Uso de relaciones de engranajes con el motor V5

El sistema VEX EDR tiene dos tipos de engranajes rectos, el kit de engranajes y el kit de engranajes de alta resistencia (consulteCómo seleccionar un engranaje recto). Estos engranajes se pueden ensamblar para transferir potencia, aumentar el par o aumentar la velocidad. Esto se puede hacer ensamblando dos o más engranajes juntos en ejes de transmisión para que sus dientes se entrelacen. Un motor accionará uno de los ejes de transmisión de los engranajes.

Relaciones de engranajes simples

Las relaciones de engranajes simples usan solo un engranaje por eje de transmisión y se pueden usar para transferir potencia, aumentar el par o aumentar la velocidad. El engranaje que proporciona la potencia o la entrada se llama engranaje impulsor y el engranaje que se gira o sale se llama engranaje impulsado.

Transferencia de energía - Con este tipo de relación de transmisión, el objetivo es transferir la energía de un lugar a otro, como de un motor a una rueda que no está conectada directamente al motor. El engranaje impulsor y el engranaje impulsado tienen el mismo número de dientes.Por ejemplo, el motor impulsa un engranaje de 60 dientes (60T) a un engranaje accionado de 60T en una rueda. El motor hace girar el engranaje impulsor 60T una vez girando el engranaje impulsado 60T en la rueda una vez. Esto se conoce como proporción 1: 1.

Aumentar el par (baja velocidad)- Con este tipo de relación de transmisión, el objetivo es aumentar el par del motor como de un motor a un brazo. El engranaje impulsor tiene menos dientes que el engranaje impulsado. Por ejemplo, si un motor impulsa un engranaje 12T a un engranaje impulsado 60T en un brazo, el engranaje impulsor 12T tiene que girar 5 veces para girar el engranaje impulsado 60T una vez. Esto se conoce como una proporción de 5: 1. La salida de par es 5 veces mayor, sin embargo, la salida de velocidad es solo 1/5.

Aumentar la velocidad (alta velocidad) - Con este tipo de relación de transmisión, el objetivo es aumentar la velocidad del motor, como de un motor a una rueda. El engranaje impulsor tiene más dientes que el engranaje impulsado. Por ejemplo, si un motor impulsa un engranaje 60T a un engranaje impulsado 12T en una rueda,cuando el engranaje impulsor 60T gira una vez, el engranaje impulsado 12T gira cinco (5) veces . Esto se conoce como una relación de transmisión de 1: 5. En este caso, la salida de velocidad es 5/1 veces mayor, sin embargo, la salida de par es 1/5.

Notas especiales

Las relaciones de los sistemas de cadena y piñón funcionan de la misma manera que las relaciones de transmisión. Los sistemas de piñones y cadenas tienen la ventaja de que los piñones se pueden colocar a varias distancias porque están conectados por una cadena.Sin embargo, los eslabones de la cadena pueden romperse con menos fuerza de la que puede romperse un diente en un engranaje de alta resistencia. Cualquiera de los dos tipos de rotura deberá repararse para que el robot sea completamente funcional.

Se puede colocar cualquier número de engranajes de cualquier tamaño entre el engranaje impulsor y el engranaje impulsado en una relación de transmisión simple y no cambiará la relación de transmisión. Por ejemplo, un engranaje de 12T impulsa un engranaje de 36T que impulsa un engranaje impulsado de 60T, la relación de transmisión sigue siendo 5: 1, lo mismo que si el engranaje de 60T fuera impulsado directamente por el engranaje de 12T.

