ingranaggi mechanical science TM L'interno della trasmissione di un motore con ingranaggi di più efficace design Sfida a Costruire Se volete scoprire come gli ingranaggi a cono possono essere combinati per lavorarci, provate a costruire un modellino di “frullatore manuale” e osservate quanta potenza viene trasferita da una sola entrata ad una doppia uscita. Seguite le istruzioni alle pag 9-10 del libretto di istruzioni Engino: INGRANAGGI e create il vostro frullatore manuale; vincete 2 punti se ci riuscite. attività manuali Trasferimento di movimento Area informativa Cambiare la direzione dell'asse: : In molte macchine, la direzione d'uscita del movimento non è la stessa di quella d'entrata. Questo è un altro aspetto delle macchine semplici: la capacità di cambiare la direzione del movimento. Un meccanismo ideale per cambiare la direzione del movimento sono i giunti, illustrati in dettaglio nella nostra confezione di Mechanical Science: GIUNTI di Engino Education. Quando è richiesta sia grande precessione che alta velocità, gli ingranaggi sono la migliore soluzione. Come dovrebbe essere modificata la forma dell'ingranaggio per trasferire efficacemente la rotazione a un angolo di 90 gradi? Libretto di Introduzione Ingranaggi che trasferiscono la rotazione con un angolo di 90° La caratteristica comune tra l'immagine di sinistra e quella sopra è la forma del dente. La forma a V rende possibile l'incastro quando i denti sono l'uno perpendicolare all'altro, cioè quando sono a 90 gradi. Questo tipo di ingranaggio a V è definito ingranaggio a cono ed è uno dei tipi più utili di ingranaggi, dato che ha svariate applicazioni. Prendete per esempio il tradizionale trapano a mano che vedete nell'immagine sotto. Questo tipo di ingranaggio ci permette di girare la manovella nella direzione per noi più agevole. Notate anche la differenza di diametro tra i due ingranaggi a cono? Perché secondo voi gli ingranaggi del trapano a mano non sono della stessa forma? Un elicottero Scoprite... Come trasferire la rotazione ad una posizione distante. Lo sapevate che gli elicotteri hanno due rotori e non uno? Hanno un'elica grande che fa volare l'elicottero ma hanno anche un piccolo rotore posteriore che gira in una direzione diversa! Può essere piccolo ma senza di esso l'elicottero non potrebbe mai decollare! Il rotore posteriore è preposto per tenere l'elicottero in equilibrio, altrimenti girerebbe senza controllo in aria! Vi siete mai chiesti come viene alimentato questo piccolo rotore? Potrete simulare il volo costruendo il vostro elicottero Engino, e scoprendo come fa a muoversi il rotore posteriore se è posizionato così lontano dal motore centrale. Esperimento 4: Elicottero Procedimento: 1. Seguite attentamente le istruzioni del manuale di istruzioni per costruire Engino: INGRANAGGI alle pagine 11-12 e costruite un modellino di elicottero. Un frullatore manuale 2. Giocate per un po' con il vostro elicottero per capire come funziona. Cosa osservate quando girate la manovella che è posizionata sulla coda del modellino? Provate a far ruotare il rotore principale con la mano. Che cosa osservate? [1] Un trapano manuale Gli ingranaggi standard che si incastrano l'uno nell'altro sono detti ingranaggi cilindrici e gli ingranaggi Engino funzionano allo stesso modo. Come avrete potuto notare nel nostro esperimento precedente, gli ingranaggi Engino sono anche capaci di trasferire la rotazione ad un angolo di 90 gradi come fanno gli ingranaggi a cono. Questo tipo di ingranaggio è simile a quello dell'ingranaggio a gancio, usato anticamente nei mulini perché era facile da produrre con il legno. Oggigiorno, simili ingranaggi vengono prodotti con precessione ma sono inferiori agli ingranaggi a cono perché comportano una maggiore perdita di energia, per via dell'attrito. Ma, come nelle componenti delle altre macchine, ogni forma