VEX IQ műanyag fogaskerekek, lánckerekek és csigák használata

Amint az új felhasználók elkezdik összeállítani saját egyedi robotterveiket, egy ponton többet akarhatnak VEX IQ Smart motorjaiktól. A VEX IQ Smart Motors talán a legjobb teljesítményt és érzékelést nyújtja az összes rendelkezésre álló összepattintható robotrendszer közül. Mindazonáltal a felhasználók azt akarják, hogy a motorok gyorsabban mozgassanak dolgokat, emeljenek fel nehezebb dolgokat, vagy távolítsák el a mechanizmusokat a motortól. A VEX IQ fogaskerekek, lánckerekek és csigák lehetővé teszik ezeknek a követelményeknek a teljesítését.

Fogaskerekek Lánckerekek Csigák
228-3502-rev2.jpg 228-2534.jpg 228-3508.jpg

Kimeneti/bemeneti arányok

A VEX műanyag fogaskerekek / lánckerekek / szíjtárcsák tárgyalásakor néhány szabványos kifejezést használnak:

  • Hajtás/bemenet – Ez a fogaskerék/lánckerék/tárcsa, amely a tengelyen van elhelyezve, amelyet egy intelligens motor forogni kényszerít.
  • Hajtott/Kimenet – Ez az alkatrész (például kerék vagy kar) tengelyére helyezett fogaskerék/lánckerék/tárcsa, amely a bemenettől forogni kényszerül.
  • Forgási sebesség – Ez az, hogy egy tengely milyen gyorsan forog, általában abban mérik, hogy hányszor forog egy perc alatt, más néven fordulat/perc (rpm).
  • Forgatónyomaték – Ez az az erő, amely a terhelés távoli elforgatásához szükséges. Például nagyobb nyomaték szükséges egy hosszabb kar elforgatásához, vagy ha nagyobb súly nehezedik a karra. Nagyobb átmérőjű kerék forgatásához is nagyobb nyomatékra van szükség, vagy ha egy kerék valami nehéz dolgot mozgat. A nyomatékot általában a metrikus mértékegységben mérik, amely egyesíti az erőt és a távolságot, nevezzük newtonméternek (Nm).

Két alapelv segít a felhasználóknak megérteni a VEX műanyag fogaskerekek, lánckerekek és csigák használatát:

Megnövelt nyomaték: Ha a bemeneti fogaskerék/lánckerék/tárcsa (alkatrész) átmérője kisebb, mint a kimeneti alkatrészé, ez növeli a rendszer kimeneti nyomatékát. Ez azonban arányosan csökkenti a rendszer kimeneti fordulatszámát. Más szóval, ha a motor nem tud felemelni egy kart, akkor a motornak kisebb alkatrészt kell tartalmaznia, amely nagyobb alkatrészt hajt meg a kar tengelyén.

Sebességváltó nyomaték növelése Lánckerék Növelje nyomatékát Szíjtárcsa Nyomaték növelése
IQ_Increase_Torque-Gear.png IQ_Increase_Torque-Sprocket.png IQ_Increase_Torque-Pulley.png

Megnövelt sebesség: Ha a bemeneti komponens átmérője nagyobb, mint a kimeneti komponens, ez növeli a kimeneti forgási sebességet a rendszer. Ez azonban arányosan csökkenti a rendszer kimeneti nyomatékát. Például, ha a felhasználó azt szeretné, hogy egy kerék gyorsabban forogjon, mint ahogy a motor forogni tud, akkor a motornak nagyobb alkatrészre van szüksége, amely egy kisebb alkatrészt hajt meg a kerék tengelyén.

Sebességnövelés Lánckerék Sebességnövelés Szíjtárcsa sebesség növelése
IQ_Increase_Speed-Gear.png IQ_Increase_Speed-Sprocket.png IQ_Increase_Speed-Pulley.png

Ezeknek a kapcsolatoknak az összege egy output/input arány alapján számítható ki. Ez:

  • A kimenő fogaskerekek / a bemeneti fogaskerekek fogainak száma adja meg a nyomaték áttételi arányát.
  • A kimenő lánckerék fogak száma / a bemenő lánckerék fogak száma adja meg a nyomaték lánckerék arányát.
  • A kimeneti tárcsa átmérője / a bemeneti tárcsa átmérője adja meg a nyomatéktárcsa arányát.

