Uma mudança na relação de transmissão é uma das maneiras mais fáceis de alterar a vantagem mecânica em um mecanismo ou sistema para atingir a velocidade e/ou torque desejado. O uso de engrenagens de tamanhos diferentes interligadas em um trem de engrenagens pode alterar a velocidade ou o torque fornecido pelo motor. A relação velocidade/torque é inversa entre si, o que significa que são opostas. Quando você aumenta a velocidade, você diminui o torque. Quando você aumenta o torque, você diminui a velocidade. O torque pode ser pensado como a quantidade de potência fornecida como uma força de torção no eixo de transmissão. As relações de transmissão podem ser calculadas matematicamente contando o número de dentes da engrenagem.
Transferência de energia
Engrenagens, rodas dentadas e polias de plástico VEX também podem ser usadas para transferência de energia. Isto é necessário quando um projeto não permite que um Motor Inteligente acione diretamente o eixo de uma roda ou outro componente. Neste caso, as engrenagens/rodas/polias de entrada e saída serão do mesmo tamanho, portanto não há alteração no torque ou na velocidade de rotação. Isso geralmente é chamado de proporção de 1:1.
Alguns exemplos disso podem incluir:
Um trem de força pode acionar ambas as rodas de um lado acionando diretamente uma roda com um motor inteligente e acionando a outra roda conectando-as com rodas dentadas e corrente 1:1.
Um trem de força pode ter 3 marchas (ou qualquer outro número ímpar) em uma série e ter uma roda acoplada à primeira marcha e uma roda acoplada à última marcha. Se todas as engrenagens forem do mesmo tamanho, o motor poderá acionar qualquer uma das engrenagens.
Observe que ao usar engrenagens em um sistema de transmissão é importante ter um número ímpar de marchas entre as rodas. Isso ocorre porque quando uma engrenagem aciona outra, elas giram em direções opostas. Um número par de engrenagens entre as rodas fará com que as duas rodas girem uma contra a outra.
Quando uma engrenagem maior é conectada a um motor e a engrenagem menor é acionada, a velocidade aumenta. Isso funciona porque a engrenagem menor gira mais rápido do que a engrenagem maior, pois tem menos dentes.
Ao aumentar a velocidade usando esse tipo de relação de transmissão, você sacrifica o torque. Quando duas engrenagens são engrenadas, elas giram em direções opostas.
Quando uma engrenagem menor é conectada a um motor e a engrenagem maior é acionada, a velocidade diminui. Isso funciona porque a engrenagem maior gira mais lentamente do que a engrenagem menor, pois possui mais dentes.
Muitas vezes você desejará desacelerar os mecanismos para poder aumentar o torque no sistema de engrenagens. Quando duas engrenagens são engrenadas, elas giram em direções opostas.
Quando duas engrenagens do mesmo tamanho são engrenadas, não há mudança na velocidade ou no torque. A engrenagem acionada tem o mesmo torque ou velocidade que a engrenagem motriz fornecida pelo motor. Uma razão pela qual você pode querer fazer isso é transferir o movimento da engrenagem para outra área do robô. |
Relações de engrenagem de plástico VEX (60 dentes, 36 dentes, 12 dentes)
Engrenagem de saída | Engrenagem de entrada | Relação de engrenagem | Saída para entrada do motor de 100 RPM | Saída para entrada do motor de 0,4 Nm |
60 dentes | 12 dentes | 5:1 | 20 rpm | 2,0 Nm |
36 dentes | 12 dentes | 3:1 | 33 rpm | 1,2Nm |
60 dentes | 36 dentes | 5:3 | 60 rpm | 0,67 Nm |
36 dentes | 60 dentes | 3:5 | 167 rpm | 0,24 Nm |
12 dentes | 36 dentes | 1:3 | 300 rpm | 0,13Nm |
12 dentes | 60 dentes | 1:5 | 500 rpm | 0,08 Nm |
No gráfico acima, deve ficar aparente que as relações podem alterar drasticamente a quantidade de velocidade de rotação de saída e o torque de saída de um motor inteligente. É importante perceber que, ao usar relações de saída/entrada, elas não levam em consideração o atrito e outros fatores no sistema do robô.