mechanical science
viti
TM
Libretto di
e
vidi senza fine
Area informativa
Viti senza fine:
La vite di Engino può avere due funzioni, una in
combinazione con un bullone, come vite, e una in
combinazione con i normali ingranaggi, come vite
senza fine. Come avete visto dall'esperimento
precedente, con l'uso di una vite senza fine potete
ridurre di molto la velocità, aumentando la forza di
output. La combinazione di una vite con un
ingranaggio si chiama vite senza fine, una
soluzione che occupa molto meno spazio delle
scatole del cambio, aumenta la rotazione e cambia
la direzione dell'asse rotatorio di 90 gradi.
Una vite senza fine in una vecchia
gru al cantiere navale
Il vantaggio meccanico, come è stato definito nel precedente capitolo,
indica il fattore per cui la forza viene aumentata. Quando si parla di
ingranaggi, si usa spesso un altro termine, cioè rapporto di trasmissione.
Il rapporto di trasmissione esprime la quantità di diminuzione (o aumento)
di velocità dell'ingranaggio condotto rispetto all'input del conduttore. E' la
stessa cosa del vantaggio meccanico, ma il termine rapporto di
trasmissione si concentra sulla velocità, mentre il vantaggio meccanico si
concentra sulla forza.
vite senza fine
o verme
ruota dentellata
con una vite senza fine la rotazione può cambiare di 90 gradi
Prendiamo il caso della vite senza fine. Quanti giri ha fatto la vite senza
fine per una completa rotazione della corona? Nell'attività 1 dovreste aver
scoperto che il numero di denti sulla ruota è 30, e la vite senza fine deve
girare 30 volte perché la ruota faccia una rotazione completa. Questo
significa che il rapporto di trasmissione è di 30:1 e la velocità è ridotta di
trenta volte. E la forza? Beh, se la velocità è ridotta di 30 volte, allora la
forza aumenta di 30 volte! In generale, perché la ruota compia una
rotazione completa, la vite senza fine deve girare tante volte quante il
numero di denti sulla ruota. La figura seguente dimostra perché.
Quando le ruote di un'auto si
sgonfiano, la ruota tende a
frenare e questo può causare
incidenti. Oggi, il servo sterzo
ha ridotto questo pericolo
controllando la direzione delle
ruote con un sistema idraulico.
All'inizio del ventesimo secolo,
le automobili erano fatte in
modo da incorporare una vite
senza fine nel sistema di
cambio, per minimizzare
questo effetto grazie alla
capacità della vite senza fine
di resistere al movimento
quando la ruota dentellata
tende a ruotare. Un'altra
strana applicazione delle viti
senza fine è quella di
costituire il meccanismo di
accordatura di molti strumenti
musicali, fra cui le chitarre, i
contrabbassi, i mandolini e i
buzuki. La capacità di ridurre
di molto il movimento
permette ai musicisti di
accordare i loro strumenti.
Come? Un piccolo movimento
della mano dell'artista si
traduce in un aumento o
diminuzione minimi della
tensione della corda.
La vite senza fine di
Engino, quando è collegata
all'ingranaggio medio,
riduce le rpm dell'asse di
output di 18 volte!
17
pag
distanza tra le creste
del filetto (passo)
Un altro esempio di vite senza fine che apre un
cancello. La posizione del cancello non cambia
dopo essere stata impostata.
Il meccanismo del cricco:
LO SAPEVATE?
attività manuali
Nel modellino di gru rotante, il carico veniva sollevato
avvolgendo lo spago su un asse collegato
all'ingranaggio medio di Engino. L'ingranaggio può
essere girato per sollevare il carico, mentre girando una
componente rossa attorno al perno, blocca il dente
impedendo all'ingranaggio di tornare indietro per la
trazione del peso del carico. Questa configurazione è
una simulazione del meccanismo del cricco, usato in
macchine in cui vogliamo che il movimento avvenga in
una sola direzione. Come succede con la vite senza
fine, che si blocca e non permette il movimento di input
opposto, il meccanismo del cricco permette il
movimento in una sola direzione. Nel disegno sulla
destra potete vedere i tre elementi principali del
meccanismo del cricco, l'ingranaggio, il nottolino e la
molla. Il nottolino si muove facilmente in su lungo i
bordi ricurvi dei denti, mentre una molla lo spinge
nell'incavo tra i denti quando passa la cima di ogni
dente.
