今天苏苏老师给大家带来了关于齿轮的物理知识跟玩法!不仅有趣,还包含考级知识点(齿轮加速,齿轮减速,齿轮齿数比)。
知识点1
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齿轮加速
齿轮加速:大齿轮带动小齿轮时可以实现加速,因为大齿轮齿数多转动一圈时可以带动小齿轮转动数圈,就得到了小齿轮转动速度加快了数倍;
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(齿轮加速1)
陀螺发射器:多个齿轮同时转动时速度会有怎样的变化呢?大小齿轮速度快慢各不相同,使用大齿轮带动小齿轮可以达到加速效果,像陀螺发射器这样的机械结构用到了多组大齿轮带动小齿轮,可以让陀螺转动的速度更快;
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(齿轮加速2)
二级齿轮加速结构,40齿大齿轮带动8齿齿轮可以让转动轴速度加快到5倍,而且是经过两组大齿轮带动小齿轮的两次加速,速度可以达到5X5=25倍;
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(齿轮加速3)
汽车发射器:电动加速造型,马达同轴连接大齿轮再带动小齿轮加速,让被发射的小车轮子高速运转,轮子转速越快积蓄动能越多可以发射的距离越远;
知识点2
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齿轮减速增大扭力
齿轮减速增大扭力:小齿轮带动大齿轮能够明显感觉到大齿轮速度变慢,起到了减速效果,但是在转动小齿轮时用力较小,可以轻易带动大齿轮,体现为可以克服更大的阻力和获取更大的扭力动力;小齿轮带大齿轮经常用于拉动重物,增加推力等场景;
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(齿轮减速1)
爬绳机器人:马达同轴连接8齿小齿轮,小齿轮首先传动40齿大齿轮,大齿轮转动速度是小齿轮的五分之一,再经过同轴小齿轮和另外一个大齿轮减速后速度再次减慢到五分之一,所以马达速度经过两次速度减慢为二十五分之一,虽然速度减慢了,但是爬绳效果更强力;
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(齿轮减速2)
马达同轴连接8齿小齿轮,小齿轮首先传动40齿大齿轮,大齿轮转动速度是小齿轮的五分之一,再经过同轴小齿轮和另外一个大齿轮减速后速度再次减慢到五分之一,所以马达速度经过两次速度减慢为二十五分之一,虽然速度减慢了,但是效果更强力;
知识点3
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齿轮齿数比
齿轮齿数比:齿轮组合的齿数比较计算是齿轮应用中最重要的知识点,它解释了大齿轮带小齿轮为什么可以加速,小齿轮带大齿轮为什么可以减速并且增大扭力,速度变化跟齿数的相关计算;
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(齿轮齿数比3)
奇怪的时针:以等级考试真题为例,手摇转动手柄带动齿轮组合分别对应时针和分针,手摇柄转动5圈同轴带动8齿小齿轮和24齿中齿轮,8齿小齿轮转动5圈才能带动40大齿轮和时针转动1圈,所以手摇柄速度是时针速度的5倍;24齿齿轮带动另外一个24齿和分针,速度大小不变,所以手摇柄速度跟分针速度一样;结论:奇怪的时针造型里分针转动5圈可以带动时针转动1圈;
注:
《全国青少年机器人技术等级考试》是目前参加人数最多,范围最广的机器人等级考试项目;家长让小朋友学习机器人的过程中经常会有这样的困惑:自己家的娃到底学习到什么程度啦,要怎么升级到下一个阶段?参加考级就是对小朋友机器人学习成果的验证,学习过程中还能接触到系统全面的机器人结构学习;
更多机器人考级真题模型等你探索
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(考级真题)手摇风扇:齿轮加速应用
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(考级真题)搅拌机:齿轮垂直传动,齿轮水平传动
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(考级真题)烤肉架:齿轮远距离传动
齿轮“艺术”应用
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(齿轮应用1)多级齿轮减速结构,动力传动到最后一个齿轮速度非常慢
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(齿轮应用2)齿轮组合成小号的的七边形造型,齿轮个数少,各个齿轮转速更快
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(齿轮应用3)多个齿轮并排围绕组成七边形造型,是齿轮水平啮合传动的综合应用