Utilisation des engrenages, chaînes, pignons et poulies en plastique VEX IQ

À mesure que les nouveaux utilisateurs commencent à assembler leurs propres modèles de robots personnalisés, ils pourraient, à un moment donné, vouloir davantage de leurs moteurs VEX IQ Smart. Les moteurs intelligents VEX IQ offrent peut-être les meilleures performances et détections de tous les systèmes robotiques à assembler disponibles. Néanmoins, les utilisateurs peuvent souhaiter que les moteurs déplacent les objets plus rapidement, soulèvent des objets plus lourds ou éloignent les mécanismes du moteur. Les engrenages, pignons et poulies VEX IQ peuvent répondre à ces exigences.

Engrenages	Pignons	Poulies

Rapports sortie/entrée

Lorsque l'on parle des engrenages/pignons/poulies en plastique VEX, certains termes standard sont utilisés :

• Entraînement/Entrée – Il s’agit de l’engrenage/pignon/poulie placé sur l’arbre qu’un moteur intelligent force à tourner.
• Entraînement/Sortie - Il s'agit de l'engrenage/pignon/poulie placé sur l'arbre du composant (comme une roue ou un bras) qui sera forcé de tourner à partir de l'entrée.
• Vitesse de rotation - Il s'agit de la vitesse à laquelle un arbre tourne, généralement mesurée en nombre de fois qu'il tourne en une minute, également appelée tours par minute (rpm).
• Couple - Il s'agit de la quantité de force nécessaire pour faire tourner une charge à distance. Par exemple, il faut plus de couple pour faire tourner un bras plus long ou lorsque plus de poids est placé sur le bras. Il faut également plus de couple pour faire tourner une roue de plus grand diamètre ou lorsqu'une roue déplace quelque chose de lourd. Le couple est généralement mesuré dans l'unité métrique qui combine la force et la distance appelée newton-mètre (Nm).

Deux principes aideront les utilisateurs à comprendre comment utiliser les engrenages, pignons et poulies en plastique VEX :

Couple accru : Lorsque l'engrenage/pignon/poulie d'entrée (composant) a un diamètre plus petit que le composant de sortie, cela augmentera le couple de sortie du système. Cependant, cela diminuera proportionnellement la vitesse de rotation de sortie du système. En d’autres termes, si le moteur ne peut pas soulever un bras, le moteur doit avoir un composant plus petit entraînant un composant plus grand sur l’arbre du bras. Consultez les constructions 3D suivantes pour des exemples d'augmentation du couple d'un moteur intelligent à l'aide d'engrenages, de pignons et de poulies.

Vitesse accrue : Lorsque le composant d'entrée a un diamètre plus grand que le composant de sortie, cela augmentera la vitesse de rotation de sortie du système. Cependant, cela diminuera proportionnellement le couple de sortie du système. Par exemple, si un utilisateur souhaite qu'une roue tourne plus vite que le moteur ne peut tourner, le moteur doit avoir un composant plus gros entraînant un composant plus petit sur l'arbre de la roue. Consultez les constructions 3D suivantes pour des exemples d'augmentation de la vitesse d'un moteur intelligent à l'aide d'engrenages, de pignons et de poulies.

 

Rapports d'engrenage en plastique VEX (60 dents, 36 dents, 12 dents)

Engrenage de sortie	Vitesse d'entrée	Rapport de démultiplication	Sortie pour entrée moteur 100 tr/min	Sortie pour entrée moteur 0,4 Nm
60 dents	12 dents	5:1	20 tours	2,0 Nm
36 dents	12 dents	3:1	33 tours	1,2 Nm
60 dents	36 dents	5:3	60 tr/min	0,67 Nm
36 dents	60 dents	3:5	167 tr/min	0,24 Nm
12 dents	36 dents	1:3	300 tr/min	0,13 Nm
12 dents	60 dents	1:5	500 tr/min	0,08 Nm

(Les engrenages à 24 et 48 dents sont disponibles dans un pack complémentaire )

 

D'après le tableau des rapports d'engrenage en plastique VEX ci-dessus, il devrait être évident que les rapports peuvent modifier considérablement la vitesse de rotation de sortie et le couple de sortie d'un moteur intelligent. Il est important de réaliser que lors de l'utilisation des rapports sortie/entrée, ceux-ci ne prennent pas en compte la friction et d'autres facteurs dans le système du robot.

Par exemple, il pourrait être tentant de construire un rapport de démultiplication de 1:5 pour la transmission afin que le robot se déplace très rapidement (500 tr/min). Plusieurs facteurs rendent cela peu pratique. Premièrement, les engrenages à 60 dents sont plus grands que les roues de déplacement standard de 200 mm, de sorte que l'engrenage maintiendra la roue hors du sol. De plus, le couple de sortie sera si faible (0,08 Nm) que le moteur intelligent pourrait ne pas être en mesure de déplacer la roue/le robot. Même s’il était possible d’utiliser ce rapport, si le robot se déplaçait à cinq fois sa vitesse normale, il serait très difficile à contrôler.

