Οδοντοτροχοί που μεταφέρουν την περιστροφή σε γωνιά 90. Ανακάλυψε...

Transcript

1 Αν θες να βρεις πως συνδυάζονται οι κωνικοί οδοντο για να παράξουν έργο, προσπάθησε να φτιάξεις ένα «μίξερ χειρός» και δες πώς μεταφέρεται η δύναμη από την μονή είσοδο στη διπλή έξοδο. Ακολούθησε τα βήματα στις σελίδες 9-0 του υ οδηγιών κατασκευής: ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ της Engino και φτιάξε το δικό σου χειροκίνητο μίξερ.κέρδισε βαθμούς αν το κατασκευάσεις σωστά. Οδοντο που μεταφέρουν την περιστροφή σε γωνιά 90 Η ομοιότητα της αριστερής και της πάνω εικόνας είναι το σχήμα των οδοντοτροχών. Είναι σε σχήμα V το οποίο τους επιτρέπει να ενώνονται αποτελεσματικά όταν βρίσκονται σε κάθετη θέση μεταξύ τους, δηλαδή σε γωνιά 90. Αυτό το είδος, οι κωνικοί είναι ένας από τους πιο χρήσιμους τύπους οδοντοτροχών αφού έχει πολλές εφαρμογές. Πάρε ως παράδειγμα το παρασοδιακό τρυπανάκι χειρός στην πιο κάτω εικόνα. Οι κωνικοί οδοντο μας επιτρέπουν να γυρνάμε το χερούλι σε κατεύθυνση που μας βολεύει. Έχεις προσέξει τη διαφορά στη διάμετρο των δύο κωνικών οδοντοτροχών; ιατί άραγε οι οδοντο στο τρυπανάκι χειρός δεν έχουν το ίδιο μέγεθος; της Engino Ήξερες ότι τα ελικόπτερα δεν έχουν ένα έλικα μόνο αλλά δύο; Ο μεγάλος έλικας κάνει το ελικόπτερο να πετά ενώ ο μικρός περιστρέφεται σε διαφορετική κατεύθυνση! Μπορεί να είναι μικρός αλλά χωρίς αυτόν, το ελικόπτερο δεν θα μπορούσε να απογειωθεί! Ο έλικας στην ουρά χρειάζεται για να ισορροπεί το ελικόπτερο, διαφορετικά θα στριφογύριζε στον αέρα! Έχεις ποτέ σκεφτεί πώς αυτός ο μικρός έλικας λειτουργεί; Προσομοίωσε αυτή τη πτήση φτιάχνοντας το δικό σου ελικόπτερο Engino και βρες πώς κινείται ο έλικας στην ουρά αφού είναι τοποθετημένος μακριά από την κεντρική μηχανή. Ανακάλυψε... Πώς μπορείς να μεταφέρεις την περιστροφή σε ένα μακρινό σημείο. Πείραμα 4: Ελικόπτερο Διαδικασία:. Ακολούθησε προσεκτικά τα βήματα των σελίδων - στο εγχειρίδιο κατασκευής: ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ της Engino και φτιάξε ένα ελικόπτερο.. Παίξε με το μοντέλο σου και δες πώς λειτουργεί. Τι παρατηρείς όταν γυρνάς το χερούλι που βρίσκεται στην ουρά του ελικόπτερου; Δοκίμασε να γυρίσεις τον κεντρικό έλικα με το χέρι σου. Τι παρατηρείς; []. Μέτρησε με ένα χάρακα την απόσταση μεταξύ του στρόφαλου και του κεντρικού έλικα. Μέτρησε επίσης και το μήκος του μακρύτερου άξονα Engino. [] Παραδοσιακό τρυπανάκι χειρός Οι βασικοί που ενώνονται ο ένας δίπλα στον άλλο ονομάζονται απλοί όπως και οι οδοντο Engino. Όμως, όπως έχεις δει προηγουμένως, οι οδοντο Engino μπορούν να μεταφέρουν την περιστροφή σε γωνιά 90, όπως οι κωνικοί. Αυτό το είδος είναι παρόμοιο με τους οδοντοτροχούς που χρησιμοποιούνταν στους μύλους παλαιότερα αφού κατασκευάζονταν εύκολα από ξύλο. Σήμερα, τέτοιοι οδοντο μπορεί να είναι φτιαγμένοι με ακρίβεια αλλά είναι υποδεέστεροι από τους κωνικούς οδοντοτροχούς γιατί λόγω τριβής χάνουν περισσότερη ενέργεια. Παρά όλα αυτά, ο σχεδιασμός του έχει το σκοπό του, που σε μερικές εφαρμογές το κάνει ουσιαστικά καλύτερο. Οι οδοντο Engino ανήκουν στη κατηγορία των οδοντωτών τροχών-κορώνων εξαιτίας του ιδιαίτερου τους σχήματος. έλεγξε τι έχεις μάθει Τι είναι ο ΚΩΝΙΚΟΣ ΟΔΟΝΤΩΤΟΣ ΤΡΟΧΟΣ και τι κάνει; 7 Ελικόπτερο Μίξερ χειρός που χρησιμοποιείται στις περισσότερες κουζίνες Έλεγχος νώσεων Οι οδοντο-κορώνες Εισαγωγή Αλλαγή κατεύθυνσης του άξονα: Στις περισσότερες μηχανές, η κατεύθυνση της κίνησης στην εισαγωγή και