ha il suo scopo, che in alcune applicazioni viene svolto meglio. Gli ingranaggi Engino appartengono alla categoria degli ingranaggi a corona per la loro forma particolare. Verifica: verificate quanto avete imparato 3. Misurate con un righello la distanza tra la manovella della coda e il rotore principale. Misurate anche la lunghezza dell'asse Engino più lungo. [2] L'elicottero Chinook non ha il rotore posteriore poiché viene sollevato a due grandi rotori centrali che girano in direzioni opposte. Distanza della manovella della coda dal rotore Lunghezza dell'asse più lungo Engino Materiali necessari: 4. Come possiamo creare un asse più lungo? [3] 1. Componenti Engino. 2. Manuale di istruzioni per costruire di Engino: INGRANAGGI. Modellino di elicottero Engino Cos'è un INGRANAGGIO A CONO e cosa fa? 17 pag Ingranaggi a corona Engino .Cos'è un INGRANAGGIO CICLINDRICO e un INGRANAGGIO A CORONA e quali sono le differenze? pag 18 ingranaggi mechanical science TM Osservazioni e attività supplementari attività manuali Area informativa 1) Quale parte dell'elicottero gira più velocemente? La manovella della coda o il rotore centrale? Estendere l'albero motore 2) Misurate il numero di giri del rotore principale quando la manovella della coda fa 5 giri completi. Girate la manovella lentamente per non perdere il conto! Giri del rotore principale 3) Mettete a confronto i vostri risultati con le risposte che avete dato nell'attività 2 dell'area osservazione del precedente esperimento con il modellino della giostra (pag 16). I risultati sono gli stessi anche questa volta? Perché? Libretto di La pompa ad acqua di un mulino a vento trasferisce energia dalle pale alla pompa ad acqua nel terreno usando un'asta molto lunga In molte macchine, la fonte di energia motrice non è direttamente collegata alla posizione richiesta per la trasmissione. Un esempio di questo sono le automobili, che hanno il motore (fonte di energia/input) nel cofano, mentre il movimento di trasmissione avviene davanti o sulle ruote posteriori. In questi casi, dobbiamo trasferire l'energia alla posizione desiderata, estendendo l'albero. Apparentemente sembra molto semplice! Basta creare un albero più lungo, il quale, se supportato efficacemente, può trasmettere il movimento da una posizione all'altra. Come si può fare, usando le componenti Engino? 4) Sulla base di quanto avete imparato finora, calcolate il rapporto di riduzione (anche chiamata rapporto di velocità) del vostro modellino di elicottero. Scrivete le vostre riflessioni e i vostri calcoli qui sotto. Gli assi Engino possono essere connessi per crearne uno più lungo Nella confezione di Engino ci sono vari assi di diverse lunghezze e 4 connettori, che sono quei piccoli pezzi grigi cilindrici in cui si inserisce un asse su ogni lato. Questa componente è stata usata sia nel modellino della giostra sia per l'elicottero, dove abbiamo dovuto trasferire il movimento ad una certa distanza. Come avrete notato, abbiamo usato due termini per indicare le stesse componenti. C'è una sottile differenza nel significato, in base a come vengono usate. Un asse è un'asta attorno alla quale ruotano due o più ruote. Un albero motore è un'asta che trasmette forza e momento di rotazione. In alcuni casi, è necessario cambiare la direzione dell'albero. Abbiamo imparato che si può fare ad un angolo di 90 gradi, con l'uso degli ingranaggi a cono. E per quanto riguarda gli altri gradi? E' possibile cambiare l'asse di rotazione senza usare ingranaggi? Sfida a Costruire Quiz 4 L'estate è una bellissima stagione perché possiamo godere del sole, del mare, dei gelati, più che nelle altre stagioni! Ma cosa succede quando la temperatura è troppo alta e a casa non avete un condizionatore? La maggior parte delle persone usano un ventilatore per rinfrescarsi! Provate a creare il vostro ventilatore ad alta velocità in