M.A.D. Box's Gears

Adım 1: M.A.D. Kutunun Adım 2: 12 ve 36 Dişlileri

Plastik motor milinin 36T dişlisinin orta kare deliğinden nasıl bağlanacağını ve 12T dişlisi ile nasıl birbirine geçirileceğini gösteren MAD Kutu Oluşturma Talimatlarından 2. adım.

Yapım Talimatlarının 2. Adımında, 12 Diş Dişlisi zaten M.A.D.' yi bağlayan mildeydi. Kutunun sapı yapının o tarafında.

Uzman Oluştur, M.A.D.' nin o tarafını bul Kutulayın ve takım arkadaşlarınıza gösterin. Ardından, bu kol döndürüldüğünde, milin 12 Diş Dişliyi (tahrik dişlisi - giriş) döndürdüğünü ve daha sonra yapının bu adımında eklenen 36 Dişliyi (tahrik edilen dişli - çıkış) döndürdüğünü gösterin.
Bu iki dişlinin dişli oranı nedir?
Hesap makinesi, aşağıdaki denklemi hesaplayın ve Kaydedicinin kontrol etmesini sağlayın.

Öğretmen Araç Kutusu - Çözüm

Gruptaki Hesap Makinesi ve Kaydedici, hesaplamanın aşağıdaki şekilde tamamlanması gerektiğini kabul etmelidir:

İlk fraksiyon 36/12 olmalıdır.
İkinci fraksiyon 3/1 olmalıdır.

Yine, öğrencilerin hem payı hem de paydayı aynı sayıya dalarak kesirleri nasıl azaltacaklarını anlamalarını sağlayın.

3:1 oranı, 36 Dişliyi bir kez döndürmek için 12 Dişlinin üç kez dönmesi gerektiğini söyler.
Bu, torkun mekanik bir avantajına yol açar. Tork nedir?

Tork Avantajını göstermek için 36T Tahrikli dişliye sahip 12T Tahrik Dişlisinin diyagramı. Her dişlinin döndüğü yön bir okla gösterilir. Tahrik dişlisi saat yönünde döner ve giriş olarak etiketlenir ve Tahrik dişlisi saat yönünün tersine döner ve çıkış olarak etiketlenir.

Tork, tahrik edilen dişlinin veya makinenin çıkışını daha güçlü hale getiren mekanik bir avantajdır. Bu durumda M.A.D. Box, çıktıdan üç kat daha fazla girdiye sahipti, bu da onu daha güçlü kılıyordu.

Kaydedici, mühendislik defterine M.A.D. içindeki torkun mekanik avantajı hakkında notlar eklediğinizden emin olun. Kutu.

Adım 2: M.A.D. Kutu Adımı 10: 36 ve 12 Dişliler

Üçüncü dişli ve kol bileşeninin önceki iki bölüme bağlantısını gösteren MAD Kutu Oluşturma Talimatlarının 10. adımı.

Yapım Talimatlarının 10. Adımında, M.A.D.' nin diğer tarafı Box bağlandı. Saplı mil üzerinde 36 dişli vardı.

Uzman Oluştur, M.A.D.' nin o tarafını bul Kutulayın ve gruba gösterin. Ardından, bu kol döndürüldüğünde, milin 36 Diş Dişliyi (tahrik dişlisi - giriş) döndürdüğünü ve ardından 12 Dişliyi (tahrik edilen dişli - çıkış) döndürdüğünü gösterin.
Bu iki dişlinin dişli oranı nedir?
Hesap makinesi, aşağıdaki denklemi hesaplayın ve ardından Kaydedicinin kontrol etmesini sağlayın.

Eksik değerlere sahip dişli oranı formülü, Tahrik edilen dişlinin diş sayısı = ? tahrik dişlisi diş sayısı = 36. Bu 1 bölü ? veya 1:3.

Öğretmen Araç Kutusu - Çözüm

Gruptaki Hesap Makinesi ve Kaydedici, hesaplamanın aşağıdaki şekilde tamamlanması gerektiğini kabul etmelidir:

İlk fraksiyon 12/36 olmalıdır.
İkinci fraksiyon 1/3 olmalıdır.

Yine, öğrencilerin hem payı hem de paydayı aynı sayıya dalarak kesirleri nasıl azaltacaklarını anlamalarını sağlayın.

1:3 oranı, 12 Dişliyi üç kez döndürmek için 36 Dişlinin sadece bir kez dönmesi gerektiğini söyler.
Bu, hızın mekanik bir avantajına yol açar.

Şema, Hız Avantajını göstermek için soldaki 36T Tahrik dişlisini sağdaki 12T tahrik edilen dişliye geçirilmiş olarak göstermektedir. Her dişlinin döndüğü yön bir ok ile işaretlenmiştir. Giriş etiketli tahrik dişlisi saat yönünün tersine döner ve çıkış etiketli tahrik dişlisi saat yönünde döner.