την παραγωγή διαφέρει. Αυτό είναι άλλο ένα χαρακτηριστικό των απλών μηχανών: η ικανότητα τους να αλλάζουν την κατεύθυνση της κίνησης. Ιδανικός μηχανισμός για αυτό είναι οι συνδέσεις οι οποίες επεξηγούνται λεπτομερώς στο πακέτο Μηχανική Επιστήμη: ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ ΜΟΧΛΩΝ της Engino Education. Αλλά, όταν απαιτείται υψηλή ταχύτητα με μεγάλη ακρίβεια, τότε οι είναι η καλύτερη λύση. Πώς θα πρέπει να διαμορφωθεί το σχήμα τους για μεταφορά κίνησης 90 μοιρών; Κατασκευή Πρόκληση Μεταφορά κίνησης Τμήμα νώσεων Το εσωτερικό ενός κινητήρα με κωνικούς οδοντοτροχούς σε πιο αποτελεσματικό σχεδιασμό Τι είναι ο ΑΠΛΟΣ ΟΔΟΝΤΟΤΡΟΧΟΣ και ο ΟΔΟΝΤΟΤΡΟΧΟΣ-ΚΟΡΩΝΑ και ποιες οι διαφορές τους; Το ελικόπτερο Σινούκ δεν έχει έλικα στην ουρά του αφού ανυψώνεται με δύο μεγάλους έλικες οι οποίοι περιστρέφονται αντίθετα απόσταση από το στρόφαλο μέχρι τον κεντρικό έλικα μήκος του μακρύτερου άξονα Engino Απαιτούμενα υλικά: 4. Πώς δημιουργήσαμε μεγαλύτερο άξονα; []. Τα κομμάτια Engino.. Εγχειρίδιο κατασκευής: ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ της Engino Το μοντέλο ελικόπτερου της Engino 8

2 Τμήμα νώσεων Παρατηρήσεις & άλλες δραστηριότητες Επεκτείνοντας τον άξονα ) Ποιο μέρος του ελικόπτερου περιστρέφεται γρηγορότερα; Ο στρόφαλος ή ο έλικας; ) Μέτρησε πόσες φορές περιστρέφεται ο κεντρικός άξονας όταν ο στρόφαλος κάνει 5 ολοκληρωμένες περιστροφές. ια σωστές μετρήσεις γύρνα τον στρόφαλο αργά. περιστροφές κεντρικού έλικα ) Σύγκρινε τα αποτελέσματα σου με τις απαντήσεις σου στην δραστηριότητα στο μέρος «παρατηρήσεις» του πειράματος με το καρουσέλ ( 6). Τα αποτελέσματα σου αυτή τη φορά είναι τα ίδια; ιατί; Ένας ανεμόμυλος μεταφέρει ενέργεια από τις λεπίδες στην αντλία νερού μέσα στο έδαφος μέσω ενός πολύ μεγάλου άξονα Σε πολλά μηχανήματα, η πηγή ενέργειας δεν είναι απευθείας συνδεδεμένη με την έξοδο. Ένα καλό παράδειγμα είναι τα αυτοκίνητα στα οποία η μηχανή (πηγή ενέργειας/εισαγωγής) βρίσκεται στο καπό ενώ η κίνηση παράγεται στους μπροστινούς ή πίσω τροχούς. Σε τέτοιες περιπτώσεις, χρειαζόμαστε απευθείας ενέργεια προς το απαιτούμενο σημείο επεκτείνοντας τον άξονα. Στα λόγια φαίνεται εύκολο! Το μόνο που πρέπει να κάνουμε είναι να κατασκευάσουμε μεγαλύτερο άξονα που θα μεταφέρει δύναμη και κίνηση από το ένα σημείο στο άλλο. Πώς μπορούμε, λοιπόν, να το επιτύχουμε με τα κομμάτια Engino; 4) Χρησιμοποιώντας τις γνώσεις που απέκτησες μέχρι τώρα, υπολόγισε το λόγο ταχυτήτων του ελικόπτερου σου. Σημείωσε τις σκέψεις σου και τους υπολογισμούς σου πιο κάτω. Οι άξονες Engino μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους για να δημιουργήσουν έναν μεγαλύτερο Το σετ Engino που έχεις περιλαμβάνει μερικούς άξονες διαφορετικού μήκους και 4 ενώσεις, τα μικρά κυλινδρικά γκρίζα κομμάτια που δέχονται τον άξονα και στις δύο τους πλευρές. Αυτό το κομμάτι χρησιμοποιήθηκε και στα δύο μοντέλα του καρουσέλ και του ελικόπτερου για να μεταφέρουμε τη κίνηση σε απόσταση. Όπως θα έχεις προσέξει, η λέξη άξονας χρησιμοποιείται για να περιγράψει περισσότερα από ένα μέρη μιας μηχανής. Ο κινητήριος άξονας είναι ειδικός άξονας ο οποίος μεταφέρει δύναμη και ροπή, αντίθετα με ένα απλό άξονα, στον οποίο απλά ενώνονται. Σε μερικές περιπτώσεις πρέπει να αλλάξουμε την κατεύθυνση του άξονα, και αυτό μπορεί να επιτευχθεί σε γωνιά 90 με τους κωνικούς οδοντοτροχούς, όπως έχουμε μάθει. ίνεται αλλαγή σε άλλες γωνιές; Είναι πιθανόν να αλλάξει ο άξονας χωρίς