Bu Yapıya Dişliler Uygulanıyor
Adım 1: V5 Dişli Kutusu Yapısının Tek Katmanlı Dişlileri
Şanzımanın her katmanında, 12 dişli bir dişliyi 60 dişli bir dişliyle birleştirdiniz. Şaft kilit plakasını çevirdiğinizde dönen şaftta 60 dişli dişlinin bulunduğuna dikkat edin. 60 dişli vites döndüğünde, 12 dişli dişliyi döndürür. Bu, şanzımanın bu tarafında, 60 dişli dişlinin tahrik dişlisi ve 12 dişli dişlinin tahrik dişlisi olduğu anlamına gelir. 60 dişli bir dişlinin 12 dişli bir dişliyi tahrik ettiği yapıdaki üç konumu bulun. İpucu: Hangi şaftı çevirdiğiniz önemlidir. Bunu kolaylaştırmak için tekerleğe veya başka bir mil kilitli parçaya uzatılmış bir Mil Yakası kullanabilirsiniz.
Büyük dişlide 5 kat daha fazla diş olduğundan, dişli oranımız 5:1'dir, yani küçük dişlinin her 5 turunda büyük dişli 1 kez dönecektir.
Öğretmen Araç Kutusu
Öğrencilerden 60 dişli çarkın 12 dişli çarkı çevirdiği üç konumu bulmaları isteniyor. Yapıda 60 dişli çarklar kolayca tanınabiliyor. Yapıdaki her 60 dişli dişli, 12 dişli bir dişliyi çalıştırır; ancak bu yalnızca 60 dişli dişliyi döndüren şaftı döndürdüğünüzde gerçekleşir. Diğer şaft 12 dişli çarkı döndürür ve bu da 60 dişli çarkı çalıştırır.
Adım 2: Daha Büyük Bir Dişliyi Artırılmış Hız İçin Giriş Olarak Kullanma
12 dişli bir dişliyi sürmek için 60 dişli bir dişlinin Bir dingil etrafında 12 dişli bir vites sürmek için 60 dişli bir dişli kullanın. Yukarıdaki örnekte, büyük dişliyi döndürüyor veya sürüyoruz. Daha büyük tahrik dişlisi için her 1 turda, daha küçük dişlinin 5 tam tur dönmesi gerekir. Bu, 5:1 dişli oranı nedeniyle daha küçük dişlinin daha büyük dişliden 5 kat daha hızlı döneceği anlamına gelir. Bu, yüksek dişli oranı olarak bilinir; oran 1:1 'den daha yüksektir.
Adım 3: Artan Tork için Giriş Olarak Daha Küçük Bir Dişli Kullanma
60 dişli bir dişliyi sürmek için 12 dişli bir dişlinin Tork, bir merkez noktası hakkında bir şeyi ne kadar sert çevirdiğinizin bir ölçüsüdür. Bir itmenin kuvvetini, itmenin merkez noktasından ne kadar uzakta olduğu ile çarparak hesaplayabilirsiniz. Daha küçük olan tahrik dişlisinin dişleri merkeze yakın olduğundan, aynı miktarda tork için daha fazla kuvvetle iterler. Aynı zamanda tahrik edilen dişlinin dişleri merkez noktasından uzaktadır, dolayısıyla aynı miktardaki kuvvet daha fazla tork yaratır.
Eğer daha büyük bir tahrik dişlisine sahipseniz, şafta uygulamanız gereken tork, daha küçük bir dişliyi tahrik ediyor olsaydınız uygulayacağınız torktan çok daha yüksektir. Aynı mile birden fazla dişli bağlayabildiğimiz için, aynı torktan gelen kuvvet miktarını ayarlayabiliriz, bu da her bir bağlantıyla daha yüksek tork elde edilmesini sağlar. V5 Dişli Kutumuzun her aşamasından elde edilen dişli oranı, düşük bir dişli oranı olan 1:5 'tir. Tahrik dişlisini hareket ettirmek için tahrik dişlisinin daha fazla dönmesi gerekecektir, ancak bu, tahrik edilen dişlinin daha sert itmesini sağlayacaktır.