Hız, tahrik edilen dişlinin veya makinenin çıkışını daha hızlı hale getiren mekanik bir avantajdır. Bu durumda M.A.D. Box, giriş rotasyonlarından üç kat daha fazla çıktıya sahiptir ve bu da onu daha hızlı hale getirir.

Kaydedici, M.A.D. içindeki hızın mekanik avantajı hakkında mühendislik defterine notlar eklediğinizden emin olun. Kutu.

Adım 3: M.A.D. Kutunun Bileşik Dişli Oranları

Uzman oluşturun, 36 Dişliye bağlı kolu yavaşça çevirin ve grubun diğer kolun ne kadar hızlı döndüğünü izlemesine izin verin.
Kaydedici, aşağıdaki açıklamayı okuduktan sonra, mühendislik defterinde bileşik dişli oranının ne olduğunu açıklayın.

12 Dişliyi döndüren 36 Dişlinin dişli oranı, hızın mekanik avantajı ile 1:3 idi. Ancak 36 Dişliye bağlı kolu bir kez çevirdiğinizde, diğer kol üç defadan fazla döner.

Çünkü M.A.D. Kutu, bileşik dişli oranı kullanır. M.A.D. Box'ın bileşik dişli oranı, 36 Dişlinin ve 12 Dişlinin aynı milleri paylaşması ile oluşturulur. Bileşik

dişli oranı, bir mekanizma içindeki hız veya torkun mekanik avantajını çarpmaktadır.

Çılgın kutunun yukarıdan aşağıya doğru görünümü, kırmızı bir okla çağrılan yapıları birbirine bağlayan şaftlar ile etiketlenmiş birinci, ikinci ve üçüncü dişli yapıları ile inşa edilmiştir. Birinci vites altta 12T, 2. vites ortada 36T ve 3. vites üstte 12T dişlidir.

Öğretmen İpuçları

M.A.D. görüntüsündeki dişli oranları için 1., 2. ve 3. etiketler Yukarıdaki kutu, 36 Dişliye bağlı kolu çevirmeye dayanmaktadır. Bu, görüntünün altındaki tutamaktır.

Yukarıdaki görüntüdeki kırmızı oklar, üzerinde hem 36 Diş hem de 12 Diş Dişlisi bulunan şaftları göstermektedir. Bu miller birinci, ikinci ve üçüncü dişli oranlarını birbirine bağlar. Şaft döndüğünde, şafttaki hem 12 Diş hem de 36 Diş Dişlisi döner.

Bu, birleşik dişli oranına bağlandıkları için her dişli oranının yarattığı mekanik avantajı çarpar.

M.A.D. Kutu iki bileşik dişli oranına sahiptir, çünkü her iki taraftan da girdi verebilirsiniz - biri tork avantajına, diğeri hız avantajına yol açar. M.A.D.' nin bir tarafındaki bileşik dişli oranını

hesaplamak için Kutu, bu girdiden çıktıya kadar yapıdaki üç dişli oranını bulmalı ve daha sonra bunları birbiriyle çarpmalıyız.

Uzman Oluştur, M.A.D.' nin tarafını bul Giriş kolunun 36 Dişliyi döndürdüğü ve gruba gösterdiği kutu. İpucu: Yukarıdaki resmin altındaki tutamaçtır. Üç dişli oranının nerede bulunduğunu gözden geçirmek için yapıda işaret edin.
Unutmayın, tüm tahrik dişlileri 36 Dişlidir ve tüm tahrik edilen dişliler 12 Dişlidir.
Hesap Makinesi ve Kaydedici, aşağıdaki denklemleri tamamlayın ve kontrol edin:

Eksik değerlere sahip bileşik dişli oranlarını hesaplamak için formüller. Birinci vites oranı 36 üzerinden 12 olarak listelenmiştir ve indirgenmiş değerler ?' dir. İkinci vites oranı 12 over ?, 1 over ? olarak sıralanmıştır. Üçüncü vites oranı? üzerinde ?, 1 'e 3' e düşürüldü. Bileşik Dişli oranı hesaplaması 1 bölü 3 çarpı 1 bölü 3 çarpı 1 bölü 3 = 1 bölü 27 veya 1 ila 27 olarak yazılır.

Tüm ekip şu soruları cevaplamaya çalışmalıdır: 1:27 Bileşik Dişli Oranı ne anlama gelir? 36 Dişlili kol bir kez döndürüldüğünde, diğer kolun kaç dönüşü olmalıdır?
Kaydedici, ekibin en iyi cevaplarını düzenlemeli ve bunları mühendislik defterine yazmalıdır.