τη χρήση οδοντοτροχών; Κατασκευή Πρόκληση Τεστ νώσεων 4 Το καλοκαίρι είναι υπέροχο αφού απολαμβάνουμε τον ήλιο, τη θάλασσα και τα παγωτά περισσότερο από κάθε άλλη εποχή! Όμως, τι γίνεται όταν η θερμοκρασία είναι πολύ ψηλή και είσαι στο σπίτι χωρίς κλιματιστικό; Οι περισσότεροι χρησιμοποιούν ανεμιστήρα για να τους δροσίσει! Προσπάθησε να φτιάξεις τον δικό σου ανεμιστήρα υψηλής ταχύτητας για να αντιμετωπίσεις τον καύσωνα του καλοκαιριού. Αν δυσκολευτείς, δοκίμασε τον ανεμιστήρα υψηλής ταχύτητας της Engino στις σελίδες -5 of του υ οδηγιών κατασκευής: ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ και κέρδισε βαθμούς! ( βαθμοί) Μια γωνιακή μετατόπιση του άξονα από μια γωνία θ Οι μηχανικοί έχουν βρει έναν έξυπνο τρόπο να συνδέουν δύο κινητήριους άξονες και να αλλάζουν τον άξονα. Αυτό το είδος ένωσης ονομάζεται αρθρωτός σύνδεσμος και αποτελείται από ένα ζεύγος αρθρώσεων σε σχήμα U που βρίσκονται κοντά η μια στην άλλη, δημιουργούν γωνιά 90 μεταξύ τους και ενώνονται με ένα ενδιάμεσο άξονα. Πιστεύετε ότι η ιδέα αυτή βασίζεται στο σχεδιασμό των αναρτήρων από την αρχαιότητα. Μοντέλο ανεμιστήρα υψηλής ταχύτητας Engino Ο κύριος άξονας κίνησης ενός αυτοκινήτου μεταδίδει δύναμη στους πίσω τροχούς σταυρός κινητήριος άξονας εισαγωγής κινητήριος άξονας παραγωγής Αρθρωτός σύνδεσμος Ανεμιστήρας 9 Ζευγάρι αρθρωτών συνδέσεων που μετακινούν τον άξονα παράλληλα 0

3 Αν ρίξεις μια ματιά στα μοντέλα που φτιάξαμε, θα δεις ότι χρησιμοποιήσαμε ακόμα ένα κομμάτι το οποίο μοιάζει με βίδα. Όπως βλέπεις στην αριστερή εικόνα, αυτή η βίδα ενώνεται με δύο άξονες, ένα σε κάθε πλευρά. Αλλά, για ποιο σκοπό συγκεκριμένα σχεδιάστηκε αυτό το κομμάτι; οδοντωτός τροχός οδοντωτός κανόνας Μηχανισμός οδοντωτού κανόνα και οδοντοτροχού Σύστημα ατέρμονα κοχλία-οδοντοτροχού σε παλιό γερανό ναυπηγείου l Μάθαμε ότι ο Λ.Τ. εκφράζει το ποσό μείωσης (ή αύξησης) της ταχύτητας του κινητήριου οδοντοτροχού σε σχέση με τη ταχύτητα εισαγωγής. Λ.Τ. έχει και το σύστημα ατέρμονα κοχλία-οδοντοτροχού. Με μια πλήρη περιστροφή του ατέρμονα κοχλία, ο θα κινηθεί μόνο κατά ένα δόντι. Αυτό σημαίνει πως αν χρησιμοποιήσουμε έναν οδοντοτροχό με 50 δόντια, θα έχουμε μείωση της ταχύτητας κατά 50 φορές, αφού θα πρέπει να περιστρέψουμε τον κοχλία 50 φορές για περιστροφή του οδοντοτροχού. Σε ένα σύστημα ατέρμονα κοχλία, η περιστροφή μπορεί να αλλάξει κατά 90 Τα συστήματα ατέρμονα κοχλία-οδοντοτροχού έχουν πολλές εφαρμογές κυρίως όταν απαιτείται μεγάλη μείωση ταχύτητας, όπως στα κιβώτια ταχυτήτων των κινητήρων. Ένα πλεονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ότι λειτουργεί μόνο προς μια κατεύθυνση, αυτή του ατέρμονα κοχλία. Αν προσπαθήσεις να γυρίσεις τον οδοντοτροχό, το σύστημα θα κλειδώσει και δεν θα κινηθεί! Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε περιπτώσεις όπου χρειαζόμαστε μια ασφαλή λειτουργία μιας κατεύθυνσης, όπως στους γερανούς. Από την άλλη, υπάρχει και το μειονέκτημα της αύξησης της τριβής με αποτέλεσμα να χρειάζεται μόνιμη λίπανση. Μπορείς να μάθεις περισσότερα για τους ατέρμονες κοχλίες και τις βίδες στο πακέτο μας Μηχανική Επιστήμη: ΒΙΔΕΣ & ΚΟΧΛΙΕΣ. Ελικοειδής σε κιβώτιο ταχυτήτων Απλοί οδοντο πάχος σπείρας Όταν ο ατέρμονας κοχλίας Engino συνδεθεί με τον μέτριο οδοντωτό τροχό, οι περιστροφές ανά λεπτό του άξονα εισόδου μειώνονται κατά 8! Άλλα είδη οδοντωτών τροχών Υπάρχουν περισσότερα είδη οδοντωτών τροχών, το καθένα για συγκεκριμένη χρήση. Μέχρι τώρα, έχουμε