meccanismo
del cricco
all'interno!
il cricco si blocca e
la vite ruota
TIRARE
rotazione
libera senza
avvitamento
SPINGERE
Le viti senza fine sono usate in molte applicazioni in
cui è necessario ridurre notevolmente la velocità, per
esempio nelle scatole del cambio delle auto. Un
vantaggio significativo delle viti senza fine è che
possono funzionare soltanto in una direzione. Se si
cerca di far girare la ruota in senso contrario alla vite,
si blocca e non si muove affatto! Questo può essere
molto utile in alcune applicazioni in cui ci serve operare
in modo sicuro in un'unica direzione, per esempio nelle
gru, dove non vogliamo che il carico cada per via del
suo stesso peso. D'altro canto, le viti senza fine hanno
lo svantaggio di aumentare l'attrito e quindi richiedono
costante lubrificazione.
molla che
spinge il dito
dentro i denti
dell'ingranaggio
un dito che si
inserisce nei denti
dell'ingranaggio
(detto nottolino)
che gli impedisce
di tornare indietro
ingranaggio con
denti asimmetrici
con una
curvatura più
ripida su un lato
per permettere il
blocco
direzione
permessa
di movimento
Il meccanismo del cricco
Quando i denti si muovono in direzione opposta
(all'indietro), il nottolino incontra il lato più ripido della
curvatura del primo dente, bloccandosi contro il dente
e impedendo ogni movimento in quella direzione.
Questa è una caratteristica molto preziosa,
specialmente quando si tratta di sicurezza, per
esempio nel sollevare un grosso peso che cadrebbe se
non fosse tenuto in posizione dal cricco. E' anche un
meccanismo molto utile in molti strumenti come la
chiave a tubo, che abbiamo presentato nel capitolo
precedente e che mostriamo nella figura a fianco.
La chiave a tubo in azione
Viti senza fine sul
manico di una chitarra
The socket wrench allows us to continually turn a screw
in one direction. How? We continually pull and push the
handle without having to regrip the head of the screw.
With every pull the ratchet locks and applies force
tightening the screw. With every push the ratchet’s
handle moves freely until our hand is again in a
convenient pulling position. Another clever feature of
the socket wrench is that you can reverse the ratchet
locking direction enabling you to unscrew the screw,
applying force in the push direction instead of the pull
direction!
Un meccanismo
di cricco in miniatura!
pag
18
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viti
TM
Libretto di
e
vidi senza fine
attività manuali
Ripasso sugli ingranaggi:
Trasferire l'energia e il movimento con gli
ingranaggi Engino. Se notate, gli ingranaggi
ruotano in senso inverso.
La vite senza fine non può funzionare da sola! Ha bisogno
di ingranaggi per funzionare. Nella vostra confezione di
Engino c'è tutta una serie di ingranaggi che vi permettono di
costruire diversi modellini e imparare come gli ingranaggi
cambiano velocità, direzione del movimento e anche la
forza. Potete trovare altre informazioni sugli ingranaggi nella
nostra confezione di Mechanical Science: INGRANAGGI.
Diamo uno sguardo ai principali tipi di ingranaggi e alle loro
applicazioni.
Ingranaggi a
corona Engino
Ingranaggi a cono in una
scatola del cambio
Ingranaggi a cono di
una macchina
Dove si usano gli ingranaggi?
Gli ingranaggi si trovano in quasi tutte le macchine che
abbiano delle parti mobili. Ci sono molti tipi di ingranaggi,
a seconda delle applicazioni. Usiamo gli ingranaggi se
vogliamo:
Trasferire il movimento da una posizione all'altra.
Invertire il senso di rotazione.
Aumentare o diminuire la velocità di rotazione.
Cambiare l'asse di rotazione.
Diminuire o aumentare la forza di una macchina.
Una complessa scatola
del cambio in un'auto
moderna
L'interno di un
registratore portatile
Un altro tipo di ingranaggio molto utile per
convertire il movimento rotatorio in lineare è la
rastrelliera. Si tratta di un ingranaggio piatto
che si può incastrare con un ingranaggio a
sperone per convertire efficacemente il
movimento. E' ampiamente usato nei cancelli
e in macchine come i trapani. Nella
confezione è incluso un ingranaggio di questo
tipo.
