a relação de engrenagem 1 linha da tabela acima. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.
  • Função 2: Calcule a linha da Relação de Engrenagem 2 da tabela acima. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.
  • Função 3: Calcule a linha da Relação de Engrenagem 3 da tabela acima. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.
  • Função 4: Calcule a linha da Razão Resultante da tabela acima. Verifique os cálculos das relações de transmissão 1, 2 e 3 antes de calcular a relação de transmissão final do composto. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.
  • Todas as funções: calcule a linha Vantagem da tabela acima. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.

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É fornecida a seguinte tabela de solução para o Cálculo 2. A vantagem mecânica para o Cálculo 2 é uma razão de 1:1, resultando assim em uma Transferência de Potência.

A tabela de relação de engrenagem concluída mostra soluções de relação de engrenagem 1 = 1 a 5; Relação de engrenagem 2 = 3 a 1; Relação de engrenagem 3 = 5 a 3. A razão resultante é 1 sobre 5 vezes 3 sobre 1 vezes 5 sobre 3 reduzindo para 1 sobre 1, para uma razão de 1 para 1. A vantagem é a transferência de potência, pois a engrenagem motriz giraria uma vez para que a engrenagem motriz girasse uma vez.

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Uma proporção de 1:1 também poderia ter sido alcançada usando apenas duas engrenagens do mesmo tamanho. Inicie uma discussão perguntando aos seus alunos o seguinte:

  • Quando uma relação de transmissão de 1:1 seria útil em um robô?

  • Todas as três relações de engrenagem foram necessárias para alcançar uma relação de engrenagem composta de 1:1? Se não, você pode fornecer um exemplo de um que usa menos engrenagens?

  • Você pode explicar em uma frase o que é uma relação de engrenagem de 1:1 em relação a quantas vezes cada menina vai girar? (Dica: A engrenagem de condução __T (entrada) girará uma vez para que a engrenagem acionada __T (saída) também gire uma vez).

Cálculo 3

Preencha os cálculos ausentes da tabela de Relação de Engrenagem. Tenha em mente que cada pessoa deve calcular de acordo com a sua função.

Tabela de cálculo da relação de transmissão com uma terceira relação de transmissão adicionada e valores em branco. A relação de transmissão 1 lê uma engrenagem acionada de 12 dentes e uma engrenagem acionada de 36 dentes. A relação de transmissão 2 tem uma engrenagem acionada de 36T e uma engrenagem de acionamento de 60T. A relação de transmissão 3 tem uma engrenagem acionada de 12 dentes e uma engrenagem acionada de 60 dentes.

  • Função 1: Calcule a relação de engrenagem 1 linha da tabela acima. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.
  • Função 2: Calcule a linha da Relação de Engrenagem 2 da tabela acima. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.
  • Função 3: Calcule a linha da Relação de Engrenagem 3 da tabela acima. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.
  • Função 4: Calcule a linha da Razão Resultante da tabela acima. Verifique os cálculos das relações de transmissão 1, 2 e 3 antes de calcular a relação de transmissão final do composto. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.
  • Todas as funções: calcule a linha Vantagem da tabela acima. Mostre todo o trabalho no seu bloco de anotações de engenharia.

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É fornecida a seguinte tabela de solução para o Cálculo 3. A vantagem mecânica para o Cálculo 3 é uma razão de 1:25, resultando assim em Velocidade Aumentada.

A tabela de relação de engrenagem concluída mostra soluções de relação de engrenagem 1 = 1 a 3; Relação de engrenagem 2 = 3 a 5; Relação de engrenagem 3 = 1 a 5. A razão resultante é 1 sobre 3 vezes 3 sobre 5 vezes 1 sobre 5 reduzindo para 1 sobre 5, para uma razão de 1 a 25. A vantagem é o aumento da velocidade, pois a engrenagem motriz giraria uma vez para que a engrenagem motriz girasse 25 vezes.

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Agora que os alunos calcularam as relações de engrenagem que resultam em todos os três tipos de vantagem mecânica (Transferência de Potência, Aumento de Velocidade e Aumento de Torque), incentive-os a refletir sobre seus cálculos em seus cadernos de engenharia. Peça aos alunos que identifiquem os padrões que notaram. Faça as seguintes perguntas aos alunos:

P: Quais padrões você notou ao calcular uma relação que resultou em uma Transferência de Poder?
R: As respostas podem variar, mas os alunos devem observar que a relação de engrenagem composta será simplificada para uma fração de 1/1.

P: Quais padrões você notou ao calcular uma proporção que resultou em aumento de velocidade?
R: As respostas podem variar, mas os alunos devem observar que a primeira parte da razão que é representada pelo numerador da fração será um número menor em comparação com a segunda parte da razão ou o denominador da fração. Em outras palavras, a engrenagem de entrada de acionamento girará menos vezes em comparação com a engrenagem de saída acionada.

P: Quais padrões você notou ao calcular uma relação que resultou em aumento de torque?
R: As respostas podem variar, mas os alunos devem observar que a segunda parte da razão que é representada pelo denominador da fração será um número menor em comparação com a primeira parte da razão ou o numerador da fração. Em outras palavras, a engrenagem de entrada de acionamento girará mais vezes em comparação com a engrenagem de saída acionada.

P: Qual é a relação geral entre velocidade e torque?
R: À medida que a velocidade aumenta, o torque diminui e vice-versa. Isso pode ser visto pelas respectivas relações de engrenagem.

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