δει το βασικό απλό οδοντοτροχό, τον κωνικό οδοντοτροχό, την κορόνα και τον ατέρμονα κοχλία. Τα δόντια του απλού οδοντωτού τροχο θ μπορούν να τροποποιηθούν για μεγιστοποίηση της αποδοτικότητας και είναι γνωστοί ως ελικοειδείς επειδή τα δόντια τους είναι κυρτά. Οδοντωτός κανόνας και : Σύστημα ατέρμονα κοχλία - οδοντοτροχού: ατέρμονας κοχλίας Σε πολλές μηχανές, υπάρχει η ανάγκη για μετατροπή της περιστροφικής κίνησης σε γραμμική, δηλαδή κίνηση σε μια ευθεία γραμμή. Άλλες μηχανές μπορούν να το κάνουν αυτό, όπως είναι ο στρόφαλος ή το έκκεντρο, ακόμα και οι συνδέσεις. Όμως, υπάρχουν και που μπορούν να το κάνουν με ακρίβεια επιτρέποντας πλήρη έλεγχο σε κάθε θέση! Αυτοί ονομάζονται οδοντωτός κανόνας και. Ο ατέρμονας κοχλίας Engino Ο ατέρμονας κοχλίας είναι ένα ειδικός που μπορεί να μειώσει τη ταχύτητα (rpm) κατά πολύ περισσότερο από ότι ένας απλός συρμός οδοντοροχών. Το είδος αυτό παίρνει πολύ λιγότερο χώρο, αυξάνει τη ροπή και αλλάζει την κατεύθυνση του άξονα κατά 90. Το σύστημα αποτελείται από δύο μέρη, τον ατέρμονα κοχλία που έχει τη μορφή βίδας, μιας από της απλές μηχανές, και τον απλό οδοντοτροχό. Στη δεξιά εικόνα, μπορείς να δεις ένα τέτοιο σύστημα σε παλιό γερανό ναυπηγείου. νώριζες ότι; Άλλη μια διάταξη οδοντωτών τροχών που έχει συγκεκριμένη εφαρμογή είναι το ηλιακό σύστημα, γνωστό και ως σεληνιακό σύστημα. Αυτή η σύνθετη διάταξη περιλαμβάνει ένα ή περισσότερους εξωτερικούς οδοντοτροχούς (πλανήτες) οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από έναν κεντρικό οδοντοτροχό (ήλιο). Συνήθως, οι πλανήτες τοποθετούνται σε ένα κινητό βραχίονα ο οποίος μπορεί να περιστραφεί σε σχέση με τον ήλιο. Στην δεξιά εικόνα υπάρχει και ένας εξωτερικός δακτύλιος (στεφάνη) ο οποίος ενώνεται με τους πλανήτες. Ένα πλεονέκτημα αυτής της διάταξης είναι το γεγονός ότι είναι συμπαγής και μπορεί να μεταφέρει μεγάλα φορτία. Άλλος ένας παράξενος τύπος είναι οι μη κυκλικοί οδοντο στην δεξιά εικόνα και χρησιμοποιούνται σε κλωστοϋφαντουργικές μηχανές. Κατασκευή Πρόκληση Με τα Engino σου μπορείς να συναρμολογήσεις ένα σύστημα οδοντωτού κανόνα και οδοντοτροχού. Μπορείς να φτιάξεις μια μηχανή για να το χρησιμοποιήσεις; Στις σελίδες 6-7 του υ οδηγιών κατασκευής, μπορείς να βρεις ένα μοντέλο περιστρεφόμενης πινακίδας! Δοκίμασε το και κέρδισε βαθμούς αν το κάνεις σωστά. Ο μηχανισμός οδοντωτού κανόνα και οδοντοτροχού Engino οδοντωτός κανόνας οδοντωτός τροχός Μη κυκλικοί οδοντο πλανήτες ήλιος εξωτερικός δακτύλιος Ηλιακό σύστημα οδοντοτροχών Έλεγχος νώσεων έλεγξε τι έχεις μάθει Τι είναι ο αρθρωτός σύνδεσμος και που χρησιμοποιείται; Τι είναι ο μηχανισμός ΑΤΕΡΜΟΝΑ ΚΟΧΛΙΑΟΔΟΝΤΟΤΡΟΧΟΥ και ποια τα πλεονεκτήματα του; Τι είναι το σύστημα ΟΔΟΝΤΩΤΟΥ ΚΑΝΟΝΑΟΔΟΝΤΟΤΡΟΧΟΥ και γιατί εφευρέθηκε;

4 Ώρα για το τελικό Τεστ νώσεων! Σίγουρα θα σου άρεσε το και να είχες ένα ευχάριστο ταξίδι στον υπέροχο κόσμο των οδοντωτών τροχών! Πριν πούμε αντίο, ας ελέγξουμε τι έμαθες μέσα από όλες αυτές τις δραστηριότητες. Βάλε τα δυνατά σου για να λύσεις τις ασκήσεις που ακολουθούν, γράφοντας τις απαντήσεις σου στο χώρο που δίνεται. Μπορείς να βρεις τις λύσεις στο τέλος του υ (σελίδες 0-) και για κάθε σωστή απάντηση, θα κερδίζεις τους βαθμούς που βρίσκονται σε παρενθέσεις. Πρόσθεσε όλους σου τους βαθμούς (συμπεριλαμβανομένων και των προηγούμενων ασκήσεων) και αξιολόγησε τον εαυτό σου σαν Μηχανικός Επιστήμονας, στο κλάδο των Οδοντωτών Τροχών! Άσκηση Συμπλήρωσε το διάγραμμα με λέξεις από το