Gebruik van VEX IQ kunststof tandwielen, kettingen en tandwielen en katrollen

Naarmate nieuwe gebruikers hun eigen aangepaste robotontwerpen beginnen samen te stellen, willen ze op een gegeven moment misschien meer uit hun VEX IQ Smart-motoren. De VEX IQ Smart Motors hebben misschien wel de beste prestaties en detectie van alle in elkaar te klikken robotsystemen die beschikbaar zijn. Niettemin zouden gebruikers kunnen willen dat de motoren dingen sneller verplaatsen, zwaardere dingen optillen of mechanismen ver van de motor verwijderen. VEX IQ tandwielen, tandwielen en katrollen kunnen aan deze vereisten voldoen.

Versnellingen	Tandwielen	Katrollen

Uitgangs-/invoerverhoudingen

Bij het bespreken van de VEX kunststof tandwielen/tandwielen/katrollen worden enkele standaardtermen gebruikt:

• Rijden/invoer - Dit is het tandwiel/tandwiel/katrol dat op de as is geplaatst die een slimme motor dwingt te draaien.
• Aangedreven/uitvoer - Dit is het tandwiel/tandwiel/katrol dat op de as van het onderdeel (zoals een wiel of een arm) is geplaatst en dat door de invoer wordt gedwongen te draaien.
• Rotatiesnelheid - Dit is hoe snel een as draait, gewoonlijk gemeten in het aantal keren dat hij ronddraait in één minuut, ook wel bekend als omwentelingen per minuut (rpm).
• Koppel - Dit is de hoeveelheid kracht die nodig is om een ​​last op afstand te roteren. Er is bijvoorbeeld meer koppel nodig om een ​​langere arm te draaien of als er meer gewicht op de arm wordt geplaatst. Er is ook meer koppel nodig om een ​​wiel met een grotere diameter te laten draaien, of wanneer een wiel iets zwaars beweegt. Koppel wordt gewoonlijk gemeten in de metrische eenheid die kracht en afstand combineert, de newtonmeter (Nm).

Er zijn twee principes die gebruikers zullen helpen begrijpen hoe ze VEX plastic tandwielen, tandwielen en katrollen moeten gebruiken:

Verhoogd koppel: Wanneer het ingaande tandwiel/tandwiel/poelie (component) een kleinere diameter heeft dan de uitgaande component, zal dit het uitgaande koppel van het systeem verhogen. Het zal echter de uitgangsrotatiesnelheid van het systeem proportioneel verlagen. Met andere woorden: als de motor een arm niet kan optillen, heeft de motor een kleiner onderdeel nodig dat een groter onderdeel op de armas aandrijft. Bekijk de volgende 3D-builds voor voorbeelden van het vergroten van het koppel van een slimme motor met behulp van tandwielen, kettingwielen en katrollen.

Verhoogde snelheid: Wanneer de invoercomponent een grotere diameter heeft dan de uitvoercomponent, zal dit de uitvoerrotatiesnelheid van het systeem verhogen. Het zal echter het uitgangskoppel van het systeem proportioneel verminderen. Als een gebruiker bijvoorbeeld wil dat een wiel sneller draait dan de motor kan draaien, moet de motor een groter onderdeel hebben dat een kleiner onderdeel op de as van het wiel aandrijft. Bekijk de volgende 3D-ontwerpen voor voorbeelden van het verhogen van de snelheid van een slimme motor met behulp van tandwielen, kettingwielen en katrollen.

 

VEX kunststof overbrengingsverhoudingen (60 tanden, 36 tanden, 12 tanden)

Uitgangsuitrusting	Invoeruitrusting	Overbrengingsverhouding	Uitgang voor motoringang van 100 tpm	Uitgang voor 0,4 Nm motoringang
60 tanden	12 tanden	5:1	20 tpm	2,0 Nm
36 tanden	12 tanden	3:1	33 tpm	1,2 Nm
60 tanden	36 tanden	5:3	60 tpm	0,67 Nm
36 tanden	60 tanden	3:5	167 tpm	0,24 Nm
12 tanden	36 tanden	1:3	300 tpm	0,13 Nm
12 tanden	60 tanden	1:5	500 tpm	0,08 Nm

(24-tands en 48-tands tandwielen zijn verkrijgbaar in een uitbreidingspakket)

 

Uit het bovenstaande VEX Plastic Gear Ratio-diagram zou het duidelijk moeten zijn dat verhoudingen de hoeveelheid uitgaande rotatiesnelheid en het uitgaande koppel van een slimme motor dramatisch kunnen veranderen. Het is belangrijk om te beseffen dat bij het gebruik van output/input-verhoudingen deze geen rekening houden met wrijving en andere factoren in het robotsysteem.

Het kan bijvoorbeeld verleidelijk zijn om een ​​overbrengingsverhouding van 1:5 voor de aandrijflijn te bouwen, zodat de robot heel snel beweegt (500 tpm). Er zijn verschillende factoren die dit onpraktisch maken. Ten eerste zijn de tandwielen met 60 tanden groter dan de standaard reiswielen van 200 mm, zodat het tandwiel het wiel van de grond houdt. Bovendien zal het uitgangskoppel zo klein zijn (0,08 Nm) dat de Smart Motor het wiel/de robot mogelijk niet kan bewegen. Zelfs als het mogelijk zou zijn om deze verhouding te gebruiken, zou het heel moeilijk te controleren zijn als de robot met vijf keer zijn normale snelheid zou bewegen.

