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 a rendelkezésre álló összepattintható robotrendszerek közül. Mindazonáltal a felhasználók azt szeretnék, hogy a motorok gyorsabban mozgassanak dolgokat, emeljenek fel nehezebb dolgokat, vagy távolítsanak el mechanizmusokat a motortól. A VEX IQ fogaskerekek, lánckerekek és csigák lehetővé teszik ezeknek a követelményeknek a teljesítését.
| Fogaskerekek | Lánckerekek | Csigák |
|---|---|---|
Kimeneti/bemeneti arányok
A VEX műanyag fogaskerekek / lánckerekek / szíjtárcsák tárgyalásakor néhány szabványos kifejezést használnak:
- Hajtás/bemenet – Ez az a fogaskerék/lánckerék/tárcsa, amely a tengelyen van elhelyezve, amelyet az 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).
- Nyomaték - 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) kisebb átmérőjű, mint a kimeneti alkatrész, ez növeli a rendszer kimeneti nyomatékát. Ez azonban arányosan csökkenti a rendszer kimeneti forgási sebességét. Más szóval, ha a motor nem tud felemelni egy kart, akkor a motornak kisebb alkatrészre van szüksége, amely egy nagyobb alkatrészt hajt meg a kar tengelyén. Tekintse meg a következő 3D-s modelleket, amelyek példákat mutatnak arra, hogyan növelhető egy intelligens motor nyomatéka fogaskerekek, lánckerekek és szíjtárcsák segítségével.
Sebességváltó nyomaték növelése
Lánckerék Növelje nyomatékát
Szíjtárcsa növelje a nyomatékot
Megnövelt sebesség: Ha a bemeneti komponens átmérője nagyobb, mint a kimeneti komponens, ez növeli a rendszer kimeneti forgási sebességét. 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. Tekintse meg a következő 3D-s modelleket, amelyek példákat mutatnak arra, hogyan növelhető egy intelligens motor sebessége fogaskerekek, lánckerekek és szíjtárcsák segítségével.
Sebességnövelés
Lánckerék Sebességnövelés
Szíjtárcsa sebesség növelése
Ezeknek a kapcsolatoknak az összege egy output/input arány alapján számítható ki. Ez:
- A kimenő fogaskerekek száma / a bemeneti fogaskerekek 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.
VEX műanyag áttételi arányok (60 fog, 36 fog, 12 fog)
| Kimeneti sebességváltó | Bemeneti fogaskerék | Áttétel | Kimenet 100 RPM motor bemenethez | Kimenet 0,4 Nm motor bemenethez |
|---|---|---|---|---|
| 60 fog | 12 fog | 5:1 | 20 fordulat/perc | 2,0 Nm |
| 36 fog | 12 fog | 3:1 | 33 fordulat/perc | 1,2 Nm |
| 60 fog | 36 fog | 5:3 | 60 fordulat/perc | 0,67 Nm |
| 36 fog | 60 fog | 3:5 | 167 fordulat/perc | 0,24 Nm |
| 12 fog | 36 fog | 1:3 | 300 fordulat/perc | 0,13 Nm |
| 12 fog | 60 fog | 1:5 | 500 fordulat/perc | 0,08 Nm |
(24 fogú és 48 fogas fogaskerekek kiegészítő csomagbankaphatók)
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.
- A hajtásláncnak 3 fokozata lehet (vagy bármilyen más páratlan szám) egy sorozatban, és egy kerék csatlakozik az első sebességfokozathoz és egy kerék az utolsó sebességfokozathoz. Ha az összes fogaskerék azonos méretű, akkor a motor bármelyik fogaskereket 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. Páros számú fogaskerék esetén a kerekek egymás ellen forognak, ahogy az ezen az animáción is látható.
| Teljesítményátviteli lánckerekek | Teljesítményátviteli fogaskerekek |
|---|---|
Annak eldöntése, hogy melyik alkatrészt használja: fogaskerekek, lánckerekek vagy csigák
Számos tényező határozza meg, hogy fogaskerekek, lánckerekek. vagy Csigát kell használni robot kialakítással. Ezek közül néhány a következőket tartalmazza:
Az "elsődleges" 12/36/60 fogaskerekek keverése a "másodlagos" 24/48 fogaskerekekkel
sebességfokozat: A fogaskerekek az egyik legmegbízhatóbbak a három választható alkatrész közül. Amikor a bemeneti fogaskerék forog, a kimeneti fogaskerék is forogni fog, kivéve, ha a fogaskeréktengelyek támaszai között túl nagy a távolság. Ez lehetővé teheti, hogy a tengelyek annyira meghajoljanak, hogy a két fogaskerék fogai elváljanak egymástól. Van néhány lehetséges hátrány:
- 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 irányba.
Különleges megjegyzés: Áttételi arány használatakor csak a bemeneti és az utolsó kimeneti sebességváltó méretét kell figyelembe venni. A két fokozat között lévő fogaskerekek csak a mozgást adják át, és méretük nincs hatással az áttételre.
A VEX műanyag fogaskerekek korona fogaskerekekkel is rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a fogaskerekek közötti 90o csatlakozást. Van még csigafogaskerekes és egy differenciálműves & kúpfogaskerekes csomag amelyek ezt lehetővé teszik. Tekintse meg a következő 3D-s modelleket, amelyek bemutatják a koronás fogaskerekek, a differenciálmű- & kúpkerekek és a csigakerekek használatát.
Crown Gears
Differenciálmű & kúpfogaskerekek
Worm Gears
Ezenkívül a Gear Add-on készletből származó VEX műanyag fogaskerekek lineáris mozgást tesznek lehetővé, ahogy az az alábbi 3D-s építésen is látható.
Rack Gears
lánckerék: lánckerék is jó választás. Tengelyeik tetszőleges számú különböző osztástávolságban elválaszthatók, mivel a láncot egyedi, összepattintható láncszemekből állítják össze, amelyek egyedi hosszúságban rakhatók össze. 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. A bemeneti és a kimeneti Sprocket mindig ugyanabba az irányba fog forogni, ahogy az ezen az animáción is látható.
Csigák: A tárcsák könnyű terhelésre szolgálnak. Korlátozza azokat a távolságokat, amelyeket a rendelkezésre álló gumiszíjak hossza (30 mm) elválaszthat egymástól. 40 mm. 50 mm. 60 mm). A szíjtárcsarendszer gumiszíjai simaak. A szíjak megcsúsznak, ha a rendszer által mozgatni kívánt terhelés túl nagy. A lánckerekekhez hasonlóan a bemeneti és a kimeneti szíjtárcsa általában ugyanabba az irányba forog. Amint az animáción látható, ha a szíjtárcsa X alakban keresztezi őket, akkor ellentétes irányban fognak forogni. (Megjegyzés: a gumiszíjakat át lehet húzni a kimeneti szíjtárcsa 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 kockázat: |
Pinch PointsÜgyeljen arra, hogy ujjai, ruházata, vezetékei és egyéb tárgyak ne szoruljanak a mozgó alkatrészek közé. |