γκρίζο κουτί. (.5 βαθμοί) ρίζα, κύκλος βήματος, βήμα, σημείο βήματος, δόντι, κυκλικό πάχος, κύκλος βήματος Άσκηση (α) Συμπλήρωσε την εικόνα χρησιμοποιώντας τις λέξεις στο γκρίζο κουτί. Μπορείς να δείξεις τη κατεύθυνση των οδοντωτών τροχών και με τόξα; ( βαθμοί) τρελός οδοντωτός τροχός, κινητήριος, διάμετρος, κινούμενος Άσκηση 4 Δεξιά βλέπεις ένα βασικό συρμό οδοντωτών τροχών ο οποίος μεταφέρει κίνηση από τον μικρότερο οδοντοτροχό στον μεγαλύτερο μέσω του μέτριου. Μπορείς να εισηγηθείς ένα τρόπο να μεταφέρουμε την κίνηση από ένα σημείο σε ένα άλλο μακρινό σημείο και ταυτόχρονα να διατηρείται η ίδια κατεύθυνση ; Εξήγησε την ιδέα σου και ζωγράφισε την στο πράσινο κουτί. ( βαθμοί) Άσκηση 5 Σημείωσε τις διαφορές και τις ομοιότητες μεταξύ των τροχαλιών και των οδοντωτών τροχών. (.5 βαθμοί) (β) Ποιος είναι ο ρόλος του τρελού οδοντωτού τροχού; ( βαθμός) Άσκηση Συμπλήρωσε τις πιο κάτω προτάσεις χρησιμοποιώντας τις κατάλληλες λέξεις από το γκρίζο κουτί. ( βαθμοί) ταχύτητα εξόδου, ενώνονται, κινητήριος, ανάμεσα, κινούμενο, αντεστραμμένη, κατεύθυνση, διατηρήσουμε, μεγαλύτερος, τρελός Άσκηση 6 Τα ηλεκτρικά τρυπάνια όπως αυτό τις εικόνας λειτουργούν με τη βοήθεια οδοντοτροχών. Μπορείς να αναγνωρίσεις το σύστημα οδοντοτροχών που χρησιμοποιείται σε αυτό το μηχάνημα; ιατί χρησιμοποιείται το συγκεκριμένο σύστημα; Εξήγησε πώς λειτουργεί και ποια είναι τα χαρακτηριστικά του. ( βαθμοί) Όταν δύο... απευθείας, η... είναι... Αν θέλουμε να... την ίδια κατεύθυνση, ένας... πρέπει να τοποθετηθεί... στους άλλους οδοντοτροχούς. ια να αυξήσουμε την..., ο... πρέπει να είναι... από τον... και αντίθετα. 4

5 Άσκηση 7 Άσκηση 9 Πιο κάτω, υπάρχουν τρεις στήλες: μια με εικόνες οδοντοτροχών, η δεύτερη με τα ονόματα τους και η τρίτη με τα χαρακτηριστικά τους. Μπορείς να ενώσεις κάθε οδοντοτροχό με το όνομα και τα χαρακτηριστικά του; ( βαθμοί) Κωνικός Συρμός με ένα ή περισσότερους σύνθετους ο- δοντωτούς τροχούς που αλλάζει σημαντικά τη ταχύτητα (αύξηση ή μείωση) Το πιο κάτω σύστημα περιλαμβάνει 4 οδοντωτούς τροχούς. Ο Α είναι ο κινητήριος και έχει 80 δόντια, οι Β και Δ έχουν 0 και ο 40 δόντια. Δ Τρελός Ατέρμονας κοχλίας Μετατρέπει την περιστροφική κίνηση σε γραμμική Λειτουργεί μόνο προς μια κατεύθυνση και μειώνει τη ταχύτητα κατά πολύ α) Μπορείς να υπολογίσεις το λόγο ταχυτήτων αυτού του συστήματος οδοντωτών τροχών; ( βαθμοί) β) Αν η διάμετρος του οδοντοτροχού Β είναι 00 mm, μπορείς να βρεις τις διαμέτρους των Α, και Δ; ( βαθμός) Κιβώτιο ταχυτήτων Συνδέει δύο οδοντοτροχούς που είναι σε απόσταση με αλυσίδα, και διατηρεί την ίδια κατεύθυνση γ) Αν ο οδοντωτός τροχός Δ περιστρέφεται με 4000 στροφές το λεπτό, ποια είναι η ταχύτητα του Α; ( βαθμός) Οδοντωτός κανόνας Αλλάζει την κατεύθυνση κατά 90. Άσκηση 0 Πιο κάτω υπάρχει ένας συρμός οδοντωτών τροχών όπου ο Α είναι ο κινητήριος και περιστρέφεται αριστερόστροφα όπως δείχνει το βέλος. Άσκηση 8 Σύστημα αλυσοκίνησης Διατηρεί την ίδια κατεύθυνση μεταξύ των δύο οδοντοτροχών. α) Προς ποια κατεύθυνση περιστρέφεται ο ; Δείξε την κατεύθυνση και με βέλος. ( βαθμός) Σχεδίασε ένα σύστημα με δύο οδοντωτούς τροχούς όπου η ταχύτητα εξόδου αυξάνεται κατά 0 φορές. Απλά σχεδίασε δύο κύκλους που να αντιπροσωπεύουν τον κάθε οδοντοτροχό. Πόσα δόντια έχουν οι δύο οδοντο; Δίπλα από τον καθένα, γράψε τον αριθμό των δοντιών του και το ρόλο του (κινητήριος ή κινούμενος). ( βαθμοί) β) Προς ποια κατεύθυνση περιστρέφεται ο ; Δείξε την κατεύθυνση και με βέλος. ( βαθμός) 5 γ) Ο περιστρέφεται πιο γρήγορα ή πιο αργά από τον οδοντοτροχό? Εξήγησε γιατί. ( βαθμός) 6