Dit voorbeeld illustreert hoe bij het gebruik van output/input-verhoudingen het doel is om een ​​‘sweet spot’-balans te vinden tussen koppel en snelheid. Het is ook belangrijk om ervoor te zorgen dat de componenten in het ontwerp van de robot passen.

VEX kunststof tandwielen hebben vijf verschillende maten tandwielen (8-tands tandwiel, 16-tands tandwiel, 24-tands tandwiel, 32-tands tandwiel, 40-tands tandwiel) die kunnen worden gecombineerd. De VEX Plastic Katrollen zijn verkrijgbaar in vier maten (10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm).

Machtsoverdracht

VEX kunststof tandwielen, tandwielen en katrollen kunnen ook worden gebruikt voor krachtoverdracht. Dit is nodig wanneer een ontwerp een Smart Motor niet toestaat om de as van een wiel of ander onderdeel rechtstreeks aan te drijven. In dit geval zullen de inkomende en uitgaande tandwielen/tandwielen/katrollen dezelfde grootte hebben, zodat er geen verandering is in het koppel of de rotatiesnelheid. Dit wordt vaak een 1:1-verhouding genoemd.

Enkele voorbeelden hiervan kunnen zijn:

• Een aandrijflijn kan beide wielen aan één kant aandrijven door het ene wiel direct aan te drijven met een Smart Motor en het andere wiel aan te drijven door ze met elkaar te verbinden met 1:1 tandwielen en ketting.
• Een aandrijflijn kan drie versnellingen (of een ander oneven getal) in een serie hebben, waarbij een wiel aan de eerste versnelling is bevestigd en een wiel aan de laatste versnelling. Als alle tandwielen even groot zijn, kan de motor elk tandwiel aandrijven.

Let op: bij het gebruik van versnellingen binnen een aandrijflijn is het belangrijk dat er een oneven aantal versnellingen tussen de wielen zit. Dit komt omdat wanneer het ene tandwiel het andere aandrijft, ze in tegengestelde richtingen draaien. Bij een even aantal tandwielen tussen de wielen draaien de twee wielen tegen elkaar in, zoals in deze animatie te zien is.

Krachtoverbrenging tandwielen	Krachtoverbrenging versnellingen

Beslissen welk onderdeel u wilt gebruiken: tandwielen, tandwielen of katrollen

Er zijn een aantal factoren die bepalen of tandwielen, tandwielen. of Katrollen moeten worden gebruikt bij een robotontwerp. Sommige hiervan omvatten:

Speciale opmerking: bij gebruik van een overbrengingsverhouding hoeft alleen rekening te worden gehouden met de grootte van het ingaande tandwiel en het laatste uitgaande tandwiel. Alle versnellingen tussen deze twee versnellingen brengen alleen de beweging over en hun afmetingen hebben geen invloed op de overbrengingsverhouding.

VEX Plastic Gears hebben ook Crown Gears die een 90^o verbinding tussen de versnellingen mogelijk maken. Er zijn ook wormwielen en een differentieel & kegelwielpakket die dit mogelijk maken. Bekijk de volgende 3D-ontwerpen voor voorbeelden van het gebruik van kroonwielen, & kegelwielen en wormwielen.

Bovendien maken VEX Plastic Rack Gears uit de Gear Add-on kit lineaire bewegingen mogelijk, zoals te zien is in de onderstaande 3D-build.

tandwielen: tandwielen zijn ook een goede optie. Hun assen kunnen op een aantal verschillende steekafstanden worden gescheiden, omdat de ketting is samengesteld uit afzonderlijke in elkaar klikkende schakels die in aangepaste lengtes kunnen worden samengevoegd. Om het aandrijftandwiel moet ten minste^o ketting zijn gewikkeld, anders kan de ketting tanden overslaan op het tandwiel. Tandwielen kunnen ook samen met Tank Tread worden aangesloten. Het invoertandwiel en het uitvoertandwiel draaien altijd in dezelfde richting, zoals te zien is in deze animatie.

Katrollen: Katrollen zijn bedoeld voor lichte lasten. Ze worden beperkt door de afstanden waarop ze kunnen worden gescheiden door de lengte van de beschikbare rubberen banden (30 mm. 40 mm. 50 mm. 60 mm). De rubberen riemen voor het katrolsysteem zijn glad. De riemen gaan slippen als de lading die het systeem probeert te verplaatsen te groot is. Net als bij tandwielen draaien de invoerpoelie en de uitvoerpoelie normaal gesproken in dezelfde richting. Zoals te zien is in deze animatie, draaien de poelies in tegengestelde richtingen als ze in een X worden gekruist. (Opmerking: rubberen riemen kunnen worden gekruist om de richting van de uitgaande poelie om te keren.)

Of het robotontwerp nu gebruik maakt van tandwielen, tandwielen of katrollen, er is een ruime keuze aan opties om de output/input-verhouding of de krachtoverdracht van de VEX IQ Smart Motors te wijzigen.

Veiligheidsrisico:

Knelpunten Zorg ervoor dat vingers, kleding, draden en andere voorwerpen niet bekneld raken tussen bewegende onderdelen.