Un vecchio cancello di una
miniera d'oro che si apre in
verticale con un sistema di
rastrelliere gemelle e pignoni
Con gli ingranaggi, non essendoci scivolamento, possiamo anche
tenere sincronizzata la rotazione di due assi. L'ingranaggio che ruota
con un motore o con la nostra mano si chiama ingranaggio
conduttore ed è l'input del sistema. L'ingranaggio che si collega a
questo si chiama ingranaggio condotto e costituisce l'output del
sistema. Quando il motore è più piccolo (pignone), la velocità
aumenta e la rotazione diminuisce. Al contrario, quando il motore è
più grande (corona) dell'ingranaggio condotto, la velocità diminuisce
e la rotazione aumenta.
Una catena ha bisogno di due ingranaggi
dal disegno specifico, chiamati ruote dentate.
Ingranaggi di un orologio
conduttore: pignone
Sfida a Costruire
Trasmissione:
La vite senza fine è il modo migliore per ridurre di molto la
velocità usando solo due parti. Ad ogni modo, possiamo
anche ridurre la velocità di un sistema usando molti
ingranaggi insieme. Due ingranaggi di dimensioni diverse
sullo stesso asse creano un ingranaggio composto. Nella
figura sopra che rappresenta l'interno di un meccanismo di
orologio, vedete molti ingranaggi connessi insieme per
creare una lunga serie di ingranaggi, cioè una trasmissione.
condotto:
corona
Per diminuire la velocità l'ingranaggio
conduttore deve essere il più piccolo
del sistema
19 pag
Serie di ingranaggi con
denti a sperone
Gli ingranaggi possono essere adattati per connettersi a
distanza, come ad esempio nelle biciclette, dove i pedali
sono lontani dalla ruota. Questi tipi di ingranaggi si
chiamano ruote dentate e si collegano a una catena che
può trasferire il movimento rotatorio e la rotazione in modo
efficiente. La catena viene usata in molte applicazioni ed è
simile alla carrucola motrice, un'altra macchina semplice
discussa nella confezione di Mechanical Science:
Carrucole, di Engino Education.
Le gru sono usate nei cantieri edili e ovunque sia necessario sollevare e spostare oggetti
pesanti. Provate a costruire una gru con le componenti Engino che usi la vite senza fine
come la gru rotante, ma che anziché ruotare il braccio lo faccia sollevare e abbassare.
Questo tipo di gru non richiede l'avvolgimento dello spago, perché è il braccio stesso a
sollevarsi dopo aver agganciato il carico. Guardate la figura a destra e cercate di costruire
un modellino di gru funzionante con le componenti Engino, guadagnando 2 punti se ci
riuscite. Notate che la gru della figura utilizza pulegge per sollevare il braccio; il vostro
modellino dovrebbe utilizzare invece la vite senza fine! Se avete bisogno di aiuto, seguite
le istruzioni alle pagine 7-8 del vostro manuale di istruzioni per costruire: VITI E VITI
SENZA FINE di Engino.
Tipi di Ingranaggi:
L'ingranaggio che si incastra a una vite senza fine è un
ingranaggio a sperone, un ingranaggio con il tipico dente
che si vede nella figura a destra. Ad ogni modo, gli
ingranaggi Engino svolgono due funzioni, ossia si collegano
come ingranaggi a sperone sullo stesso piano, ma anche su
piani verticali, cambiando la direzione di rotazione di 90
gradi. Questo tipo di ingranaggio è detto ingranaggio a
corona, data la sua forma speciale simile alla corona di un
re! Un modo più efficace di cambiare la direzione della
rotazione è usare gli ingranaggi a cono, fatti appositamente
a questo scopo.
Il sistema di cremagliera
e pignone di Engino
Verifica:
verificate quanto avete appreso
Cos'è una VITE SENZA FINE e cosa può fare?
Qual è il VANTAGGIO MECCANICO di una vite senza fine?
Cos'è il MECCANISMO DEL CRICCO e dove viene utilizzato?