6 Σχόλια και Λύσεις Τι είναι ακριβώς ο οδοντωτός τροχός; Πείραμα [] Βήμα, : Το πακέτο Μηχανική Επιστήμη: ΟΔΟΝΤΩΤΟΙ ΤΡΟΧΟΙ της Engino περιλαμβάνει οδοντωτούς τροχούς-κορώνες σε τρία διαφορετικά μεγέθη (μικρό, μεσαίο, μεγάλο). [] Βήμα, : Όταν ο στρόφαλος γυρνά δεξιόστροφα, το φορτίο ανυψώνεται ενώ όταν γυρνά αριστερόστροφα, το βάρος χαμηλώνει. Αυτό εξαρτάται από την κατεύθυνση προς την οποία μαζεύεται το σχοινί πάνω στον άξονα, και γι αυτό και η απάντηση μπορεί να αντιστραφεί! [] Βήμα 4, : Ο στρόφαλος συμπληρώνει 6 περιστροφές. Δεν είναι τόσο δύσκολο να γυρίσουμε τον στρόφαλο και το φορτίο ανυψώνεται με μια μέση ταχύτητα. Παρατηρήσεις & άλλες δραστηριότητες ( 4) ) Περίπτωση 05 περιστροφές στρόφαλου, ευκολότερο, πιο αργό Περίπτωση περιστροφές στρόφαλου, δυσκολότερο, γρηγορότερο Περίπτωση 7 περιστροφές στρόφαλου, το πιο δύσκολο, το γρηγορότερο Περίπτωση 4 55 περιστροφές στρόφαλου, το ευκολότερο, το πιο αργό ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Οι απαντήσεις σου μπορεί να διαφέρουν ελάχιστα αλλά οι παρατηρήσεις πρέπει να είναι οι ίδιες. ) ενικά, όσο πιο μεγάλος είναι ο κινητήριος σε σχέση με τον κινούμενο, τόση περισσότερη δύναμη χρειάζεται για να γυρίσει ο στρόφαλος και να ανυψωθεί το φορτίο γρηγορότερα (π.χ. περ.: ο κινητήριος είναι μεγαλύτερος από τον κινούμενο, άρα ο στρόφαλος γυρνά δύσκολα ενώ το βάρος ανυψώνεται γρήγορα). Τεστ νώσεων ( βαθμοί) ια να αυξήσουμε την ταχύτητα, ο κινητήριος οδοντωτός τροχός πρέπει να είναι μεγαλύτερος από τον κινούμενο, ενώ για να μειωθεί η ταχύτητα, ο κινούμενος πρέπει να είναι μεγαλύτερος από τον κινητήριο. Αλλά, ότι κερδίζεται σε ταχύτητα, χάνεται σε δύναμη. Λόγος ταχυτήτων και κιβώτια ταχυτήτων Παρατηρήσεις & άλλες δραστηριότητες ) 0 Περίπτωση περιστροφές εισαγωγής, 0 περιστροφές παραγωγής, δυσκολότερο, :0 :5 Περίπτωση 0 περιστροφές εισαγωγής, 5 περιστροφές παραγωγής, δύσκολο, 0:5 : Περίπτωση 5 περιστροφές εισαγωγής, 0 περιστροφές παραγωγής, εύκολο, 5:0 : Περίπτωση 4 0 περιστροφές εισαγωγής, περιστροφές παραγωγής, ευκολότερο, 0: 5: ) Στις περιπτώσεις και, η ταχύτητα παραγωγής αυξάνεται γιατί ο μεγάλος καθοδηγεί το μικρό. ια παράδειγμα, στην περίπτωση, ο μέτριος κινητήριος καθοδηγεί τον μικρό ο οποίος στηρίζεται στον ίδιο άξονα με τον μεγαλύτερο οδοντοτροχό, που με τη σειρά του καθοδηγεί τον μικρό κινούμενο οδοντοτροχό. Ως αποτέλεσμα, η ταχύτητα αυξάνεται. Από την άλλη, στις περιπτώσεις και 4, η ταχύτητα μειώνεται. Ειδικά στην περίπτωση, ο μέτριος καθοδηγεί τον μικρότερο αλλά ο μικρός κινητήριος στηρίζεται στον ίδιο άξονα με τον άλλο μικρό οδοντοτροχό που καθοδηγεί τον μεγαλύτερο. Άρα, έχουμε μείωση ταχύτητας. ) Όταν οι περιστροφές είναι λιγότερες από της παραγωγής (:5 και :), η ταχύτητα αυξάνεται αφού μόνο για μια περιστροφή του μεγαλύτερου οδοντοτροχού, ο μικρότερος ολοκληρώνει πολύ περισσότερες. Αντίθετα, όταν οι περιστροφές παραγωγής είναι περισσότερες (: και 5:), η ταχύτητα μειώνεται επειδή για ή περιστροφές του μικρότερου οδοντοτροχού, ο μεγαλύτερος κινούμενος κάνει πολύ λιγότερες. δόντια του 0 Λ.Τ. δόντια του 60 6 δόντια του Δ 0 Λ.