Guide des engrenages Circuit Cubes : comprendre les rapports de démultiplication et la vitesse

Réponse rapide

Un rapport de démultiplication Circuit Cubes est simplement le nombre de dents de l'engrenage qui pousse (le menant) divisé par le nombre de dents de l'engrenage poussé (le mené). Un engrenage à 24 dents entraînant un engrenage à 12 dents fait tourner le petit engrenage environ deux fois plus vite avec la moitié de la force de rotation. Vous voulez de la vitesse ? Entraînez le petit avec le grand. Vous voulez de la puissance de traction ? Entraînez le grand avec le petit.

La plupart des constructions Circuit Cubes bougent parce qu'un moteur fait tourner un arbre et que cet arbre fait tourner un engrenage. Changez quel engrenage touche lequel, et le même moteur peut faire ramper un rover lourd ou faire tourner rapidement un ventilateur léger. Ce guide explique comment fonctionnent les engrenages dans Circuit Cubes, comment lire un rapport de démultiplication et comment échanger les engrenages étape par étape pour obtenir la vitesse ou le couple dont votre construction a besoin.

Vous n'avez besoin d'aucune mathématique au-delà d'une simple division, ni d'outils spéciaux. Un Geared Motor Cube, une poignée d'engrenages en briques et quelques minutes de test suffisent pour ressentir la différence.

Comment les engrenages fonctionnent dans une construction Circuit Cubes

Un engrenage est une roue avec des dents. Lorsque deux engrenages s'engrènent, les dents se poussent mutuellement, de sorte que la rotation d'un engrenage est transférée à l'autre. L'engrenage connecté à la source d'énergie est le menant ; l'engrenage qu'il fait tourner est le mené. Chaque paire d'engrenages engrenés modifie à la fois la vitesse et la force de rotation, et le changement est prévisible à partir du nombre de dents seul.

Dans Circuit Cubes, les engrenages connectent généralement un arbre de moteur à une roue, un essieu ou un autre engrenage. Le Geared Motor Cube contient déjà une réduction interne : son moteur tourne à plus de 1,000 tr/min, mais les petits engrenages sur l'arbre réduisent la sortie à environ 75 tr/min. Ce compromis réduit la vitesse et augmente le couple, c'est pourquoi le Geared Motor Cube peut faire tourner des roues et des engrenages qu'un moteur rapide nu ne pourrait pas entraîner.

• Menant = l'engrenage connecté au moteur ou l'engrenage entraîné par l'engrenage précédent.
• Mené = l'engrenage qui reçoit la poussée et fait tourner la pièce suivante.
• Si un train d'engrenages comporte plusieurs paires, multipliez le rapport de chaque paire pour obtenir le rapport global.

Lire un rapport d'engrenage sans calculs compliqués

Pour trouver le rapport d’un seul couple, divisez le nombre de dents de la roue menante par le nombre de dents de la roue menée. Une roue de 24 dents entraînant une roue de 12 dents donne 24 ÷ 12 = 2, souvent écrit 2:1. Cela signifie que la roue menée tourne deux fois pour chaque tour de la menante, mais avec environ la moitié du couple. Inversez les rôles et vous obtenez 12 ÷ 24 = 0.5, ou 1:2, ce qui divise la vitesse par deux et double le couple.

Si vous ne connaissez pas le nombre de dents d’une roue, comptez les dents une fois et inscrivez-le sur la roue avec un marqueur ou une petite étiquette. Cette simple habitude vous évite de recompter à chaque remontage. Lorsqu’un montage utilise plus d’un couple, multipliez les rapports : un couple 2:1 suivi d’un couple 2:1 donne une augmentation de vitesse globale de 4:1 sur la roue finale.

• Un rapport de vitesse supérieur à 1 signifie que la sortie tourne plus vite que l’entrée.
• Un rapport de vitesse inférieur à 1 signifie que la sortie tourne plus lentement mais pousse plus fort.
• Un rapport 1:1 ne change que la direction, ni la vitesse ni le couple.

Choisir des engrenages : vitesse ou couple

Pour privilégier la vitesse, il faut un grand pignon moteur et un petit pignon récepteur. Si vous avez un pignon à 24 dents et un autre à 12 dents, placez celui à 24 côté moteur et celui à 12 côté roue ou ventilateur. La sortie tourne rapidement, ce qui convient aux véhicules légers, aux toupies et aux ventilateurs qui ne rencontrent pas beaucoup de résistance.

Pour privilégier le couple, c'est l'inverse : un petit pignon moteur et un grand pignon récepteur. Placez celui à 12 côté moteur et celui à 24 côté roue. La sortie tourne lentement mais peut pousser un châssis plus lourd ou gravir une rampe plus raide. Le Geared Motor Cube offre déjà un point de départ favorable au couple à environ 75 tr/min, donc ajouter un couple petit-grand par-dessus est un bon moyen de déplacer quelque chose d'obstiné.

• Léger et rapide : grand pignon entraîne petit pignon.
• Lourd et puissant : le petit engrenage entraîne le grand.
• Si une construction cale ou grince sans bouger, ajoutez une réduction avant d'augmenter la puissance du moteur.