Una gru con
un braccio che
si solleva
Quali sono i tipi principali di INGRANAGGI?
pag
20
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viti
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Libretto di
e
attività manuali
vidi senza fine
Il Grande Quiz
Esercizio 3
Spero che vi siate divertiti con questo libretto e che il vostro viaggio nel meraviglioso
mondo delle viti sia stato piacevole! Prima di salutarci, controlliamo cosa avete
imparato in tutti questi esperimenti e letture. Fate del vostro meglio per risolvere gli
esercizi seguenti, scrivendo le risposte negli spazi appositi. Troverete le soluzioni alla
fine del libro. Per ogni risposta esatta, guadagnerete i punti specificati fra parentesi
vicino all'esercizio. Sommate tutti i vostri punti (inclusi quelli dei quiz precedenti) e
scoprite qual è il vostro livello in Mechanical Science nel settore viti e viti senza fine.
Si trova a pagina 31!
Completate il diagramma con le parole nel riquadro grigio. Scrivete anche, sotto ogni riquadro, quale parte della
vite senza fine è il conduttore e quale è il condotto. Sapete indicare con le frecce la direzione di ogni parte?
(2 punti)
asse, conduttore, vite senza fine
ruota dentata, condotto
Esercizio 1
(a) Sapete indicare le parti fondamentali di una vite? Completate la figura seguente
usando la parole nel riquadro grigio. (3.5 punti)
Esercizio 4
Una sega circolare, simile a quella della figura a destra, funziona con una vite
senza fine in cui la vite fa girare una ruota dentata attaccata alla lama in modo
che questo apparecchio tagli un materiale.
filetto, cresta, testa, lunghezza,
passo, bullone, gambo
a) Sapete calcolare il rapporto di trasmissione della vite senza fine, se la ruota ha 40 denti? (2 punti)
b) Cosa dice il vostro risultato sulla velocità della vite senza fine? (2 punti)
Esercizio 5
(b) Sapete spiegare come una vite e un bullone funzionano insieme? (0.5 punti)
Completate le frasi qui sotto usando le parole appropriate dal
riquadro grigio. (punti 3)
ingranaggio con vite senza fine, vite,
ruotare, fermo, lineare, cilindro, senza
testa, rotatorio, superficie, bullone, piano
inclinato, ruota dentellata
Una .................... è un …………….......... con un ............................................................. avvolto attorno alla sua
…………............... Con un ............................... o con un ………..................., la vite può convertire il movimento da
................................. in …………..................... Un .............................................................. è costituito da una vite
........................................ che fa .......................................... una ….......................................................................
Esercizio 2
Scrivete almeno 4 dei principali attrezzi usati per avvitare. (2 punti)
21 pag
Esercizio 6
La figura a destra presenta un argano usato in un cantiere edile per sollevare o abbassare oggetti pesanti. Su un
argano, si utilizza un meccanismo che permette di abbassare un carico in sicurezza o fare in modo che resti in
aria senza cadere. Questo strumento si trova anche sulle navi per ritirare o lanciare l'ancora o nelle gru che
sollevano pesi enormi. Sapete identificare il meccanismo utilizzato indicandolo con un cerchio sulla figura? Quali
sono le sue parti principali e come funziona? (4 punti)
pag
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viti
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Libretto di
e
vidi senza fine
attività manuali
Esercizio 7
Esercizio 9
La lunghezza del filetto della vite a destra è di 280 mm, mentre il bullone copre solo una
distanza di 40 mm. Potreste aver bisogno di una calcolatrice.
Jennifer, Matthew, Angela e Andrew descrivono i vari tipi di vite. Sapete scrivere nei riquadri vicino a ogni
descrizione il nome della vite a cui si riferiscono? (2 punti)
a) Sapete calcolare il vantaggio meccanico di questo meccanismo sulla base delle informazioni date sopra?
(1 punto)
Ha una terminazione piatta, non ha testa e a
volte funziona insieme a un bullone. Passa per
il foro filettato di un oggetto esterno per essere
avvitata con un oggetto interno ed impedire
qualsiasi movimento relativo.
b) Cosa significa vantaggio meccanico in rapporto alla forza e al movimento? (1 punto)
Se ne trovano di varie misure e diversi
materiali, a seconda della superficie su cui
vogliamo aprire un foro circolare.
c) Tenendo presente il V.M. che avete trovato e che il diametro (D) della vite è 5 mm, sapete trovare la misura del
suo passo? (1 punto)
Ha una terminazione a punta ed è
usata per avvitare un pezzo di
metallo su una superficie di legno.
