Tính toán hai tỷ số truyền

Hộp công cụ dành cho giáo viên - Mục đích của phần này

Mục đích của các trang Tính toán tỷ số truyền trong phần Suy nghĩ lại là cho phép học sinh làm việc theo nhóm để tính toán tỷ số truyền riêng lẻ và sau đó kết hợp chúng để có được tỷ số truyền hỗn hợp. Khi học sinh đã đạt được tỷ số truyền phức hợp, sau đó họ sẽ xác định lợi thế cơ học thích hợp từ tỷ số này.

Học sinh sẽ làm việc theo nhóm bốn người. Nhấp vào đây (Google Doc / .docx / .pdf) để biết danh sách các vai trò nhóm cho phần này.

Xem qua ví dụ đầu tiên với học viên trước khi yêu cầu các em làm việc theo nhóm về các phép tính. Sẽ có tổng cộng ba phép tính. Trang đầu tiên (Tính hai tỷ số truyền) sẽ có Tính toán 1 với hai tỷ số truyền riêng lẻ để tính toán, trong khi trang thứ hai (Tính ba tỷ số truyền) sẽ có Tính toán 2 và 3 với ba tỷ số truyền riêng lẻ để tính toán.

Khuyến khích học viên làm việc trong nhóm của các em và đặt câu hỏi khi cần thiết.

Mỗi phép tính sẽ bao gồm một trong ba ưu điểm cơ học sau:

Tốc độ tăng: một tỷ lệ trong đó số đầu tiên nhỏ hơn số thứ hai (tử số nhỏ hơn mẫu số). Một ví dụ là 1:15.
Mô-men xoắn tăng: một tỷ lệ trong đó số thứ hai nhỏ hơn số thứ nhất (mẫu số nhỏ hơn tử số). Một ví dụ là 15:1.
Chuyển giao quyền lực: tỷ lệ 1-1 (tử số bằng mẫu số). Một ví dụ là 1:1.

Mẹo dành cho giáo viên - Từ vựng

Tử số: phần trên cùng của một phân số.
Mẫu số: phần dưới cùng của phân số.

Bây giờ bạn đã khám phá bánh răng là gì và cách chúng có thể được sử dụng để tạo ra lợi thế cơ học, bây giờ bạn sẽ tính toán các tỷ số truyền khác nhau và kết hợp chúng để có được tỷ số truyền hợp chất.

Bạn sẽ làm việc theo nhóm bốn người để tính tỷ số truyền và xác định lợi thế cơ học thu được.

Xem ví dụ

Bắt đầu bằng cách xem ví dụ sau:

Trong ví dụ trên, hàng Tỷ lệ Kết quả dùng để chỉ việc tính toán Tỷ lệ Bánh răng Hợp chất bằng cách nhân tất cả các tỷ lệ bánh răng riêng lẻ với nhau.

Tỷ số truyền 1 có 36 bánh răng (bánh răng 36T) dẫn động 12 bánh răng (bánh răng 12T). Xem mối quan hệ được Thúc đẩy bởi kết quả Lái xe trong 12 trên 36, giảm xuống còn một phần ba. Như vậy, tỷ lệ là 1:3.

Hàng một trong các bảng trước cho thấy Tỷ lệ bánh răng 1 với các tính toán dẫn đến tỷ lệ từ 1 đến 3.

Tương tự như vậy đối với Gear Ratio 2, một bánh răng 60T đang dẫn động một bánh răng 12t. Xem mối quan hệ là Driven over Driving dẫn đến kết quả 12 trên 60, giảm xuống còn 1/5. Như vậy, tỷ lệ là 1:5.

Hàng thứ hai từ bảng trên, đọc tỷ lệ Gear 2 với các tính toán cho tỷ lệ từ 1 đến 5.

Để kết hợp hai tỷ lệ này, phép nhân phân số được đưa vào. Một phần ba nhân một phần năm là một phần mười lăm. Hãy nhớ rằng, khi nhân các phân số, bạn nhân thẳng với tử số và mẫu số. Do đó, tỷ lệ bánh răng hợp chất là 1:15.

Hàng thứ ba của tỷ lệ kết quả đọc bảng trên, với các tính toán dẫn đến tỷ lệ 1 đến 15.

Khi tỷ số bánh răng phức hợp được tính toán, bây giờ có thể xác định lợi thế cơ học là gì. Ưu điểm kết quả là Tăng tốc độ: Bánh răng 36t (đầu vào) sẽ quay một lần để bánh răng 12t (đầu ra) quay 15 lần.

Hàng thứ tư của bảng trên nêu rõ Ưu điểm là tăng tốc độ.

Cách tính 1

Điền vào các tính toán còn thiếu từ bảng Tỷ lệ bánh răng. Hãy nhớ rằng, mỗi người nên tính toán theo vai trò của họ.

Bảng tính tỷ số truyền với các giá trị bị thiếu. Tỷ số truyền 1 cho thấy 36t trên bánh răng dẫn động và 12t trên bánh răng dẫn động với các giá trị khác trống. Tỷ số truyền 2 cho thấy bánh răng dẫn động 60t và bánh răng dẫn động 12t với các giá trị khác trống. Tỷ lệ kết quả và loại giá trị lợi thế cũng trống.

Vai trò 1: Tính tỷ số truyền 1 hàng của bảng trên. Hiển thị tất cả công việc trong sổ ghi chép kỹ thuật của bạn.
Vai trò 2: Tính hàng Gear Ratio 2 của bảng trên. Hiển thị tất cả công việc trong sổ ghi chép kỹ thuật của bạn.
Vai trò 3: Tính hàng Tỷ lệ kết quả của bảng trên. Kiểm tra các tính toán từ Tỷ lệ bánh răng 1 và 2 trước khi tính tỷ lệ bánh răng hợp chất cuối cùng. Hiển thị tất cả công việc trong sổ ghi chép kỹ thuật của bạn.
Vai trò 4: Tính hàng Advantage của bảng trên. Hiển thị tất cả công việc trong sổ ghi chép kỹ thuật của bạn.
Tất cả các vai trò: Sau khi hoàn thành bảng, hãy xác minh với tất cả các thành viên trong nhóm rằng các tính toán là chính xác.

Hộp công cụ dành cho giáo viên - Giải pháp

Với điều kiện là bảng giải pháp sau đây cho Tính toán 1. Lưu ý rằng Tính toán 1 là nghịch đảo với ví dụ đầu tiên được cung cấp. Thay vì tỷ lệ bánh răng hợp chất là 1:15, tỷ lệ bánh răng hợp chất là 15:1. Chỉ ra mô hình này cho học viên khi xem qua giải pháp.

Hơn nữa, hãy nêu ra lý luận toán học về sự khác biệt giữa tốc độ và mô-men xoắn để đảm bảo học sinh nắm bắt được khái niệm này, vì điều này sẽ được giải quyết thêm trong Hộp công cụ giáo viên về lợi thế cơ học ở trang sau.

Thúc đẩy thảo luận

H: Hoạt động nào được sử dụng khi tính toán tỷ số bánh răng hỗn hợp?
A: Phép nhân. Khi nhân các phân số, nhân với tử số và mẫu số.

Hỏi: Lợi thế cơ học của việc tăng mô-men xoắn có ý nghĩa gì đối với robot trong cuộc thi?
Đáp: Câu trả lời có thể khác nhau, nhưng một ví dụ có thể bao gồm robot nâng hoặc mang vật nặng.

< Quay lại Phòng thí nghiệm Tiếp theo >