Guía de engranajes de Circuit Cubes: entender las relaciones de transmisión y la velocidad

Respuesta rápida

Una relación de engranajes de Circuit Cubes es simplemente el número de dientes del engranaje que empuja (el conductor) dividido por el número de dientes del engranaje empujado (el conducido). Un engranaje de 24 dientes que impulsa un engranaje de 12 dientes hace girar el engranaje pequeño aproximadamente el doble de rápido con la mitad de fuerza de giro. ¿Quieres velocidad? Impulsa pequeño con grande. ¿Quieres potencia de arrastre? Impulsa grande con pequeño.

La mayoría de las construcciones de Circuit Cubes se mueven porque un motor gira un eje y ese eje gira un engranaje. Cambia qué engranaje toca a cuál, y el mismo motor puede arrastrar un rover pesado o hacer girar un ventilador ligero rápidamente. Esta guía explica cómo funcionan los engranajes en Circuit Cubes, cómo leer una relación de engranajes y cómo intercambiar engranajes paso a paso para obtener la velocidad o el par que necesita tu construcción.

No necesitas matemáticas más allá de una simple división, ni herramientas especiales. Un Geared Motor Cube, un puñado de engranajes de ladrillos y unos minutos de prueba bastan para notar la diferencia.

Cómo funcionan los engranajes en una construcción de Circuit Cubes

Un engranaje es una rueda con dientes. Cuando dos engranajes engranan, los dientes se empujan entre sí, de modo que la rotación de un engranaje se transfiere al siguiente. El engranaje conectado a la fuente de energía es el conductor; el engranaje que hace girar es el engranaje conducido. Cada par de engranajes engranados cambia tanto la velocidad como la fuerza de giro, y el cambio es predecible solo a partir del número de dientes.

En Circuit Cubes, los engranajes suelen conectar un eje de motor a una rueda, un eje u otro engranaje. El Geared Motor Cube ya contiene una reducción interna: su motor gira a más de 1,000 RPM, pero los pequeños engranajes del eje reducen la salida a aproximadamente 75 RPM. Ese equilibrio reduce la velocidad y aumenta el par, por lo que el Geared Motor Cube puede girar ruedas y engranajes que un motor rápido sin engranajes no podría mover.

• Conductor = el engranaje conectado al motor o el engranaje que es girado por el engranaje anterior.
• Conducido = el engranaje que recibe el empuje y hace girar la siguiente pieza.
• Si un tren de engranajes tiene varios pares, multiplica la relación de cada par para obtener la relación total.

Leer una relación de engranajes sin hacer cálculos complicados

Para calcular la relación de un solo par, divide el número de dientes del engranaje conductor entre el número de dientes del engranaje conducido. Un engranaje de 24 dientes que impulsa uno de 12 dientes da 24 ÷ 12 = 2, a menudo escrito como 2:1. Esto significa que el engranaje conducido gira dos veces por cada vuelta del conductor, pero con aproximadamente la mitad del par. Invierte los roles y obtienes 12 ÷ 24 = 0.5, o 1:2, lo que reduce la velocidad a la mitad y duplica el par.

Si no conoces el número de dientes de un engranaje, cuéntalos una vez y escríbelo en el engranaje con un rotulador o una pegatina pequeña. Ese simple hábito te evita tener que volver a contar cada vez que reconstruyes. Cuando un montaje usa más de un par, multiplica las relaciones: un par 2:1 seguido de un par 2:1 da un aumento de velocidad total de 4:1 en el engranaje final.

• Una relación de velocidad superior a 1 significa que la salida gira más rápido que la entrada.
• Una relación de velocidad inferior a 1 significa que la salida gira más lento pero empuja con más fuerza.
• Una relación 1:1 solo cambia la dirección, no la velocidad ni el par.

Elegir engranajes: velocidad frente a par

Para construir velocidad se necesita un engranaje conductor grande y un engranaje conducido pequeño. Si tienes un engranaje de 24 dientes y otro de 12 dientes, coloca el de 24 en el lado del motor y el de 12 en el lado de la rueda o del ventilador. La salida gira rápidamente, lo que es adecuado para vehículos ligeros, peonzas y ventiladores que no encuentran mucha resistencia.

Para construir par motor se necesita lo contrario: un engranaje conductor pequeño y un engranaje conducido grande. Coloca el de 12 en el lado del motor y el de 24 en el lado de la rueda. La salida gira lentamente pero puede empujar un chasis más pesado o subir una rampa más empinada. El Geared Motor Cube ya ofrece un punto de partida favorable al par motor a unas 75 RPM, por lo que añadir un par pequeño-grande encima es una buena manera de mover algo que se resiste.

• Ligero y rápido: engranaje grande impulsa engranaje pequeño.
• Pesado y fuerte: el engranaje pequeño impulsa al grande.
• Si una construcción se atasca o chirría sin moverse, añade reducción antes de aumentar la potencia del motor.