Esercizio 8
Sapete individuare quali delle seguenti fotografie presentano le caratteristiche di una vite e quale di una vite
senza fine? Scrivete la risposta nel riquadro sotto a ogni foto. (3 punti)
Ha una terminazione piatta ed è usata per
avvitare assieme oggetti che hanno fori
attraverso cui passare. Si usa un bullone per
fermare i due oggetti.
Esercizio 10
Aprire una bottiglia
Le meccaniche di una chitarra
Una scala a chiocciola
Sotto ci sono due righe: su una ci sono le immagini di teste di viti, sull'altra c'è il nome di ogni testa. Sapete
collegare ogni tipo di testa di vite con il suo nome? (3 punti)
Testa a
taglio
Un motore
23 pag
Una lampadina
Testa a croce
Testa di
Robertson
Testa esagonale
esterna
Testa
quadrata
Testa esagonale
interna
Schiacciare l'uva
pag
24
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viti
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Libretto di
e
attività manuali
vidi senza fine
Commenti e Soluzioni
Osservazioni e attività supplementari
Cos'è una vite, in sostanza?
1) LUNGHEZZA DELLA VITE = circa 60 mm - LUNGHEZZA DEL FILETTO DELLA VITE/LUNGHEZZA DELLA
VITE = 5
input
2)
Esperimento 1
[1] Fase 2, pagina 3: Quando si gira la manovella, i giunti che sono collegati alla piattaforma del modellino
vengono sollevati, e di conseguenza si solleva anche la piattaforma.
[2] Fase 3, pagina 3: La piattaforma può essere sollevata con una piccola quantità di forza.
[3] Fase 4, pagina 3:
output
leve
3) PASSO (DISTANZA TRA DUE DENTI) = 6 mm, CIRCONFERENZA = 300/10=30 mm
viti
4) il rapporto tra CIRCONFERENZA e PASSO è di 30/6 = 5 e il rapporto LUNGHEZZA DEL FILETTO DELLA
VITE/LUNGHEZZA DELLA VITE = 300/60=5, che è esattamente la stessa cosa. Questo è logico, perché i due
rapporti misurano la stessa cosa, uno sull'intera scala della vite e l'altro isolando il filetto di una vite. Ciò significa
che la distanza coperta dal bullone (output) è circa 5 volte più piccola dell'effettiva distanza di input coperta,
misurata dalla lunghezza del filetto della vite. Si può concludere che il vantaggio meccanico della vite è 5, il che
significa che la distanza coperta dal bullone diminuisce di 5 volte, ma la forza applicata nel girare la manovella è
moltiplicata di 5 volte.
Osservazioni e attività supplementari (pagina 4)
1)
Quiz 2 (2 punti)
bullone
vite
2) (a) Ci sono tre tipi di movimento. La manovella segue un movimento
rotatorio che è convertito in lineare dal meccanismo di vite e bullone.
La piattaforma, grazie ai giunti di movimento parallelo produce anche
movimento lineare, ma in direzione verticale.
(b) ALTEZZA DELLA PIATTAFORMA SOLLEVATA = 130 mm
DISTANZA DEL BULLONE = 65 mm
ROTAZIONI DELLA MANOVELLA = 8 rotazioni
3) Se cercate di spingere la piattaforma per farla abbassare, non avrete
successo. E' impossibile alzare o abbassare la piattaforma tirandola o
spingendola e sembra funzionare solo in una direzione, quella dell'input
dato attraverso la vite.
Quiz 1 (2 punti)
Il meccanismo di vite e bullone è usato per convertire il movimento da
rotatorio a lineare.
