Fundamentele LEGO Technic: Roți dințateLectură de 5 minute

Fundamentele LEGO Technic Roti Dintate

Ești nou în lumea Technic? Nicio problemă, în această serie de articole vei afla despre fundamentele LEGO Technic, astfel încât să poți aborda viitoarele tale proiecte cu mai multă încredere.

În acest articol vom vorbi despre roțile dințate. De ce avem nevoie de roți dințate? Pentru a crea ansamble care să transfere mișcarea (pe scurt, angrenaje) de la un motor electric spre un ansamblu receptor. 

Chiar dacă transferul mișcării se întâmplă, acesta este doar un efect secundar, adevăratul scop al roților dințate este de a transforma puterea de intrare, astfel încât să avem randamentul dorit la ieșire.

Angrenajele pot fi puse în mișcare de diverse surse, motoarele electrice, manivele sau alte ansamble.

Vom începe prin a considera sursa de energie un motor electric, deoarece aceste spre deosebire de alte surse de putere, au proprietăți ușor măsurabile și cel mai important, constante.

Orice motor are o anumită putere mecanică, compusă din doi factori: viteză de rotație și cuplu. 

Viteza de rotație sau turația este reprezentată de obicei în numărul de rotații dintr-un minut, pe scurt RPM.

Cuplul este forța de întoarcere aplicată unui obiect; de exemplu când un motor învârte un ax, el aplică o forță asupra acelui ax, numită cuplu. Cu cât un motor aplică mai multă forță, rotația devine mai puternică și forța necesară opririi acestuia este mai mare.

Dar, de ce avem nevoie de cuplu și de viteza de rotație? Fiecare proiect la care veți lucra are anumite caracteristici, nevoi; să fie capabil să miște mai repede anumite angrenaje, în timp ce altele se mișcă mai încet.

Folosind roți dințate putem transforma viteza în cuplu și viceversa, de exemplu un angrenaj care transmite mișcarea de la o roată dințată mică la una mai mare, va mări cuplul, dar va mici viteza de rotație. În timp ce, transferând mișcarea de la o roată dințată mare la una mai mică va mici cuplul, în același timp mărind viteza de rotație.

Fundamentele LEGO Technic Roti dintate

Cuplul și viteza de rotație sunt invers proporționale, în timp ce unul se mărește, celălalt scade.

Roți dințate cilindrice

Roțile dințate cilindrice funcționează pe axe paralele. În exemplul de mai jos roata gri cu 16 dinți de pe osia verde transferă mișcarea la roata roșie cu 24 de dinți de pe osia galbenă. Raportul de transfer este astfel 3:2 (24:16), adică trei rotații ale roții gri vor rezulta în două rotații ale roții roșii.

Sursă imagine: technicopedia.com

Pentru acest gen de angrenaj vom avea nevoie în general de cel puțin doi rulmenți pe care să stea fiecare osie, de preferat să fie amplasați pe ambele părți ale osiei.

Un lucru ce merită reținut este că roata condusă se va roti în sens invers roții conducătoare. 

Acest tip de angrenaj este cel mai comun în construcțiile Technic.

Roți dințate conice

Roțile dințate conice funcționează pe axe concurente (care se intersectează într-un punct). Acestea în general sunt făcute pentru osii care se intersectează la orice unghi, diferența fiind că cele din LEGO sunt făcute pentru osii care se intersectează la unghiuri de 90 de grade.

Sursă imagine: technicopedia.com

 În animația de mai sus, roata roșie de pe osia galbenă conduce roata albastră de pe osia verde. Osiile se rotesc la aceeași viteză datorită faptului că ambele roți au același număr de dinți.

Dinții roților dințate conice au forme mai complexe care generează forțe complexe. Așa că este mult mai important să avem rulmenții cât mai potriviți, spre deosebire de roțile dințate cilindrice. Cu cât mai aproape va fi rulmentul de roată, cu atât va fi mai eficient angrenajul.

Fundamentele LEGO Technic Roti Dintate

Roțile dințate conice „duble” pot fi folosite și în loc de roțile dințate cilindrice, având avantajul că au dinții mai lați și astfel suportă un cuplu mai mare.

Roți cu melc (melcate)

Angrenajele melc-roată melcată au axele roților dințate neconcurente și înclinate la 90°. Lățimea roții este mai mare decât diametrul, ceea ce o face sa semene cu un șurub, de unde și denumirea de melc sau șurub melcat. Din asemănarea cu filetul șurubului, numărul de dinți ai melcului se obișnuieste a se numi: număr de începuturi. 

Melcul funcționează pus pe o osie, perpendicular pe direcție cu o roată dințată cilindrică. Avantajele melcului în angrenaje ar fi faptul că poate să reducă mult turația dintr-un singur ansamblu și că raportul de transmisie poate fi ușor calculat, luând în considerare melcul ca având un singur dinte (de exemplu, pentru a învârti o roată cilindrică cu 20 de dinți este necesară rotirea de 20 de ori a melcului).

Important de reținut despre melc: nu se poate pune în mișcare de o altă roată dințată. Acest lucru este util în situațiile unde vei vrea să blochezi angrenajul într-o poziție (de exemplu, brațul de la o macara).

Sursă imagine: technicopedia.com

Cremaliere

Ce este cremaliera? Este o bară dințată ce se angrenează cu o roată dințată pentru a transforma mișcarea de rotație într-o mișcare de translație, și invers.

Sursă imagine: technicopedia.com

În imaginea de mai sus, pe măsură ce pinionul se rotește, împinge și cremaliera mai departe. Spațiul de mișcarea al cremalierei depinde de câți dinți are roata care o conduce.

Cremalierele sunt în general folosite pentru sistemele de direcție de pe vehicule, dar pot fi folosite și în alte ansamble, cum ar fi brațele telescopice.

Dimensiunea cremalierei cea mai comună în LEGO Technic este de 4 studs (nu știi ce e un stud?, am acoperit asta într-un articol anterior aici). Acestea pot fi combinate, creând astfel o cremalieră mai mare.

De asemenea există cremaliere cu găuri de fixare în capete cu dimensiunile între 8, 10, 12, 13 și 14 studs.

Dacă ți-a fost de folos acest articol sau crezi că mi-a scăpat ceva, lasă-mi un comentariu mai jos.

Comentarii

S-ar putea să îți placă și

Lasă un răspuns

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.