modo tale da affrontare la calura dell'estate. Se incontrate difficoltà, provate il modellino di ventilatore ad alta velocità Engino alle pagine 13-15 del vostro manuale di istruzioni per costruire: INGRANAGGI. Se riuscite a costruirlo, riceverete dei punti in premio! ( 2 punti ) Spostamento angolare dell'asse di rotazione di un angolo θ Gli ingegneri hanno trovato un modo astuto per connettere due alberi e cambiare contemporaneamente l'asse di rotazione. Questo tipo di giunzione è detto Giunto Universale o “Giunto a nocca” e consiste in un paio di cerniere a forma di U disposte l'una vicino all'altra a 90°, collegate da un'asta a croce. Si pensa che il concetto si basi sul disegno delle sospensioni, che sono in uso fin dall'antichità. Modellino di ventilatore ad alta velocità Engino asta a croce Asta input Asta output Un giunto universale Un ventilatore per rinfrescare 19 pag L'asta di guida principale di un'automobile trasmette potenza alle ruote posteriori Una coppia di giunti a U che spostano l'asse di rotazione in parallelo pag 20 ingranaggi mechanical science TM Se date un'occhiata ai modellini che abbiamo costruito, c'è un'altra componente che abbiamo usato, che assomiglia a una vite. Come possiamo vedere nell'immagine a sinistra, questa componente può essere collegata a due assi, uno su ogni lato. Ma, in realtà, per cosa è stato creato quest'oggetto? In molte macchine c'è bisogno di convertire il movimento rotatorio in movimento lineare, cioè in una linea retta. Anche altre macchine sono in grado di farlo, per esempio le manovelle o le camme, e persino i giunti; ma gli ingranaggi possono farlo con una grande precisione, mantenendo il pieno controllo in qualsiasi posizione! Gli ingranaggi che riescono a fare questo si chiamano rocchetto e cremagliera. Rocchetto Trasmettitori a verme: Sistema di rocchetto e cremagliera Un trasmettitore a verme di una vecchia gru navale ruota a verme Abbiamo imparato che il rapporto di riduzione esprime la quantità della velocità aumentata (o diminuita) dell'ingranaggio di trasmissione, rispetto all'albero di entrata. Con una sola completa rotazione del verme, la ruota a verme girerà solo di un dente. Quindi, perché la ruota a verme esegua una rotazione completa, il verme deve ruotare tante volte quante sono i denti della ruota. Ciò significa che se usiamo una ruota con 50 denti, otterremo una riduzione di velocità di 50 volte. with a worm drive the rotation can be changed by 90 degrees I trasmettitori a verme hanno molte applicazioni laddove è richiesta una grande riduzione di velocità, per esempio nei cambi dei motori. Un significativo vantaggio dei trasmettitori a verme è che operano in una sola direzione, quella del verme come input. Se provate a girare la ruota a verme in senso contrario, si bloccherà! Questo si rivela molto utile in applicazioni dove è richiesta un'operazione unidirezionale, per esempio nelle gru dove non si vuole che il carico cadi a causa del suo peso! D'atro canto, i trasmettitori a verme hanno lo svantaggio di generare troppo attrito e quindi richiedono una lubrificazione permanente. Per saperne di più sugli ingranaggi a verme, prendete il nostro set di Mechanical Science: VITI E VITI SENZA FINE di Engino Education. Trasmissione con ingranaggi ad elica 21 pag Sfida a Costruire cremagliera verme Spessore del verme La trazione a verme Engino se connessa all'ingranaggio mediano reduce di 18 i giri al minuto dell'asse input! Altri tipi di ingranaggi Esistono diversi tipi di ingranaggi, ognuno creato per un'applicazione specifica. Finora abbiamo visto l'ingranaggio cilindrico standard, l'ingranaggio a cono, l'ingranaggio a corona e quello a verme. I denti degli ingranaggi cilindrici possono essere modificati per massimizzare la performance; queste forme sono note come ingranaggi elicoidali, poiché hanno denti curvi. Ingranaggi a