Velocidad

La velocidad de rotación es la rapidez con la que gira un objeto. Por ejemplo, el casquillo del eje de un motor inteligente V5 podría girar a 100 revoluciones por minuto o 100 RPM. Como se explicó anteriormente, si se usa una relación de engranajes de 5: 1, el eje del motor hace girar un engranaje impulsor de 60 dientes y luego gira un engranaje impulsado de 12 dientes, el engranaje de 12 dientes girará a una velocidad 5 veces más rápida. Usando el ejemplo anterior, el engranaje de 12 dientes girará a 500 RPM en comparación con las 100 RPM del eje del motor. Si se utiliza una relación de engranajes de 1: 5, el eje del motor hace girar un engranaje impulsor de 12 dientes y luego gira un engranaje impulsado de 60 dientes, el engranaje de 60 dientes girará a una velocidad 1/5 de la velocidad. Usando el ejemplo anterior nuevamente, el engranaje de 60 dientes girará a 20 RPM en comparación con las 100 RPM del eje del motor.

Entonces, ¿por qué no se utilizaría siempre la relación de transmisión más rápida posible? Parecería que cuanto más rápido pudiera moverse un robot, más competitivo sería. La primera razón es que existe una velocidad superior a la que se pueden controlar las funciones de un robot. Para un par de ejemplos, si la función es el robot conduciendo, si las ruedas giran demasiado rápido, puede ser muy difícil de controlar. Si la función es un brazo que gira hacia arriba y hacia abajo, si gira demasiado rápido, también puede ser difícil de controlar.

Esfuerzo de torsión

El par es la cantidad de fuerza necesaria para rotar una carga a una distancia. Los motores tienen una cantidad limitada de par. Por ejemplo, si un motor inteligente V5 está produciendo 1 Nm (Newton metros) de par, cuando se usa una relación de transmisión de 5: 1, el engranaje accionado de 12 dientes generará ⅕ la entrada de par del motor, la salida será de 0.2 Nm y con el Relación de engranaje 1: 5, el engranaje de 60 dientes producirá 5 veces la entrada de par del motor, la salida será 5 Nm.

El par es la segunda razón por la que no siempre se puede utilizar la relación de transmisión más rápida posible al diseñar un robot. Es posible que cuando se usa una relación de transmisión de velocidad aumentada para impulsar las ruedas de un robot más rápido, la relación de transmisión puede exceder el par disponible del motor y el robot no se moverá tan rápido o no se moverá en absoluto. También es posible que si dos robots que tienen casi el mismo diseño interactúan, el robot con un tren de transmisión con una relación de transmisión más baja probablemente podrá empujar al robot con una transmisión con una relación de transmisión más alta porque el robot con una relación de transmisión más baja tendrá más torque. Otro ejemplo es, un brazo puede no girar incluso si está directamente unido a un eje que se inserta en un motor porque girarlo puede exceder el par de torsión disponible del motor. En este caso, se debe utilizar una relación de engranaje de par de aumento para aumentar la salida del par del motor y exceder la cantidad de par que se requiere para girar el brazo.

La velocidad y el par de un motor inteligente V5 se pueden medir utilizando el tablero del motor.

Realidad del robot

Afortunadamente, las relaciones de transmisión utilizadas con las instrucciones de construcción para el ensamblaje del V5 ClawBot son suficientes para comenzar a diseñar robots personalizados. Muchas transmisiones funcionan bien impulsando directamente los ejes de las ruedas o los piñones de las orugas con el motor inteligente V5 con el cartucho de engranajes V5 verde de 200 RPM. Sin embargo, si es necesario colocar una estructura en el diseño, como una torre o una entrada de piezas de juego, donde se encuentra un motor, se puede usar una transferencia de potencia mediante ruedas dentadas y cadenas o engranajes, como se explicó anteriormente. Para la mayoría de los brazos, la relación de engranaje de par de aumento de 7: 1 explicada anteriormente es suficiente accionando el engranaje 12T con un motor de 200 RPM y conectando un engranaje impulsado 84T al brazo. A medida que la ventaja competitiva se vuelve más importante, encontrar el equilibrio "óptimo" entre la velocidad y el par se vuelve más importante. Esto se puede lograr utilizando un motor inteligente V5 con uno de los tres cartuchos de engranajes V5 disponibles (rojo: 100 RPM, verde: 200 RPM, azul: 600 RPM) y, si es necesario, combinando el motor con una relación de engranajes para aumentar el par o una relación de transmisión para aumentar la velocidad.

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