Τ. δόντια του 0 Η ταχύτητα εξόδου αυξάνεται 8 φορές και έτσι ο οδοντωτός τροχός Δ θα κάνει 800 rpm. Τι είναι η περίμετρος; () Μικρός Μέτριος Μεγάλος μήκος σχοινιού διάμετρος οδοντοτροχού αριθμός δοντιών 5.4cm.6cm () αριθμός δοντιών μεγάλου αριθμός δοντιών μεσαίου αριθμός δοντιών μεγάλου αριθμός δοντιών μικρού αριθμός δοντιών μεσαίου αριθμός δοντιών μικρού Βλέπουμε ότι ο λόγος των δοντιών είναι περίπου ο ίδιος με το λόγο της διαμέτρου για κάθε περίπτωση. Αλλαγή στην κατεύθυνση Πείραμα [] Βήμα, 5: Όταν γυρνά ο στρόφαλος, το καρουσέλ περιστρέφεται. [] Βήμα, 5: Όταν ο στρόφαλος γυρνά γρηγορότερα, οι θέσεις ανυψώνονται μέχρι την κορυφή του καρουσέλ λόγω της φυγόκεντρου δύναμης η οποία εξαρτάται από την ταχύτητα του καρουσέλ και βιώνεται ως μια εξωτερική δύναμη μακριά από τον άξονα. Παρατηρήσεις & άλλες δραστηριότητες ) 6 εισαγωγή.6 5 Ο.Λ.Τ. Λ.Τ. x Λ.Τ. x 6 8 μήκος σχοινιού διάμετρος οδοντοτροχού αριθμός δοντιών 4cm 4.cm 8 διάμετρος μεγάλου διάμετρος μεσαίου διάμετρος μεγάλου διάμετρος μικρού διάμετρος μεσαίου διάμετρος μικρού παραγωγή μήκος σχοινιού διάμετρος οδοντοτροχού αριθμός δοντιών cm 6.6cm 0 Τεστ νώσεων ( βαθμοί) 7 Δ ) Τα αποτελέσματα στη στήλη «Περιστροφές στρόφαλου» είναι τα ίδια με αυτά της στήλης «Περιστροφές καρουσέλ» γιατί ο μέτριος μεταξύ των δύο μικρότερων είναι στην ουσία ένας τρελός που δεν έχει καμία επίδραση στην γενική ταχύτητα. Παρόλο που ο μέτριος μειώνει την ταχύτητα αφού κινείται από τον μικρότερο, στη συνέχεια γίνεται ο κινητήριος του άλλου μικρού οδοντοτροχού αυξάνοντας την ταχύτητα στα αρχικά της επίπεδα. 8

7 Τεστ νώσεων ( βαθμοί) ταχύτητα εξόδου, ενώνονται, κινητήριος,ανάμεσα, κινούμενο, αντεστραμμένη, κατεύθυνση, διατηρήσουμε, μεγαλύτερος, τρελός Ο στρόφαλος στο τρυπάνι χειρός βρίσκεται σε κάθετη θέση και καθώς γυρίζει, η περιστροφική κίνηση μεταφέρεται στον οριζόντιο οδοντοτροχό αυξάνοντας την ταχύτητα κατά πολύ. Μεταφορά κίνησης σημείο βήματος Πείραμα 4 κυκλικό πάχος [] Βήμα, 8: Όταν ο στρόφαλος στην ουρά του μοντέλου γυρνά, ο κεντρικός έλικας περιστρέφεται και όταν προσπαθήσεις να γυρίσεις τον έλικα με το χέρι, η κίνηση μεταφέρεται στο στρόφαλο ο οποίος περιστρέφεται. [] Βήμα, 8: απόσταση στρόφαλο μέχρι κεντρικό έλικα 0cm, μήκος μακρύτερου άξονα Engino 9cm [] Βήμα 4, 8: Μπορούμε να δημιουργήσουμε μεγαλύτερο άξονα συνδέοντας 4 μέτριους άξονες, μικρό, μεγάλο και ατέρμονες κοχλίες. κύκλος βήματος ρίζα, κύκλος βήματος, βήμα, σημείο βήματος,δόντι, κυκλικό πάχος, κύκλος βήματος κύκλος βήματος Παρατηρήσεις & περισσότερες δραστηριότητες ) Ο κεντρικός έλικας περιστρέφεται γρηγορότερα αφού κάνει τρεις περιστροφές για κάθε μια του στρόφαλου. δόντι βήμα ) ια 5 περιστροφές του στρόφαλου, ο κεντρικός έλικας συμπληρώνει 5 περιστροφές. ρίζα ) Τα αποτελέσματα αυτού του πειράματος δεν είναι τα ίδια με τα αποτελέσματα της δραστηριότητας του προηγούμενου πειράματος γιατί τώρα έχουμε ένα σύστημα όπου ο κινητήριος είναι μεγαλύτερος από τον κινούμενο και γι αυτό η ταχύτητα εξόδου αυξάνεται (περισσότερες περιστροφές). 4) αριθμός δοντιών κινούμενου Λ.Τ. 6 αριθμός δοντιών κινητήριου 8 Ή διάμετρος κινούμενου Λ.Τ..6 διάμετρος κινητήριου 4. Ώρα για το τελικό Τεστ νώσεων Άσκηση ( βαθμοί) (β) Ένας τρελός τοποθετείται ανάμεσα σε δύο άλλους οδοντοτροχούς για να διατηρήσει την ίδια κατεύθυνση και να μετατοπίσει για μερική απόσταση τον άξονα. τρελός διάμετρος τρελός, κινητήριος, διάμετρος, κινούμενος Ατέρμονας κοχλίας Οδοντωτός κανόνας Τρελός Λειτουργεί μόνο προς μια κατεύθυνση και μειώνει τη ταχύτητα κατά πολύ Μετατρέπει την περιστροφική κίνηση σε γραμμική Διατηρεί την ίδια κατεύθυνση μεταξύ των δύο οδοντοτροχών. Άσκηση 8 ( βαθμοί) Κωνικός Αλλάζει την κατεύθυνση κατά 90 Σύστημα αλυσοκίνησης Συνδέει δύο οδοντοτροχούς που είναι σε απόσταση με αλυσίδα, και διατηρεί την ίδια κατεύθυνση Ο κινητήριος πρέπει να έχει 0 φορές περισσότερα δόντια από ότι ο κινούμενος. Κιβώτιο ταχυτήτων Συρμός με ένα ή περισσότερους σύνθετους οδοντωτούς τροχούς που αλλάζει σημαντικά τη ταχύτητα (αύξηση ή μείωση) Κινητήριος 9 κινητήριος κινούμενος Κινούμενος 0