Tartışmayı Motive Edin
Önceki iki adım önemli bilgiler sağladı. Bu tartışma, söz konusu bilgilerin basitleştirilmiş bir özeti olarak hizmet etmelidir.
S:Tahrik dişlisi tahrik edilen dişliden büyük olduğunda, tahrik edilen dişlinin hızı mı yoksa torku mu daha fazladır? Neden?
A:Tahrik edilen dişlinin hızı daha fazladır çünkü daha büyük tahrik dişlisinin tek bir dönüşü sırasında birden fazla kez döner.
S:Tahrik dişlisi tahrik edilen dişliden daha küçük olduğunda, tahrik edilen dişlinin hızı mı yoksa torku mu daha fazladır? Neden?
A:Tahrik edilen dişlinin torku daha fazladır çünkü tahrik edilen dişlinin dişleri merkez noktasından, tahrik eden dişlinin dişlerinin merkez noktasına olan uzaklığından daha uzaktadır.
4. Adım: Mekanik Avantajı Çarpma
Her kademenin 5:1 dişli oranı vardır, bu nedenle giriş ve çıkış milleri arasında 5x5x5:1x1x1 veya 125:1 oranı elde etmek için bunları birlikte çarpabiliriz. Bu, yüksek dişli mili 1 kez döndürürseniz, çıkış milinin 125 kez döneceği anlamına gelir! Öte yandan, düşük dişli şaftına bir miktar tork uygularsanız, çıkış şaftı 125 kat daha yüksek bir torkla çıkış yapacaktır, ancak bunu çok yavaş yapacaktır.
Yüksek dişli şaftını hiçbir direnç olmadan döndürmeyi deneyin. Çıkış mili ne kadar hızlı döner?
Çıkış milini tutarken düşük dişli milini döndürmeyi deneyin. Çıkış milinin dönmesini durdurabilir misiniz?
Öğretmen İpuçları
-
Öğrencilere düşük vites milini çevirmelerini söyleyin. Bileşik dişli oranının yarattığı aşırı tork nedeniyle bazı öğrenciler onu döndürmede zorluk çekebilir.
-
Öğrencilerden yüksek dişli milini çevirmelerini isteyin. Sonuç olarak düşük dişli şaftı gözle görülür şekilde daha hızlı dönecektir.
-
Bu makinenin davranışının 125:1 olan aşırı bileşik dişli oranından kaynaklandığını açıklayın.
-
Bileşik dişli oranlarının, tek dişli oranının sağlayabileceğinden daha fazla mekanik avantaja ihtiyaç duyulduğunda yaygın olarak kullanıldığını vurgulayın.
Öğrenmenizi Genişletin
Bu aktiviteyi genişletmek için, bu laboratuvardaki bilgileri ve aşağıdaki formülleri kullanarak belirli bir dişli oranının çıkış hızını ve çıkış torkunu hesaplayın.
Formüller:
Dişli Redüksiyonu = Tahrik Edilen Dişli Dişleri / Tahrik Edilen Dişli Dişleri
Çıkış Torku = Giriş Torku x Dişli Redüksiyonu
Çıkış Hızı = Giriş Hızı / Dişli Redüksiyonu
VEX V5 Sınıf Süper Kiti içerisinde oluşturulabilen oranları kullanın.
Örnek:
Dişli Oranı = 60:12 veya 5:1
Dişli Redüksiyonu = Tahrik Edilen Dişli Dişleri / Tahrik Edici Dişli Dişleri = 12 / 60 = 0,2
Çıkış Torku = Giriş Torku x Dişli Redüksiyonu = 1,5 Nm x 0,2 = 0,3 Nm
Çıkış Hızı = Giriş Hızı / Dişli Redüksiyonu = 100 RPM / 0,2 = 500 RPM