Cet exemple illustre comment, lors de l'utilisation de rapports sortie/entrée, l'objectif est de trouver un « point idéal » entre couple et vitesse. Il est également important de s'assurer que les composants s'intégreront dans la conception du robot.

Les pignons en plastique VEX ont cinq tailles différentes de pignons (pignon à 8 dents, pignon à 16 dents, pignon à 24 dents, pignon à 32 dents, pignon à 40 dents) qui peuvent être combinées. Les poulies en plastique VEX ont quatre tailles disponibles (10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm).

Transfert de puissance

Les engrenages, pignons et poulies en plastique VEX peuvent également être utilisés pour le transfert de puissance. Ceci est nécessaire lorsqu'une conception ne permet pas à un moteur intelligent d'entraîner directement l'arbre d'une roue ou d'un autre composant. Dans ce cas, les engrenages/pignons/poulies d’entrée et de sortie seront de la même taille, il n’y aura donc aucun changement dans le couple ou la vitesse de rotation. C'est ce qu'on appelle souvent un rapport de 1:1.

Voici quelques exemples :

• Une transmission peut alimenter les deux roues d'un côté en entraînant directement une roue avec un moteur intelligent et alimenter l'autre roue en les connectant entre elles avec des pignons et une chaîne 1:1.
• Une transmission peut avoir 3 vitesses (ou tout autre nombre impair) dans une série et avoir une roue attachée au premier rapport et une roue attachée au dernier rapport. Si tous les engrenages sont de la même taille, le moteur peut entraîner n’importe lequel des engrenages.

Veuillez noter que lorsque vous utilisez des vitesses au sein d'une transmission, il est important d'avoir un nombre impair de vitesses entre les roues. En effet, lorsqu’un engrenage en entraîne un autre, ils tournent dans des directions opposées. Un nombre pair de pignons entre les roues fera en sorte que les deux roues tournent l'une contre l'autre, comme le montre cette animation.

Pignons de transfert de puissance	Engrenages de transfert de puissance

Décider quel composant utiliser : engrenages, pignons ou poulies

Il existe un certain nombre de facteurs qui déterminent si des engrenages ou des pignons sont utilisés. ou Les poulies doivent être utilisées avec une conception de robot. Certains d'entre eux incluent :

Remarque spéciale : lors de l'utilisation d'un rapport de démultiplication, seules la taille du pignon d'entrée et la dernière taille du pignon de sortie doivent être prises en compte. Tous les engrenages situés entre ces deux engrenages ne font que transférer le mouvement et leurs tailles n'ont aucun effet sur le rapport de démultiplication.

Les engrenages en plastique VEX ont également un engrenage à couronne qui permettra une connexion 90^o entre les engrenages. Il existe également engrenages à vis sans fin et un pack de différentiels & engrenages coniques qui permettent cela. Consultez les constructions 3D suivantes pour des exemples d'utilisation des engrenages à couronne, des engrenages coniques différentiels & et des engrenages à vis sans fin.

De plus, les engrenages à crémaillère en plastique VEX du kit d'accessoires d'engrenages permettront un mouvement linéaire, comme illustré dans la construction 3D ci-dessous.

pignons : pignons sont également une bonne option. Leurs arbres peuvent être séparés à n'importe quel nombre de distances de pas différentes, car la chaîne est assemblée à partir de maillons individuels qui peuvent être assemblés dans des longueurs personnalisées. Le pignon d'entraînement doit être entouré d'au moins 120^o de chaîne, sinon la chaîne peut sauter des dents sur le pignon. Les pignons peuvent également être connectés avec Tank Tread. Comme le montre cette animation, le pignon d'entrée et le pignon de sortie tourneront toujours dans le même sens.

Poulies  : Les poulies sont destinées aux charges légères. Ils sont limités par les distances sur lesquelles ils peuvent être séparés par les longueurs des courroies en caoutchouc disponibles (30 mm. 40mm. 50mm. 60 mm). Les courroies en caoutchouc du système de poulies sont lisses. Les courroies glisseront si la charge que le système tente de déplacer est trop importante. Comme les pignons, la poulie d'entrée et la poulie de sortie tournent normalement dans le même sens. Comme le montre cette animation, si la courroie de la poulie est croisée en forme de X, les poulies tourneront dans des directions opposées. (Remarque : les courroies en caoutchouc peuvent être croisées pour inverser le sens de la poulie de sortie.)

Que la conception du robot utilise des engrenages, des pignons ou des poulies, il existe un large choix d'options pour modifier le rapport sortie/entrée ou le transfert de puissance des moteurs intelligents VEX IQ.

Risque pour la sécurité :

Points de pincement Assurez-vous d'éviter que les doigts, les vêtements, les fils et autres objets ne se coincent entre les composants en mouvement.