Prueba y ajuste del tren de engranajes

Construye el par de engranajes de modo que los dientes encajen completamente pero no apretados. Demasiado sueltos y los dientes saltan bajo carga; demasiado apretados y los engranajes se bloquean, lo que arrastra el motor y agota la batería más rápido. Gira el engranaje conducido a mano antes de encenderlo. Debe girar suavemente con una pequeña cantidad de juego, el pequeño espacio libre entre los dientes.

Una vez que funcione, pruébalo bajo carga real: en el suelo, con las ruedas reales, no sujeto en el aire. Si la construcción es más lenta de lo que quieres, cambia a un motor más grande o a un engranaje conducido más pequeño. Si se cala, cambia en la otra dirección. Cambia un par a la vez para que puedas saber qué marcó realmente la diferencia.

• Escucha un clic rítmico: eso suele significar que los dientes están saltando.
• Un motor caliente o una batería que se agota rápidamente suele indicar un problema de fricción, no un motor débil.
• Mantén los engranajes de repuesto ordenados por número de dientes para que el ajuste sea rápido.

Paso a paso: montar y ajustar un tren de engranajes Circuit Cubes

1. Paso 1: Decide primero velocidad o par: Anota el objetivo antes de tocar los engranajes. Un ventilador ligero o un coche rápido necesita velocidad; un rover pesado o un brazo elevador necesita par. Esta elección determina qué engranaje va en el lado del motor. Punto de control: si no puedes expresar el objetivo en una frase, elige velocidad para construcciones ligeras y par para todo lo que tenga que empujar o trepar.
2. Paso 2: Cuenta los dientes y etiqueta tus engranajes: Cuente los dientes de cada engranaje que vaya a usar y anote el número en el engranaje. Solo necesita hacerlo una vez por engranaje, y agiliza el cálculo de la relación. Error común: adivinar el número de dientes por el tamaño. Dos engranajes de aspecto similar pueden diferir en varios dientes, lo que cambia la relación más de lo esperado.
3. Paso 3: Engrane correctamente el engranaje conductor y el conducido: Presione los engranajes juntos para que los dientes se superpongan por completo, pero el par aún gire libremente con la mano. El engranaje conductor es el conectado al motor o a la etapa anterior. Punto de control: gire el engranaje conducido con la mano. Debe moverse suavemente con un poco de juego, sin rechinar ni tambalearse.
4. Paso 4: Ajusta la relación para tu objetivo: Para velocidad, usa un motor más grande y un engranaje conducido más pequeño. Para par motor, usa un motor más pequeño y un engranaje conducido más grande. Si usas más de un par, multiplica las relaciones para obtener el cambio total. Error común: apilar pares de velocidad en una construcción pesada. Gira rápido en el aire y se para en el suelo.
5. Paso 5: Prueba bajo carga real: Ejecuta la construcción sobre la superficie y con las piezas que realmente llevará. Observa la velocidad de la rueda, escucha si patina y siente si el motor está forzado. Punto de control: si se para, añade reducción (piñón pequeño, corona grande). Si va demasiado lento, haz lo contrario.
6. Paso 6: Cambia un par cada vez: Intercambia solo un par de engranajes entre pruebas para saber qué cambio ayudó. Toma nota del número de dientes y los resultados para que sea fácil reconstruir una buena configuración más adelante. Error común: cambiar varios engranajes a la vez y luego no saber qué intercambio causó la mejora o el atasco.

Piezas de Circuit Cubes que importan para la transmisión

• Cubo de motor con engranajes: Este motor gira internamente a más de 1,000 RPM, pero los pequeños engranajes de su eje reducen la salida a aproximadamente 75 RPM para un par máximo. Es el punto de partida natural para construcciones que requieren mucho par, y te da una base conocida para aumentar o reducir la transmisión.
• Kit de actualización Bluetooth: El kit incluye un Bluetooth Battery Cube, dos motores Cubit y 36 piezas en total, incluidos engranajes, ruedas, ejes, ladrillos y cables de conexión. Dos motores y una selección de engranajes le permiten probar configuraciones de velocidad y par una al lado de la otra, y el control mediante la aplicación facilita la comparación de las ejecuciones sin tener que reconstruir el interruptor cada vez.
• Cubo de interruptor NO/NC: En la posición NO, al presionar la palanca se cierra el circuito; en la posición NC, el circuito permanece cerrado hasta que presione la palanca para abrirlo. Un control predecible de encendido/apagado hace que las pruebas de engranajes sean repetibles, para que pueda juzgar si un cambio realmente mejoró la velocidad o el par motor.

Las relaciones de transmisión son solo comparaciones de dientes, pero determinan si una construcción de Circuit Cubes avanza lentamente con potencia o se desliza ligera y rápida. Comience con las aproximadamente 75 RPM de salida del cubo de motor con engranajes, elija grande-impulsa-pequeño para velocidad o pequeño-impulsa-grande para par, y pruebe bajo carga real. Cambie un par a la vez y notará la diferencia de inmediato.