La vite come piano inclinato
Esperimento 2
[1] Fase 2, pagina 10: Quando si gira la manovella, la vite passa attraverso un bullone fisso in modo che la
piattaforma si sollevi o abbassi. Il risultato, simile a quello dell'esperimento 1, è che quando si spinge con la mano
la piattaforma mobile, non si sposta
[2] Fase 3, pagina 10: L'asta inserita nella bocca del torchio a vite può essere facilmente estratta dal modellino,
non essendo bene avvitata
[3] Fase 4, pagina 10: Con una piccola quantità di forza, la manovella viene girata un po' di più per avvitare bene
l'asta alla bocca del torchio, rendendo piuttosto difficile estrarre l'asta. In altre parole, la forza applicata per girare
la manovella un po' di più, è molto inferiore alla forza necessaria per estrarre l'asta dal torchio.
[4] Fase 5, pagina 10: LUNGHEZZA DELLA FILETTATURA DELLA VITE = circa 300 mm.
25 pag
Una densa filettatura su una vite significa che il bullone coprirà la stessa distanza, ma la vite dovrà essere ruotata
più volte. La lunghezza del filetto della vite è maggiore, il che significa che la forza di output è molto più grande di
quella di input. Ad ogni modo, la distanza di output è molto inferiore a quella di input. Ciò che guadagniamo in
forza, lo perdiamo in distanza coperta.
Cos'è in sostanza una vite senza fine?
Esperimento 3
[1] Fase 2, pagina 15: Quando si gira la manovella, la vite senza fine fa girare la ruota dentellata che è collegata
al braccio rotante e possiamo vedere il braccio che gira.
[2] Fase 3, pagina 15: Con il carico appeso al gancio della gru, è un po' più difficile ruotare il braccio rispetto a
quando non c'è alcun peso, ma questo è insignificante.
[3] Fase 4, pagina: ROTAZIONI DELLA MANOVELLA = 30 rotazioni
[4] Fase 5, pagina: DENTI DELL'INGRANAGGIO GRANDE = 30 denti
Osservazioni e attività supplementari
1) che per fare in modo che il braccio ruoti, l'ingranaggio grande dovrebbe muovere 30 denti e simultaneamente
la manovella dovrebbe completare 30 rotazioni. In generale, una rotazione completa della manovella corrisponde
al movimento di un solo dente dell'ingranaggio grande.
2) Quando si cerca di spostare il braccio direttamente spingendolo con la mano, sentirete una resistenza e non
succede niente. La ruota dentellata si blocca e non permette alcun movimento. Ciò significa che questa
combinazione di ingranaggi funziona solo in una direzione, quella del movimento della vite/vite senza fine.
3) a. Questo meccanismo sembra permettere il movimento in una sola direzione, quella del sollevamento. E'
usato per la sicurezza, in modo che il carico non cada quando smettiamo di sollevarlo.
b. Quando l'ingranaggio medio gira, il carico si solleva. Se smettiamo di girare l'ingranaggio, il carico resta
sospeso in aria senza spostarsi né in su né in giù.
c. Se spostate la parte rossa mentre il carico è sospeso attaccato al gancio, potete osservare che il carico
comincia a scendere e lo spago si svolge.
Quiz 3 (2 punti)
Per completare una rotazione completa di un ingranaggio da 50 denti, la vite di Engino deve
girare 50 volte. Di conseguenza, per mezza rotazione dell'ingranaggio, con 25 denti, la vite di
Engino dovrebbe ruotare 25 volte.
pag
26
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viti
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e
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attività manuali
Il Grande Quiz
Esercizio 4 (4 punti)
Esercizio 1 (4 punti)
Una sega circolare, simile a quella della figura a destra, funziona con una vite senza fine
in cui la vite fa girare una ruota dentata attaccata alla lama in modo che questo
apparecchio tagli un materiale.
Sapete indicare le parti fondamentali di una vite? Completate la figura seguente usando la parole nel riquadro
grigio.
gambo
cresta
filetto, cresta, testa, lunghezza,
passo, bullone, gambo
passo
a) Sapete calcolare il rapporto di ingranaggio della vite senza fine, se la ruota ha 40
denti?
Numero di denti della ruota
40
Rapporto dell' =
=
ingranaggio Numero di denti della vite senza fine 1
= 40
b) Cosa dice il vostro risultato sulla velocità della vite senza fine?