Öğretmen Araç Kutusu - Çözüm

Gruptaki Hesap Makinesi ve Kaydedici, hesaplamanın aşağıdaki şekilde tamamlanması gerektiğini kabul etmelidir:

Birinci Dişli Oranındaki eksik kesir 1/3 'tür.
İkinci Dişli Oranındaki eksik kesirler 12/36 ve 1/3 'tür.
Üçüncü Dişli Oranındaki eksik kesir 12/36 'dır.

Bileşik Dişli Oranı hesaplaması için denklem, öğrencilerin ilk kez tamamlandığını görmeleri nedeniyle sağlanmıştır.

1:27 oranı, ilk 36 Dişlinin bir tam dönüşü tamamladığı her sefer için, son 12 Dişlinin (çıkış koluna en yakın olan) 27 kez döndüğü anlamına gelir. Bu, hızın mekanik bir avantajı olduğunu gösterir.

Öğrencilerden 36 Diş Dişli ile kolu makul bir hızda çevirmelerini isteyerek hızın mekanik avantajını vurgulayın ve çıkış kolunun ne kadar hızlı döndüğüne dikkat edin. Matematiksel olarak, çıkış kolu giriş kolundan 27 kat daha hızlı dönüyor!

4. Adım: M.A.D. Kutunun Tork için Bileşik Dişli Oranı

VEX IQ MAD BOX

Uzman Oluştur, M.A.D.' nin tarafını bul Giriş kolunun 12 Dişliyi döndürdüğü ve gruba gösterdiği kutu. İpucu: M.A.D.' nin karşı tarafıdır. Yukarıda kullandığınız gibi kutu. Bu giriş kolunu kullanırken, tüm tahrik dişlilerinin 12 Diş Dişlisi ve tüm tahrik dişlilerinin 36 Diş Dişlisi olduğuna dikkat edin.
Hesap Makinesi ve Kaydedici, aşağıdaki denklemleri tamamlayın ve kontrol edin:

Eksik değerlere sahip bileşik dişli oranlarını hesaplamak için formüller. Birinci vites oranı 12 üzerinden 36 olarak listelenmiştir ve indirgenmiş değerler? over ?. İkinci vites oranı 36 over ?, 3 over ? olarak sıralanmıştır. Üçüncü vites oranı? üzerinde ?, 3 'e 1' e düşürüldü. Bileşik Dişli oranı hesaplaması 3 bölü 1 çarpı 1 olarak yazılır? bitti mi? kez ? bitti mi? = ? bitti mi? ya da ? to ?.

Tüm ekip şu soruları cevaplamaya çalışmalıdır: Bileşik Dişli Oranı nedir ve ne anlama gelir? Diğer kolu bir kez çevirmek için 12 Dişli ile kolu kaç kez çevirirsiniz?
Kaydedici, ekibin en iyi cevaplarını düzenlemeli ve bunları mühendislik defterine yazmalıdır.

Öğretmen Araç Kutusu - Çözüm

Gruptaki Hesap Makinesi ve Kaydedici, hesaplamanın aşağıdaki şekilde tamamlanması gerektiğini kabul etmelidir:

Birinci Dişli Oranındaki eksik kesir 3/1 'dir.
İkinci Dişli Oranındaki eksik kesirler 36/12 ve 3/1 'dir.
Üçüncü Dişli Oranındaki eksik kesir 36/12 'dir.

Bileşik Dişli Oranı hesaplaması için denklem, 27/1 veren 3/1 ve 3/1 eksiktir ve Bileşik Dişli Oranı 27:1 'dir.

27:1 oranı, son 36 Dişlinin (çıkış koluna en yakın olan) bir tam dönüşü döndürmesi için ilk 12 Dişlinin 27 tam dönüşü tamamlaması gerektiği anlamına gelir. Bu, torkun mekanik bir avantajı olduğunu gösterir.

12 Diş Dişlisi ile kolu makul bir hızda çevirmelerini ve döndükçe çıkış kolunun kuvvetini hissetmelerini isteyerek öğrenciler için torkun mekanik avantajını vurgulayın. Matematiksel olarak, çıkış kolu, giriş kolunun 27 dönüşünün gücüyle dönüyor!

Adım 5: M.A.D.' yi düşünmek Kutunun Tasarımı

Neden M.A.D. değil? Box'ın altı dişlisi tek bir sırada mı?

Altı IQ dişlisi, 36T ile başlayıp 12T ile biten 36T ve 12T arasında değişen yatay bir sıraya geçirilir.