sperone attività manuali Rocchetto e cremagliera Verme Engino Questo è un tipo particolare di ingranaggio che può ridurre la velocità rotatoria (gpm) di gran lunga rispetto a un ingranaggio standard a treno. Il verme occupa molto meno spazio, aumenta la forza rotatoria a cambia anche la direzione dell'asse rotatorio di 90 gradi. Il trasmettitore a verme è costituito di due parti, il verme a forma di vite, che è una macchine semplice, e la ruota a verme, che assomiglia più a un ingranaggio cilindrico. Nell'immagine a destra potete osservare il trasmettitore a verme di una vecchia gru navale. Libretto di Con il vostro set Engino potete assemblare un sistema di rocchetto e cremagliera. Sapete costruire una macchina per usarli? Alle pagine 1617 del vostro manuale di istruzioni per costruire troverete le istruzioni per creare un modellino di segnaposto girevole! Provate e se ci riuscite guadagnerete 2 punti. Cremagliera Ruota dentata DID YOU KNOW? Another gear set up that can have special applications is the planetary gearing, also called epileptic gearing. This is a complex set-up of gears that consists of one or more outer gears (called planet gears), revolving about a central gear (called sun). Usually, the planet gears are mounted on a movable arm which can rotate relative to the sun gear. If you see in the right picture there is also an outer ring gear (called annulus) which meshes with the planet gears. A great advantage of this type of gearing is that it is compact and can transfer big loads. Another strange type of gears are the non circular gears that are shown in right figure, used when speed variations are needed or axle oscillations such as in textile machines. Il sistema a rocchetto e cremagliera Engino Ingranaggi non circolari Ingranggi planetari solare Ingranaggio esterno ad anello Un sistema di ingranaggi planetario Verifica: verificate quanto avete imparato Cos'è un GIUNTO UNIVERSALE e a cosa serve? Cos'è un TRASMETTITORE A VERME e quali sono i suoi vantaggi? Cos'è il sistema dell'ingranaggio a ROCCHETTO E CREMAGLIERA e perché è stato inventato? pag 22 ingranaggi mechanical science TM Il Grande Quiz Esercizio 3 Sono sicuro che vi sia piaciuto questo libretto e che abbiate fatto un divertente viaggio nel fantastico mondo degli ingranaggi! Prima di salutarci, verifichiamo quanto avete imparato con tutti questi esperimenti e informazioni. Impegnatevi a risolvere i seguenti esercizi, rispondendo negli appositi spazi. Alla fine del libretto, potrete trovare le soluzioni. Per ogni risposta corretta, riceverete i punti indicati nelle parentesi vicino all'esercizio. Sommate tutti i vostri punti (anche quelli dei precedenti quiz e delle sfide a costruire ) e scoprite qual è il vostro livello nel reparto degli Ingranaggi di Mechanical Science. Completate il diagramma usando le parole nella casella grigia. (3.5 punti) Libretto di attività manuali Radice, circonferenza primitiva, punto primitivo, dente, spessore circolare, circonferenza primitiva Esercizio 1 (a) Completate l'immagine seguente usando le parole nella casella grigia. Potete anche indicare la direzione degli ingranaggi B e C con una freccia? (2 punti ) ruota folle, ingranaggio motore, diametro, ingranaggio di trasmissione C A B Esercizio 4 Nell'immagine a destra, potete vedere un ingranaggio standard che trasferisce il movimento dall'ingranaggio più grande a quello più piccolo, per mezzo del medio. Sapreste suggerire un modo per trasferire il movimento da un punto ad un altro più distante mantenendo sempre la stessa direzione di rotazione? Esponete la vostra idea e disegnate nella casella verde. (2 punti) Esercizio 5 Annotate le differenze e le analogie tra le carrucole e gli ingranaggi. ( 2.5 punti) (b) Qual è la funzione della ruota folle? (1 punto) Esercizio 6 Esercizio 2 Completate le frasi sotto usando i termini appropriati