Test et réglage de la transmission

Assemblez la paire d'engrenages de manière à ce que les dents s'engrènent complètement mais sans être serrées. Trop lâches, les dents sautent sous charge ; trop serrées, les engrenages bloquent, ce qui freine le moteur et épuise la batterie plus rapidement. Faites tourner l'engrenage mené à la main avant de mettre sous tension. Il doit tourner en douceur avec un léger jeu, le petit espace libre entre les dents.

Une fois qu'il fonctionne, testez-le en conditions réelles : au sol, avec les vraies roues, pas tenu en l'air. Si la construction est plus lente que souhaité, passez à un moteur plus grand ou à un engrenage mené plus petit. S'il cale, changez dans l'autre sens. Modifiez une paire à la fois pour savoir ce qui a réellement fait la différence.

• Écoutez un clic rythmique : cela signifie généralement que les dents sautent.
• Un moteur chaud ou une batterie qui se décharge rapidement indique souvent un frottement, pas un moteur faible.
• Gardez les engrenages de rechange triés par nombre de dents pour un réglage rapide.

Étape par étape : monter et régler un train d'engrenages Circuit Cubes

1. Étape 1 : Décidez d'abord : vitesse ou couple ? Notez l'objectif avant de toucher aux engrenages. Un ventilateur léger ou une voiture rapide a besoin de vitesse ; un rover lourd ou un bras de levage a besoin de couple. Ce choix détermine quel engrenage se place côté moteur. Point de contrôle : si vous ne pouvez pas énoncer l'objectif en une phrase, choisissez la vitesse pour les constructions légères et le couple pour tout ce qui doit pousser ou grimper.
2. Étape 2 : Comptez les dents et étiquetez vos engrenages : Comptez les dents de chaque engrenage que vous prévoyez d'utiliser et notez le nombre sur l'engrenage. Vous ne devez le faire qu'une fois par engrenage, et cela rend le calcul du rapport instantané. Erreur courante : deviner le nombre de dents par la taille. Deux engrenages d'apparence similaire peuvent différer de plusieurs dents, ce qui modifie le rapport plus que prévu.
3. Étape 3 : Embrayez correctement l'engrenage menant et l'engrenage mené : Pressez les engrenages l'un contre l'autre pour que les dents se chevauchent complètement, mais que la paire tourne encore librement à la main. L'engrenage menant est celui connecté au moteur ou à l'étage précédent. Point de contrôle : tournez l'engrenage mené à la main. Il doit se déplacer en douceur avec un peu de jeu, sans grincer ni osciller.
4. Étape 4 : Définissez le rapport pour votre objectif : Pour la vitesse, utilisez un moteur plus grand et un pignon mené plus petit. Pour le couple, utilisez un moteur plus petit et un pignon mené plus grand. Si vous utilisez plus d’une paire, multipliez les rapports pour obtenir le changement total. Erreur courante : empiler des paires de vitesse sur une construction lourde. Ça tourne vite dans l’air et cale au sol.
5. Étape 5 : Testez sous charge réelle : Faites fonctionner l'assemblage sur la surface et avec les pièces qu'il portera réellement. Surveillez la vitesse de la roue, écoutez les glissements et sentez si le moteur force. Point de contrôle : s'il cale, ajoutez une réduction (petit pignon, grande couronne). S'il est trop lent, faites l'inverse.
6. Étape 6 : Changez une paire à la fois : Remplacez une seule paire d'engrenages entre les tests pour savoir quel changement a aidé. Notez le nombre de dents et les résultats afin qu'un bon montage soit facile à reconstruire plus tard. Erreur courante : changer plusieurs engrenages à la fois, puis ne pas savoir quel échange a provoqué l'amélioration ou le calage.

Les pièces Circuit Cubes qui comptent pour l'engrenage

• Cube moteur à engrenages : Ce moteur tourne en interne à plus de 1,000 tr/min, mais les petits engrenages sur son arbre réduisent la sortie à environ 75 tr/min pour un couple maximal. C'est le point de départ naturel pour les constructions à fort couple, et il vous donne une base connue pour augmenter ou réduire l'engrenage.
• Kit de mise à niveau Bluetooth: Le kit comprend un Bluetooth Battery Cube, deux moteurs Cubit et 36 pièces au total, dont des engrenages, des roues, des essieux, des briques et des fils de connexion. Deux moteurs et un assortiment d'engrenages vous permettent de tester côte à côte les configurations de vitesse et de couple, et le contrôle via l'application facilite la comparaison des essais sans avoir à reconstruire le commutateur à chaque fois.
• Cube interrupteur NO/NF: En position NO, appuyer sur le levier ferme le circuit ; en position NF, le circuit reste fermé jusqu'à ce que vous appuyiez sur le levier pour l'ouvrir. Une commande marche/arrêt prévisible rend les tests d'engrenages reproductibles, vous permettant de juger si un changement a réellement amélioré la vitesse ou le couple.

Les rapports de démultiplication ne sont que des comparaisons de nombres de dents, mais ils déterminent si une construction Circuit Cubes rampe avec puissance ou file légère et rapide. Partez de la sortie d'environ 75 tr/min du cube moteur à engrenages, choisissez grand-entraîne-petit pour la vitesse ou petit-entraîne-grand pour le couple, et testez sous charge réelle. Changez une paire à la fois, et vous ressentirez la différence immédiatement.