8 Άσκηση 9 (4 βαθμοί) αριθμός δοντιών του x αριθμός δοντιών του Α αριθμός δοντιών του Δ αριθμός δοντιών του 0 80 x x > Ο.Λ.Τ. 8 β) Διάμετρος του Διάμετρος του Δ 00mm Λ.Τ. Λ.Τ. Διάμετρος του Διάμετρος του Διάμετρος του Δ Διάμετρος του > > 4 00 > Διάμετρος του 800mm Διάμετρος του 00 > Διάμετρος του 400mm Διάμετρος του Uεισόδου Uεισόδου γ) Uεξόδου > 4000 > Uεισόδου 500rpm Ο.Λ.Τ. /8 Άσκηση 0 ( βαθμοί) α) Ο Β ακολουθεί δεξιόστροφη κατεύθυνση. β) Ο κινείται προς τα αριστερά. γ) Ο περιστρέφεται γρηγορότερα από τον Α αφού ο τρελός χρησιμοποιείται για να διατηρήσει την ίδια κατεύθυνση μεταξύ του Α και και έτσι, η ταχύτητα εξόδου αυξάνεται επειδή ο κινητήριος είναι μεγαλύτερος από τον κινούμενο. C Ώρα Βραβείου Ήρθε η ώρα να επιβραβευθείς για όλη τη σκληρή σου προσπάθεια στην επίλυση των κουίζ του υ! Έλεγξε αν οι απαντήσεις σου είναι σωστές και σημείωσε το σκορ σου στον πίνακα. Κερδίζεις όλους τους βαθμούς αν η απάντηση σου είναι συμπληρωμένη σωστά και παρόμοια με τη λύση. Παίρνεις μερικούς βαθμούς αν νομίζεις ότι ένα μέρος της απάντησης σου είναι σωστό. Αν έχεις αμφιβολίες ζήτησε από έναν ενήλικα να ελέγξει τις απαντήσεις σου και να σημειώσει το σκορ σου! Μετά, πρόσθεσε το σκορ σου και γράψε το αποτέλεσμα κάτω δεξιά στον πίνακα. Αυτή είναι η συνολική σου βαθμολογία! Το αξίωμα ως επιστήμονας της Μηχανολογίας, στο Τμήμα των Οδοντωτών τροχών, είναι ως εξής: Η βαθμολογία σου Το αξίωμα σου Αρχάριος Ερασιτέχνης Ειδικός Ιδιοφυΐα Άσκηση Βαθμολογία Τεστ ν. Τεστ ν. Τεστ ν. Κατασκευή πρόκληση (σ.7) Τεστ ν. 4 Κατασκευή πρόκληση (σ.) Τεστ: άσκ. Τεστ: άσκ. Τεστ: άσκ..5 Τεστ: άσκ. 4 Τεστ: άσκ. 5.5 Τεστ: άσκ. 6 Τεστ: άσκ. 7 Τεστ: άσκ. 8 Τεστ: άσκ. 9 4 Τεστ: άσκ. 0 ΣΥΝΟΛΟ 40 Το Σύσ τημα α) Ο.Λ.Τ. Η μηχανολογία είναι η τέχνη αναπροσαρμογής υλικών και δυνάμεων της φύσης. Η ENGINO χρησιμοποιεί την ίδια αρχή, τιμώντας αυτό το θεμελιώδης ανθρώπινο χαρακτηριστικό το οποίο μας επιτρέπει να πραγματοποιούμε εκπληκτικά τεχνολογικά έργα. Τα παιδιά μας έχουν αυτό το εκπληκτικό χάρισμα, και μέσα από το δημιουργικό παιχνίδι μαθαίνουν πως να το εκμεταλλευτούν. Το ENGINO TOY SYSTEM είναι ίσως το πιο προηγμένο και ευέλικτο τρισδιάστατο παιχνίδι κατασκευών στην αγορά σήμερα, προσφέροντας μοναδικές ευκαιρίες για δημιουργία σε μικρούς και μεγάλους. Το παιχνίδι αποτελείται από ένα σύστημα πολύπλευρων ράβδων και συνδέσμων, με μοναδική γεωμετρία, που επιτρέπει σύνδεση μέχρι και 6 πλευρών ταυτόχρονα! Αποτέλεσμα Στην ο υ σε συν σία, αυτός ο δ σ μπορε έσμους, οδη χεδιασμός μ ί να είν γώντα ς σε κα ετατρέπει τις αι πυκ χαρακ τη νέ τ ρ και γρή ριστικό επιτ ς, ή με μεγά ασκευές οι ο άβδους ρέπει σ ποίες λα ανο γορα, μικρότ α ίγ ερη πο πλά ή σύνθ τα παιδιά να ματα. Αυτό ετ τ κ ικιλία κ αι αριθ α μοντέλα χ τίζουν εύκολ ο ρησιμο α μό κομ ποιών ματιών τας. ll Rig hts Re Copyrig stored served. No p ht 00 Eng in a art ino electro retrieval sys of this public.net Ltd. ation m tem or nic, me tran ay cha withou t the p nical, photo smitted by a be reproduc rior pe ed, c o rmissio pying or o ny means, therwis ns of th e, e publi sher.