Tüm dişlilerin bir hatta birbirine geçtiği bir tasarıma dişli takımı denir. Yukarıdaki resim M.A.D.' yi göstermektedir. Dişli takımı olarak kutunun dişlileri. Bunun gibi

bir dişli takımı sadece bir dişli oranına sahiptir ve bileşik dişli oranı değildir. Oran, ilk veya son vitesin tahrik dişlisi olmasına bağlı olarak 1: 3 veya 3: 1 'dir. Dişli oranına sadece bu dişli grubundaki ilk ve son dişlilerin boyutları önemlidir. İlk

ve son dişliler arasındaki dişlilere avara dişlileri denir. Gücü veya hızı artırmazlar. Avara dişlileri sadece dönüş yönünü değiştirir.

Neden M.A.D. değildi? Sadece iki dişli ile tasarlanmış kutu: küçük bir dişli ve 27 kat daha fazla dişe sahip bir dişli?

Soldaki 12 dişli dişlinin diyagramı, sağdaki 324 dişli dişliye geçmiştir ve dişlerin birbirine geçtiği yerin yakın çekim görüntüsü vardır.

M.A.D.' nin Bileşik Dişli Oranı Kutu 1:27 veya 27:1 'dir. Neden sadece iki dişli ile tasarlanmadığını merak edebilirsiniz: 12 Diş Dişlisi ve 324 Diş Dişlisi. Bu, 1:27 veya 27:1 dişli oranına yol açacaktı.

M.A.D.' nin iki nedeni var. Kutu 324 Dişli ile tasarlanmamıştır.

İlk sebep, VEX Plastik 324 Diş Dişlisinin mevcut olmamasıdır. Kitteki en büyük dişli 60 dişlidir. Mühendisler yapı tasarlarken, hangi malzemelerin mevcut olduğunu ve 324 Diş Dişlisinin mevcut olmadığını dikkate almaları

gerekir. İkinci neden, varsa 324 Dişlinin çok büyük olmasıdır. Bu boyutta bir dişli, yapının taşınmasını zorlaştırır. Bileşik dişli oranı, bir el cihazı tasarlamak için daha mantıklıdır. Mühendisler tasarım oluştururken, cihazın tüketiciler tarafından nasıl kullanılacağını dikkate almaları gerekir.

Motive Edici Tartışma - Özet

Öğrenciler bu STEM Laboratuvarını, dişli oranlarının robotların tasarımı için ne kadar önemli olduğunu anlayarak bitirmelidir. Kısacası, belirli bir dişli oranı ya aktarma gücü ya da robotun parçaları için tork veya hız mekanik avantajları oluşturmak için kullanılır. Şu tartışmayla başlayın:

S: Hızın mekanik avantajını elde etmek için, hangisi daha büyük: tahrik dişlisi mi yoksa tahrik edilen dişli mi ?
A: Hız oluşturulurken tahrik dişlisi tahrik dişlisinden daha büyüktür.

S: Neden bir robotun hızını artırmak isteyebilirsiniz?
A: Robot daha sonra mümkün olduğunca hızlı hareket edebilir ve çalışabilir.

S: Neden bir robotun torkunu artırmak isteyebilirsiniz? İpucu: Hareketli parçalarını düşünün.
A: Robot ağır olabilir veya ağır nesneleri taşıması gerekebilir. Aktarma organlarındaki (dingil mesafesi) tork artışı, hareket etmesine yardımcı olacaktır. Pençesinin veya kolunun torkundaki artış, ağır nesnelerin kaldırılmasına yardımcı olabilir.

S: Neden diş sayılarında daha büyük bir farka sahip iki dişli kullanmak yerine bileşik dişli oranı kullanabilirsiniz?
C: Bazı dişli oranları o kadar büyüktür ki, bir yapının bu boyutta bir dişlisi/dişlileri olamaz. Bu dişli oranını oluşturmak için gereken boyutta bir dişli bile olmayabilir. Bu nedenle, bileşik dişli oranları, mühendislerin gerekli alanı en aza indirirken daha büyük mekanik avantajlar yaratmalarına yardımcı olur.

S: Neden bir dişli takımını bir yapıya dahil edebilirsiniz? Torku veya hızı artırıyor mu?
A: Bir dişli takımı, gücün aktarılmasına yardımcı olur, ancak torku veya hızı, trendeki uç tahrik ve tahrik edilen dişliler arasındaki orandan daha fazla artırmaz.

Öğrenciler, Başvur bölümünün Tork veya Hız için Yarışma Robotu Tasarlama hakkındaki sayfasında bunu düşünmeye geri dönecekler. Daha fazla bilgi için Basit Dişli Oranlarının Nasıl Kullanılacağı hakkında bir VEX Kitaplığı makalesibulunmaktadır. Makale VEX V5 robotları kapsamında yazılmıştır ancak kavramlar VEX IQ robot tasarımları için de geçerlidir.

Laboratuvarlara Geri < Dön Sonraki >