La vite senza fine riduce la velocità della ruota dentellata di quaranta volte, e quindi la lama ruoterà a una velocità
40 volte inferiore a quella del motore.
bullone
Esercizio 5 (3 punti)
testa
filetto
Completate le frasi qui sotto usando le parole appropriate dal riquadro grigio.
lunghezza
ingranaggio con vite senza fine, vite, ruotare,
fermo, lineare, cilindro, senza testa, rotatorio,
superficie, bullone, piano inclinato, ruota dentellata
(a) Sapete spiegare come una vite e un bullone funzionano insieme?
Una vite ruota e si muove avanti e indietro in un bullone con filettatura interna per avvitare e fissare assieme due
oggetti. Il movimento rotatorio della vite è convertito in movimento lineare mentre si muove attraverso il bullone.
Esercizio 2 (2 punti)
Ci sono molti attrezzi usati per le viti, i principali sono:
(1) I cacciaviti, che si possono suddividere in piatti e a stella.
(2) Brugole, che sono esagonali e si usano per stringere viti con la testa con un foro esagonale.
(3) Chiavi inglesi, che sono usate per viti più grandi a testa esagonale e anche per i bulloni.
(4) Chiave regolabile, che è una chiave inglese che può avere un'apertura regolabile per accogliere diverse
misure di viti.
Un'altra opzione… (5). La chiave a tubo funziona in modo simile alla chiave inglese, ma permette un avvitamento
continuo e cattura la testa della vite completamente, come un cappello.
Esercizio 3 (2 punti)
Completate il diagramma con le parole nel riquadro grigio. Inoltre, sotto ogni riquadro, scrivete quale parte della
vite senza fine è il conduttore e quale è il condotto. Sapete indicare con delle freccette la direzione di ogni parte?
Vite
senza fine
asse
conduttore
asse, conduttore, vite senza fine,
ruota dentellata, condotto
Una vite è un cilindro con un piano inclinato avvolto attorno alla sua superficie. Con un fermo o con un
bullone, la vite può convertire il movimento da rotatorio in lineare. Un ingranaggio con vite senza fine è
costituito da una vite senza testa che fa ruotare una ruota dentellata.
Esercizio 6 (4 punti)
La figura a destra presenta un argano usato in un cantiere edile per sollevare o abbassare oggetti pesanti. Su un
argano, si utilizza un meccanismo che permette di abbassare un carico in sicurezza o fare in modo che resti in
aria senza cadere. Questo strumento si trova anche sulle navi per ritirare o lanciare l'ancora o nelle gru che
sollevano pesi enormi. Sapete identificare il meccanismo utilizzato indicandolo con un cerchio sulla figura? Quali
sono le sue parti principali e come funziona?
Il meccanismo usato sull'argano si chiama meccanismo
del cricco ed è appropriato per macchine il cui movimento
ci serve in una sola direzione, perché le blocca e non
permette un movimento di input inverso. I suoi
componenti principali sono l'ingranaggio, il nottolino e la
molla. Il nottolino si muove facilmente in su lungo i bordi
ricurvi dei denti, mentre una molla lo spinge nell'incavo tra
i denti quando passa la cima di ogni dente. Quando
l'ingranaggio si muove in direzione opposta, il nottolino
incontra il lato più ripido della curvatura del primo dente,
bloccandosi contro il dente e impedendo ogni movimento
in quella direzione.
ruota dentellata
condotto
27 pag
pag
28
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viti
TM
Libretto di
e
attività manuali
vidi senza fine
Esercizio 7 (3 punti)
Esercizio 9 (2 punti)
a) Sapete calcolare il vantaggio meccanico di questo meccanismo sulla base delle
informazioni date sopra?
Jennifer, Matthew, Angela e Andrew descrivono i vari tipi di vite. Sapete scrivere nei riquadri vicino a ogni
descrizione il nome della vite a cui si riferiscono?
V.M. =
Lunghezza del filetto della vite 280
=
=> V.M. = 7
Distanza coperta dal bullone
40
It has a flat end, no head and sometimes works
in conjunction with a nut. It passes through a
threaded hole of an outer object in order to be
tightened against an inner object preventing
any relative movement.
b) Cosa significa il risultato del vantaggio meccanico che avete trovato?