della casella grigia. (3 punti) Velocità di uscita, incastrano, motore, tra, di trasmissione, direzione di rotazione, invertita, mantenere, più grande, ruota folle. I trapani elettrici come quelli nella figura sotto, funzionano per mezzo di ingranaggi. Sapreste identificare il tipo di ingranaggio usato nell'immagine in questa macchina? Perché viene usato questo sistema di ingranaggi? Spiegate come funziona e quali sono le sue caratteristiche. (2 punti) When two gears directly ....................., the .......................................... is ...................... If we want to ..................... the same direction of rotation, an ..................... positioned ..................... the other gears is needed. In order to increase the ............................., the ..................... gear should be ..................... than the ..................... gear and vice versa. 23 pag pag 24 ingranaggi mechanical science TM Libretto di attività manuali Esercizio 7 Esercizio 9 Sotto, ci sono tre colonne: la prima con le immagini degli ingranaggi, la seconda con i loro nomi e la terza con le loro caratteristiche. (3 punti) Il seguente sistema di ingranaggio è fatto di 4 ingranaggi. L'ingranaggio A è l'ingranaggio motore ed ha 80 denti, gli ingranaggi B e C hanno 20 denti e quello C ha 40 denti. A Ingranaggio a cono Ruota folle Un ingranaggio che comprende uno o più ingranaggi composti che cambia significativamente la velocità di rotazione (aumento o decremento) C D Converte il movimento rotatorio in lineare B a) Sapreste calcolare il rapporto di velocità di questo ingranaggio? (2 punti) Ingranaggio a verme Lavora solo in una direzione, mentre si riduce di molto la velocità b) Se il diametro B è di 200 mm, sapreste calcolare i diametri degli ingranaggi A, C e D? (1 punto) Scatola del cambio Rocchetto e cremagliera Collega due ingranaggi (denti) che non sono vicini mantenendo la stessa direzione di rotazione. Cambia la direzione di rotazione di 90 gradi c) Se l'ingranaggio D ruota a 4000 gpm, qual è la velocità dell'ingranaggio A? (1 punto) Esercizio 10 Sotto potrete vedere un sistema di ingranaggio dove l'ingranaggio A è il motore che gira in senso orario, come viene indicato dalla freccia. A Trasmissione a catena Mantiene la stessa direzione di rotazione tra l'ingranaggio motore e quello condotto B a) ) Quale direzione segue l'ingranaggio B? Indicatela con la freccia. (1 punto) Esercizio 8 Disegnate un sistema a due ingranaggi dove la velocità d'uscita è incrementata di 10 volte. Semplicemente disegnate due cerchi, dove ognuno rappresenta un ingranaggio. Quanti denti hanno gli ingranaggi? Vicino ad ogni ingranaggio, scrivi il numero dei denti, e il suo ruolo (motore o condotto). (2 punti) b) Quale direzione segue l'ingranaggio C? Indicatela con la freccia. (1 punto) C c) ) L'ingranaggio C gira più velocemente o più lentamente dell'ingranaggio A? Spiegate il motivo. (1 punto) 25 pag pag 26 ingranaggi mechanical science TM Libretto di attività manuali numero dei denti di B 10 1 R.V.1 = = = numero dei denti di A 60 6 Commenti e Soluzioni Cos'è un ingranaggio, in sostanza? 1 R.V.totale = R.V.1 x R.V.2 = numero dei denti di D Esperimento 1 [1] Tappa 1, pagina 3: Il pacchetto Engino di Mechanical Science: INGRANAGGI comprende tre formati di ingranaggi a corona (grande, medio e piccolo) [2] Tappa 3, pagina 3: Quando la manovella gira in senso orario, il carico viene sollevato, quando invece gira in senso antiorario, il peso viene abbassato. Questo dipende dalla direzione che la corda segue sull'asse, quindi la risposta può essere il contrario! [3] Tappa 4, pagina 3: La manovella completa 36 giri. Non è così difficile girare la manovella e il peso è sollevato con una velocità media. R.V.1 = = numero dei denti di C Rapporto di riduzione e scatole di cambio Osservazioni e attività supplementari = 30 3 Ingranaggio piccolo Lunghezza corda 5.4cm Diametro ingranaggio 1.6cm Numero di denti Ingranaggio medio Lunghezza corda Numero denti ingranaggio grande Numero denti ingranaggio piccolo Numero denti ingranaggio medio Numero denti ingranaggio piccolo Ingranaggio grande 14cm lLunghezza corda 22cm Diametro ingranaggio 4.2cm Diametro ingranaggio 6.6cm Numero di denti 6 (2) pagina 12 Numero denti ingranaggio grande Numero denti ingranaggio medio Quiz 1 (2 punti) Per aumentare la velocità, l'ingranaggio motore deve essere più grande dell'ingranaggio condotto, invece per diminuire la velocità, l'ingranaggio condotto deve essere più grande dell'ingranaggio motore. Dunque, ciò che si guadagna in velocità, lo si perde in forza. 3 Cos'è la circonferenza? 1) Caso 1 = 105 giri della manovella, più facile, più lento Caso 2 = 11 giri della manovella, più difficile, più veloce Caso 3 = 7 giri della manovella, difficilissimo, velocissimo Caso 4 = 155 giri della manovella, facilissimo, lentissimo NOTA: Le tue risposte potrebbero cambiare leggermente ma più o meno dovrebbero essere così. 2) Nel caso 4, dove l'ingranaggio motore è più piccolo dell'ingranaggio condotto, la manovella gira con più facilità, ma il carico viene sollevato molto lentamente. Al contrario, nel caso 3, dove l'ingranaggio motore è più grande dell'ingranaggio condotto, la manovella gira con una grandissima difficoltà ma il carico viene sollevato molto velocemente. In generale, la grandezza dell'ingranaggio motore è importante per l'ingranaggio condotto, maggiore è la forza necessaria per girare la manovella e più velocemente il carico sarà sollevato. 6 1 1 = 18 La velocità di uscita è aumentata di 18 volte, quindi l'ingranaggio D compirà 1800 gpm. (1) pagina 11 Osservazioni e attività supplementari (pagina 4) 10 1 x 1.6 5 3 18 Numero di denti Diametro ingranaggio grande Diametro ingranaggio medio Diametro ingranaggio grande Diametro ingranaggio piccolo Diametro ingranaggio medio Diametro ingranaggio piccolo 30 1.57 4.125 2.625 Possiamo notare come il rapporto di riduzione sia pressoché lo stesso del rapporto dei diametri. Cambiare direzione di rotazione Esperimento 3 1) pagina 10 [1] Tappa 2, pagina 15: Quando la manovella gira, la giostra gira. [2] Tappa 3, pagina 15: Quando la manovella gira più velocemente, i sedili vengono sollevati in cima alla giostra a causa della forza centrifuga, che dipende dalla velocità rotatoria della giostra ed è sperimentata come Caso 1 = 2 giri in entrata, 30 giri in uscita, più difficile, 2:30 = 1:15 Caso 2 = 10 giri in entrata, 15 giri in uscita, difficile, 10:15 = 2:3 Caso 3 = 15 giri in entrata, 10 giri in uscita, facile, 15:10 = 3:2 Caso 4 = 30 giri in entrata, 2 giri in uscita, più facile, 30:2 = 15:1 Osservazioni e attività supplementari 2) Nei casi 1 e 2, la velocità di uscita è aumentata perché un ingranaggio grande guida uno molto più piccolo. Per esempio, nel primo caso, l'ingranaggio motore medio guida il piccolo che è supportato sullo stesso asse del più grande, che quindi guida il seguente ingranaggio piccolo. Nello specifico, nel caso 3, l'ingranaggio medio ne guida uno più piccolo, ma questo piccolo ingranaggio condotto è supportato sullo stesso asse, come un altro piccolo ingranaggio che quindi guida il più grande; in questo modo otterremo un decremento in velocità. 