chrome_Z0yvKW0Svc.png

 

VEX műanyag áttételi arányok (60 fog, 36 fog, 12 fog)

Kimeneti hajtómű Bemeneti fogaskerék Áttétel Kimenet 100 ford./perc motorbemenethez Kimenet 0,4 Nm motor bemenethez
60 fog 12 fog 5:1 20 ford./perc 2,0 Nm
36 fog 12 fog 3:1 33 ford./perc 1,2 Nm
60 fog 36 fog 5:3 60 ford./perc 0,67 Nm
36 fog 60 fog 3:5 167 ford./perc 0,24 Nm
12 fog 36 fog 1:3 300 ford./perc 0,13 Nm
12 fog 60 fog 1:5 500 ford./perc 0,08 Nm

(24 fogú és 48 fogú fogaskerekek kiegészítő csomagbanállnak rendelkezésre)

 

A fenti VEX műanyag áttételi arány diagramból nyilvánvalónak kell lennie, hogy az áttételek drámaian megváltoztathatják az intelligens motor kimeneti fordulatszámát és nyomatékát. Fontos észrevenni, hogy a kimeneti/bemeneti arányok használatakor ezek nem veszik figyelembe a súrlódást és a robot rendszerének egyéb tényezőit.

Például csábító lehet 1:5 áttételi arányt építeni a hajtáslánchoz, így a robot nagyon gyorsan (500 ford./perc) fog mozogni. Számos tényező teszi ezt kivitelezhetetlenné. Először is, a 60 fogas fogaskerekek nagyobbak, mint a szabványos 200 mm-es utazókerekek, így a fogaskerék tartja a kereket a talajtól. Ráadásul a kimeneti nyomaték olyan kicsi lesz (0,08 Nm), hogy előfordulhat, hogy a Smart Motor nem tudja mozgatni a kereket/robotot. Még ha lehetséges is lenne ezt az arányt használni, ha a robot a normál sebességének ötszörösével mozogna, nagyon nehéz lenne irányítani.

Ez a példa azt szemlélteti, hogy a kimeneti/bemeneti arányok használatakor a cél a nyomaték és a sebesség közötti „sweet spot” egyensúly megtalálása. Az is fontos, hogy az alkatrészek illeszkedjenek a robot kialakításába.

A VEX műanyag lánckerék öt különböző méretű lánckerékkel rendelkezik (8 fogú lánckerék, 16 fogú lánckerék, 24 fogú lánckerék, 32 fogú lánckerék, 40 fogas lánckerék), amelyek kombinálhatók. A VEX műanyag szíjtárcsák négyféle méretben kaphatók (10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm).

Erőátvitel

VEX műanyag fogaskerekek, lánckerekek és csigák is használhatók erőátvitelre. Erre akkor van szükség, ha a kialakítás nem teszi lehetővé, hogy a Smart Motor közvetlenül meghajtsa egy kerék vagy más alkatrész tengelyét. Ebben az esetben a bemeneti és kimeneti fogaskerekek/lánckerekek/szíjtárcsák azonos méretűek lesznek, így nem változik a nyomaték vagy a forgási sebesség. Ezt gyakran 1:1 aránynak nevezik.

Néhány példa erre:

  • A hajtáslánc mindkét kereket meg tudja hajtani úgy, hogy az egyik kereket intelligens motorral hajtja, a másik kereket pedig 1:1 lánckerekekkel és lánccal összekapcsolva.
  • Egy hajtásláncnak 3 fokozata lehet (vagy bármilyen más páratlan szám) egy sorozatban, és egy kerék az első sebességfokozathoz, egy kerék pedig az utolsó sebességfokozathoz csatlakozik. Ha az összes fogaskerék azonos méretű, akkor a motor bármelyik sebességfokozatot meg tudja hajtani.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a hajtásláncon belüli fokozatok használatakor fontos, hogy páratlan számú sebességfokozat legyen a kerekek között. Ennek az az oka, hogy amikor az egyik fogaskerék meghajt egy másikat, akkor ellentétes irányba forognak. A kerekek közötti páros számú sebességfokozat esetén a két kerék egymás ellen fordul.