Significa che immettiamo 7 volte più movimento rispetto all'output, ma otteniamo una forza 7 volte maggiore di
output, rispetto a quella di input. La nostra forza è moltiplicata 7 volte.
c) Tenendo presente il V.M. che avete trovato e che il diametro (D) della vite è 5 mm, sapete trovare la misura del
suo passo?
Punta del trapano
Innanzitutto, ci serve la circonferenza (C) della vite: C = x D = 3.14 x 5 => C = 15.70 mm
Grano
It can be found in various sizes and different
materials according to the surface we want to
open a cylindrical hole on.
Poi, usiamo il secondo modo di calcolare il V.M.:
Circonferenza della vite
V.M. =
15.70
=> 7 =
Passo della vite
15.70
=> Passo =
=> passo della vite = 2.24 mm
Passo
7
It has a sharp end and it is used in
order to fasten a piece of metal on
a wooden surface.
Esercizio 8 (3 punti)
Vite standard con
terminazione appuntita
Sapete individuare quali delle seguenti fotografie presentano le caratteristiche di una vite e quale di una vite
senza fine? Scrivete la risposta nel riquadro sotto a ogni foto.
Vite a terminazione piatta
combinata con un bullone
It has a flat end and it is used to fasten objects
together that have holes in order to pass
through. A nut is used to secure the two objects.
Esercizio 10 (3 punti)
Aprire una bottiglia
Vite
Le meccaniche di una chitarra
Vite senza fine
Una scala a chiocciola
Sotto ci sono due righe: su una ci sono le foto di teste di viti, sull'altra c'è il nome di ogni testa. Sapete collegare
ogni tipo di testa di vite con il suo nome?
Vite
Testa a
taglio
Un motore
29 pag
Vite senza fine
Una lampadina
Schiacciare l'uva
Vite
Vite
Testa a croce
Testa di
Robertson
Testa esagonale
esterna
Testa
quadrata
Testa esagonale
interna
pag
30
E' arrivato il momento di ricevere i vostri punti per
tutto l'impegno che ci avete messo nel risolvere gli
esercizi dei "quiz" di questo libretto!
Controllate se le risposte sono corrette e segnate il
vostro punteggio su questa tabella. Vincete tutti i
punti se la vostra risposta è stata data in modo
corretto ed è simile alla soluzione. Vincete alcuni
punti se pensate di aver risposto bene ad almeno
una parte della domanda. Se siete in dubbio, potete
sempre chiedere a un adulto di controllare le vostre
risposte e segnare per voi il vostro punteggio!
Ora, sommate il vostro punteggio e scrivete il
risultato nel riquadro in basso a destra della tabella.
Questo sarà il vostro punteggio totale! Il vostro livello
come Scienziato Meccanico, nel settore Viti e Viti
senza fine è il seguente:
Il vostro
punteggio
1-10
11-20
21-32
Il vostro punteggio
Principiante
Amatore
Esperto
En-genio
Esercizio
Punti in palio
Quiz 1
2
Quiz 2
2
Sfida a costruire
(pag. 14)
2
Quiz 3
2
Sfida a costruire
(pag. 20)
2
Quiz: es. 1
4
Quiz: es. 2
2
Quiz: es. 3
2
Quiz: es. 4
4
Quiz: es. 5
3
Quiz: es. 6
4
Quiz: es. 7
3
Quiz: es. 8
3
Quiz: es. 9
2
Quiz: es. 10
3
TOTALE
Libretto di
e
attività manuali
vidi senza fine
Vostro
punteggio
ma
Premiazione
viti
TM
Il siste
mechanical science
L'ingegneria è l'arte del riordinare i materiali e
le forze della natura.
Il marchio ENGINO usa le stesse iniziali, in
omaggio all'innata e fondamentale
caratteristica umana che ci permette di
realizzare stupefacenti opere tecnologiche. I
nostri bambini hanno in dono questa capacità
e giocando in modo creativo possono
imparare a sfruttarla al meglio.
ENGINO TOY SYSTEM è probabilmente il più
avanzato e versatile gioco di costruzioni
tridimensionali sul mercato oggi. Offre sia ai
bambini che agli adulti occasioni uniche per
creare. Il gioco consiste in un sistema di
asticelle multifaccia e giunzioni con speciali
caratteristiche geometriche che permettono di
collegare ben 6 lati contemporaneamente!
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