1) output input 3) Quando i giri di entrata sono meno di quelli di uscita (1:15 e 2:3), la velocità aumenta mentre per un solo giro dell'ingranaggio motore più grande, l'ingranaggio condotto più piccolo compie molti più giri. D'altro canto, quando i giri d'uscita sono di meno di quelli d'uscita (3:2 e 15:1), la velocità decresce perché per 2 o 3 giri dell'ingranaggio motore più piccolo, l'ingranaggio condotto più grande compie molti meno giri. Quiz 2 (2 punti) A C D 27 pag B 2) I risultati nella colonna dei “giri della Manovella” sono gli stessi dei “giri della Giostra” perché l'ingranaggio medio tra i due ingranaggi più piccoli è principalmente una ruota folle e non produce effetti sulla velocità totale. Anche se l'ingranaggio medio riduce la velocità, poiché è condotto da un ingranaggio piccolo, diventa il motore di un altro piccolo ingranaggio, riportando la velocità a quella originale. pag 28 ingranaggi mechanical science TM Libretto di attività manuali Quiz 3 (2 punti) Esercizio 2 (3 punti) La manovella di un trapano a mano è posizionata perpendicolarmente e nel momento in cui gira il moto rotatorio è trasmesso ad un ingranaggio orizzontale, aumentando la velocità di rotazione molte volte. Quando due ingranaggi si incastrano direttamente, la direzione di rotazione viene invertita. Se vogliamo mantenere la stessa direzione di rotazione, c'è bisogno di un'altra ruota folle posizionata tra gli altri ingranaggi. Per aumentare velocità d'uscita, l'ingranaggio motore dovrebbe essere più grande dell'ingranaggio condotto e viceversa. Trasferimento di movimento Esercizio 3 (3.5 punti) Esperimento 4 punto primitivo [1] Tappa 2, pagina 18: Quando la manovella in coda al modellino gira, il rotore centrale ruota e se provate a far ruotare il rotore centrale a mano, il movimento viene trasferito alla manovella che gira nuovamente. [2] Tappa 3, pagina 18: distanza dalla manovella al rotore principale ₌ 30 cm lunghezza dell’asse Engino più lungo ₌ 9 cm [3] Tappa 4, pagina 18: Possiamo creare un asse più lungo collegando 4 assi medi , 1 piccolo, 1 largo e 2 trasmettitori a verme. Osservazioni e attività supplementari r circula ss e thickn velocità di uscita, incastrano, motore, tra, condotto, direzione di rotazione, la invertita, mantenere, più grande, ruota folle spessore circolare radice, circonferenza primitiva, primitivo, punto primitivo, dente, spessore circolare, circonferenza primitiva circonferenza primitva circonferenza primitiva dente 1) Il rotore principale gira più velocemente quando compie 3 giri per ogni giro della coda della manovella. primitivo radice 2) Per 5 giri della coda della manovella, il rotore principale completa 15 giri. Esercizio 4 (2 punti) 3) I risultati di questo esperimento non sono gli stessi di quelli dell'attività 2 del precedente esperimento perché abbiamo un sistema in cui l'ingranaggio motore è più grande di quello di trasmissione e quindi la velocità è aumentata ( più giri ). Potete sostituire la ruota folle con una catena per mantenere la stessa direzione di rotazione su entrambi gli ingranaggi, motore e condotto. Il disegno deve essere lo stesso di quello a destra. 4) Esercizio 5 (2.5 punti) Numero denti ingranaggio condotto 6 R.V. = = Numero denti ingranaggio motore 1 = 18 Sia gli ingranaggi che le carrucole trasferiscono il movimento e la potenza da una posizione ad un'altra. Però le carrucole devono sempre essere collegate alle cinture, mentre gli ingranaggi si possono collegare direttamente. In un sistema a due ingranaggi, la direzione della rotazione è invertita e quindi dovrebbe essere aggiunta una catena o una ruota folle per mantenere la stessa direzione. Al contrario, quando le carrucole sono collegate con una cintura, esse ruotano nella stessa direzione, a meno che la cintura non sia disposta a forma di X. Gli ingranaggi sono più precisi e riescono a trasferire il movimento senza errori. 