Erőátviteli lánckerekek Erőátviteli fogaskerekek
PowerTransfer-Sprocket.jpg IQ_Standard_Drivebase__2_.png

Annak eldöntése, hogy melyik alkatrészt használja: fogaskerekek, lánckerekek vagy szíjtárcsák

Számos tényező határozza meg, hogy fogaskerekek, lánckerekek. vagy Csigát kell használni robot kialakítással. Ezek közül néhány a következőket tartalmazza:

Gears: A Gears az egyik legmegbízhatóbb a három választható komponens közül. Kivéve, ha túl nagy a fesztáv a fogaskerekek tartói között, amely lehetővé teszi a tengelyek eléggé meghajlását ahhoz, hogy a két fogaskerék foga elváljon; fogaskerekekkel, amikor a bemeneti fogaskerék forog, a kimeneti fogaskerék forog. Van azonban néhány hátránya:

  • A fogaskerekeket fix távolságra kell elhelyezni egymástól, hogy az egyik fogaskerekű fogaskerekek fogai a következő fogaival érintkezzenek.
  • A fogaskerekeket egyenes vonalban kell egymáshoz igazítani. (Megjegyzendő kivétel: az „elsődleges” 12/36/50 fogaskerekek és a „másodlagos” 24/48 fogaskerekek keverése. A másodlagos fogaskerekeket vagy fél osztással kell eltolni, vagy az extra középső furatot kell használni az egyenletes hosszúságú 1x gerendákban).
  • Amint azt korábban említettük, egy sor páratlan számú fogaskereke esetén a bemeneti és kimeneti fogaskerekek ugyanabba az irányba forognak, páros szám esetén pedig a bemeneti/kimeneti fogaskerekek ellentétes irányban.

Az "elsődleges" 12/36/60 fogas fogaskerekek keverése a "másodlagos" 24/48 fogaskerekekkel

Mixing_IQ_Gears.jpg

Különleges megjegyzés: Áttételi arány használatakor csak a bemeneti áttétel méretét és az utolsó kimenő áttétel méretét kell figyelembe venni. A két fokozat között lévő fogaskerekek csak a mozgást adják át, és méretük nincs hatással az áttételi arányra.

A VEX Plastic Gears rendelkezik egy Crown Gears-szel is, amely 90o kapcsolatot tesz lehetővé a fogaskerekek között. Létezik még csigakerekes és egy differenciálműves & Kúpkerék-csomag , amelyek ezt lehetővé teszik.

Crown Gears Differenciál & kúpkerekek Worm Gears
IQ_CrownGear.png 228-4418-app.jpg kék.jpg

Ezenkívül a Gear Add-on készletből származó VEX műanyag fogaskerekek lineáris mozgást tesznek lehetővé.

Rack Gears
IQ_Rack_Gears.png

Lánckerék: A lánckerék is jó választás. Tengelyeik tetszőleges számú különböző osztástávolságban elválaszthatók, mivel a láncot egyedi, összepattintható láncszemekből állítják össze, amelyek egyedi hosszúságban rakhatók össze. A bemeneti lánckerék és a kimeneti lánckerék mindig ugyanabba az irányba forog. A meghajtó lánckeréknek legalább 120o láncnak kell lennie köré tekerve, különben a lánc kihagyhatja a fogakat a lánckeréken. A lánckerekek a tank futófelülettel is összekapcsolhatók.

Csigák: A csigák könnyű terhelésekhez készültek. Korlátozza őket a távolság, amelyet a rendelkezésre álló gumiszíjak hossza (30 mm) választhat el egymástól. 40 mm. 50 mm. 60 mm). A lánckerekekhez hasonlóan a bemeneti szíjtárcsa és a kimeneti szíjtárcsa ugyanabba az irányba forog. A szíjtárcsarendszer gumiszíjai simaak. A hevederek megcsúsznak, ha a rendszer által mozgatni kívánt terhelés túl nagy. (Megjegyzés: a gumiszíjakat át lehet húzni a kimeneti tárcsa irányának megfordításához.)

Akár fogaskerekeket, lánckereket vagy szíjtárcsákat használ a robot, számos lehetőség áll rendelkezésre a VEX IQ Smart Motors kimeneti/bemeneti arányának vagy teljesítményátvitelének megváltoztatására.

Biztonsági veszély:
file-rXVRcJFkVw.png

Pinch Points

Ügyeljen arra, hogy ujjai, ruházata, vezetékei és egyéb tárgyak ne szoruljanak a mozgó alkatrészek közé.

For more information, help, and tips, check out the many resources at VEX Professional Development Plus

Last Updated: