Крок 1: БЕЗУМНИЙ Крок 2 коробки: шестерні з 12 і 36 зубами

На кроці 2 інструкцій зі складання 12-зубчаста шестерня вже була на валу, який з’єднував MAD Ручка коробки з того боку конструкції.

• Build Expert, знайдіть ту сторону MAD Упакуйте та покажіть своїм товаришам по команді. Потім продемонструйте, що коли цю ручку повертають, вал обертає 12-зубчасту шестерню (ведуча шестерня — вхід), яка потім обертає 36-зубчасту шестерню (ведуча шестерня — вихід), яка додається на цьому кроці збірки.

• Яке передавальне число цих двох передач?

• Калькулятор, складіть рівняння нижче та попросіть Диктофон перевірити його.

Співвідношення 3:1 говорить нам, що рушійна 12-зубчаста шестерня повинна повернутись три рази, щоб один раз повернути 36-зубчасту шестерню.
Це призводить до механічної переваги крутного моменту. Що таке крутний момент?

Крутний момент — це механічна перевага, яка робить вихід веденої шестерні або машини більш потужним. У цьому випадку MAD Box мав утричі більше входу, ніж вихід, що робить його потужнішим.

• Записувач, обов’язково додайте примітки до інженерного блокнота про механічну перевагу крутного моменту в межах MAD Коробка.

Крок 2: БЕЗУМНИЙ Крок 10 коробки: шестерні з 36 і 12 зубами

На кроці 10 інструкцій зі створення, інша сторона MAD Коробка була підключена. Він мав шестерню з 36 зубцями на валу з ручкою.

• Build Expert, знайдіть ту сторону MAD Коробку та покажіть її групі. Потім продемонструйте, що коли ця рукоятка повертається, вал обертає 36-зубчасту шестерню (ведуча шестерня - вхід), яка потім обертає 12-зубчасту шестерню (ведуча шестерня - вихід).

• Яке передавальне число цих двох передач?

• Калькулятор, обчисліть рівняння нижче, а потім попросіть Диктофон перевірити його.

Співвідношення 1:3 говорить нам про те, що ведуча шестерня з 36 зубами має провернути лише один раз, щоб тричі повернути шестерню з 12 зубами.
Це призводить до механічної переваги швидкості.

Швидкість — це механічна перевага, яка пришвидшує вихід веденої шестерні або машини. У цьому випадку MAD Коробка має втричі більше виходу, ніж вхідних обертів, що робить його швидшим.

• Рекордер, обов’язково додайте примітки до інженерного блокнота про механічну перевагу швидкості в MAD Коробка.

Крок 3: БЕЗУМНИЙ Складене передавальне число коробки

• Build Expert, повільно повертайте ручку, підключену до шестерні з 36 зубами, і дозвольте групі спостерігати, як швидко обертається інша ручка.

• Реєстратор, прочитавши опис нижче, поясніть, що таке складене передавальне число в інженерному зошиті.

Передавальне число для шестерні з 36 зубами, що повертає шестерню з 12 зубами, становило 1:3 з механічною перевагою швидкості. Але коли ви повертаєте ручку, підключену до шестерні з 36 зубцями, один раз, інша ручка повертається набагато більше, ніж тричі.

Це тому, що MAD Коробка використовує складене передавальне число . МАД Складене передавальне число коробки створюється тим, що 36 зубчастих шестерень і 12 зубчастих шестерень мають однакові вали.

Складене передавальне число збільшує механічну перевагу швидкості або крутного моменту в механізмі.

Червоні стрілки на зображенні вище показують вали, на яких є шестерні з 36 і 12 зубами. Ці вали з’єднують одне з одним першу, другу та третю передачі. Коли вал обертається, 12-зубчаста та 36-зубчаста шестерні на валу обертаються.

Це збільшує механічну перевагу, створювану кожним передавальним числом, оскільки вони з’єднані в складене передавальне число.

МАД Коробка має два складених передавальних числа, тому що ви можете надавати їй вхідні дані з будь-якої сторони: одне забезпечує перевагу крутного моменту, а інше — швидкість.

Для розрахунку складеного передавального числа на одній стороні MAD Коробка, нам потрібно знайти три передавальні числа в збірці від цього входу до виходу, а потім помножити їх одне на одне.

• Build Expert, знайдіть сторону MAD Коробка, де рукоятка введення повертає шестерню з 36 зубцями, і покажіть її групі. Підказка: це ручка внизу зображення вище. Вкажіть у збірці, щоб переглянути, де знаходяться три передавальні числа.

• Пам’ятайте, що всі ведучі шестерні мають 36 зубів, а всі ведені шестерні мають 12 зубів.

• Калькулятор і рекордер, заповніть і перевірте рівняння нижче:

• Уся команда повинна спробувати відповісти на такі запитання: Що означає складене передавальне число 1:27? Скільки має бути поворотів іншої ручки, коли ручку з 36-зубчастою шестірнею повертають один раз?

• Реєстратор повинен упорядкувати найкращі відповіді команди та записати їх у інженерний блокнот.

Крок 4: MAD Складене передавальне число коробки для крутного моменту

• Build Expert, знайдіть сторону MAD Коробка, де рукоятка введення повертає шестерню з 12 зубцями, і покажіть її групі. Підказка: це протилежна сторона MAD Коробка, як ви використовували вище. Зауважте, що при використанні цього маркера введення всі ведучі шестерні мають 12 зубів, а всі ведені шестерні — 36 зубів.

• Калькулятор і рекордер, заповніть і перевірте рівняння нижче:

• Уся команда повинна спробувати відповісти на наступні запитання: що таке складне передавальне число і що воно означає? Скільки разів ви повертаєте ручку 12-зубчастої шестерні, щоб один раз повернути іншу ручку?

• Реєстратор повинен упорядкувати найкращі відповіді команди та записати їх у інженерний блокнот.

Крок 5: Думки про MAD Дизайн коробки

Чому не MAD Шість передач у коробці в одному ряду?

Конструкція, де всі шестерні зачеплені в лінію, називається зубчастою передачею. На зображенні вище показано MAD Шестерні коробки як зубчаста передача.

Подібна зубчаста передача має лише одне передавальне число, і це а не складене передавальне число. Співвідношення 1:3 або 3:1 залежно від того, перша чи остання передача є ведучою. Для передавального числа мають значення лише розміри першої та останньої передач у цій коробці передач.

Шестерні між першою та останньою передачами називаються проміжними. Вони не збільшують потужність або швидкість. Напрямні шестерні змінюють лише напрямок обертання.

Чому не було MAD Коробка розроблена лише з двома шестернями: маленькою шестернею та шестірнею з у 27 разів більше зубів?

Складене передавальне число MAD Коробка 1:27 або 27:1. Ви можете здивуватися, чому він не був розроблений лише з двома передачами: 12-зубчастою та 324-зубчастою. Це призвело б до передавального числа 1:27 або 27:1.

Є дві причини, чому MAD Коробка не була розроблена з шестернею з 324 зубами.

Перша причина полягає в тому, що VEX Plastic 324 Tooth Gear не існує. Найбільша шестерня в наборі - шестерня на 60 зубів. Коли інженери проектують збірки, вони повинні брати до уваги доступні матеріали, а шестерня з 324 зубами була недоступна.

Друга причина полягає в тому, що шестерня з 324 зубами, якщо вона доступна, була б дуже великою. Спорядження такого розміру ускладнило б керування конструкцією. Складене передавальне число має кращий сенс для проектування портативного пристрою. Коли інженери проектують збірку, вони повинні враховувати, як пристрій використовуватимуть споживачі.