3 OPPURE Diametro ingranaggio condotto R.V. = 1.6 = Diametro ingranaggio motore 4.2 Esercizio 6 (2 punti) Il trapano funziona per mezzo di un meccanismo a rocchetto e cremagliera che converte il movimento rotatorio in lineare. Girando la manovella di un trapano elettrico, l'ingranaggio a rocchetto gira e muove la punta del trapano su e giù così che noi possiamo fare il buco. Il Grande Quiz Esercizio 7 (3 punti) Esercizio 1 (3 punti) (a) Una ruota folle è posizionata tra due ingranaggi allo scopo di mantenere la stessa direzione di rotazione e spostare di una certa distanza l'asse di rotazione. ruota folle diametro C A B ruota folle, ingranaggio motore, diametro, ingranaggio condotto Ingranaggio a verme Rocchetto e cremagliera Ruota folle Lavora solo in una direzione mentre riduce di molto la velocità Converte il moto rotatorio in lineare Mantiene la stessa direzione tra l'ingranaggio motore e quello condotto Esercizio 8 (2 punti) Trasmissione a catena Ingranaggio a cono Cambia la direzione di rotazione di 90 gradi Collega due ingranaggi che non sono vicini mantenendo la stessa direzione di rotazione L'ingranaggio motore dovrebbe avere 10 volte più denti di un ingranaggio condotto. Ingranaggio motore 29 pag Ingranaggio motore Ingranaggio condotto Scatola di cambio Un ingranaggio che comprende uno o più ingranaggi composti che cambiano significativamente la velocità di rotazione (aumento o decremento) pag Ingranaggio condotto 30 ingranaggi mechanical science TM Libretto di attività manuali Esercizio 9 (4 punti) a) V.R.total= number of teeth of gear B number of teeth of gear A x number of teeth of gear D number of teeth of gear C = 20 80 x 20 40 = 1 4 x 1 2 => V.R.total= 1 8 Diametro ingranaggio A Diametro ingranaggio D R.V.2= Diametro ingranaggio C => => 1 4 1 2 = = 200 Diametro A 200 Diametro C => Diametro A = 800mm => Diametro C = 400mm Uentrata Uentrata c) Uuscita= => 4000 = => Uentrata = 500rpm R.V.totale 1/8 Esercizio 10 (3 punti) a) L'ingranaggio B si muove in senso orario. b) L'ingranaggio C si muove in senso antiorario. c) L'ingranaggio C gira più velocemente dell'ingranaggio A mentre la ruota folle viene usata solo per mantenere la stessa direzione tra gli ingranaggi A e C e, di conseguenza, la velocità d'uscita aumenta perché l'ingranaggio motore è più grande dell'ingranaggio condotto. A C B Premiazione E' arrivato il momento di ricevere i vostri punti per tutto l'impegno che avete messo nel risolvere gli esercizi dei “quiz” di questo libretto! Verificate se le vostre risposte sono corrette, e segnate il vostro punteggio in questa tabella. Ottenete tutti i punti se le vostre risposte sono completate correttamente e sono simili alle soluzioni. Ricevete alcuni dei punti se pensate di aver dato correttamente solo parte della risposta. Se avete dubbi, potete sempre chiedere ad un adulto di verificare le vostre risposte e segnare il punteggio per voi! Poi sommate i vostri punti e scrivete il risultato in fondo alla tabella. Sarà il vostro punteggio totale! La vostra posizione nella classifica di Mechanical Scientist, nel dipartimento Ingranaggi, è la seguente: Vostro livello Principiante Amatore Esperto En-genio 31 pag Vostro punteggio 1-10 11-20 21-32 33-40 Esercizio Punti in palio Punti ottenuti Quiz 1 2 Quiz 2 2 Quiz 3 2 Sfida a costruire (p.17) 2 Quiz 4 2 Sfida a costruire (p.22) 2 Quiz: es. 1 3 Quiz: es. 2 3 Quiz: es. 3 3.5 Quiz: es. 4 2 Quiz: es. 5 2.5 Quiz: es. 6 2 Quiz: es. 7 3 Quiz: es. 8 2 Quiz: es. 9 4 Quiz: es. 10 3 TOTALE 40 Il siste Diametro ingranaggio B R.V.1= ma b) Diameter of B = Diameter of D = 200mm 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! Essen z trasfor ialmente, qu ma le aste in esto design possa n in Questa o essere più connettori, in attesa di b revetto c modo c o a n r c a en tt realizz are mo eristica in pa trate o più che le costr a mag u veloce rticola dellini lia larg zioni , r a. compo usando un semplici o c e permette ai b om nu nenti e una qu mero molto plessi in mo ambini di limitato antità do fac molto ile e inferio di diverse re di p ezzi. All righ conser ts reserved Copyright 2 .N 01 va mecca ta in un siste essuna par 0 Engino.n te di q et Ltd nici, fo m a di r ue . tocopia ndo o ecupero o tr st’uscita può asmes in altri esser s modi, senza a in altri me e riprodotta, z prima il pare zi, elettronic re dell ’editor i, e.