Circuit Cubes tandwielgids: overbrengingsverhoudingen en snelheid begrijpen

Snel antwoord

Een Circuit Cubes-overbrengingsverhouding is simpelweg het aantal tanden van het tandwiel dat duwt (de aandrijver) gedeeld door het aantal tanden van het tandwiel dat wordt geduwd (de aangedreven). Een 24-tands tandwiel dat een 12-tands tandwiel aandrijft, laat het kleine tandwiel ongeveer twee keer zo snel draaien met de helft van de draaikracht. Wil je snelheid? Drijf klein aan met groot. Wil je trekkracht? Drijf groot aan met klein.

De meeste Circuit Cubes-bouwprojecten bewegen omdat een motor een as laat draaien en die as een tandwiel laat draaien. Verander welk tandwiel welk raakt, en dezelfde motor kan een zware rover laten kruipen of een lichte ventilator snel laten ronddraaien. Deze gids legt uit hoe tandwielen werken in Circuit Cubes, hoe je een overbrengingsverhouding leest en hoe je stap voor stap tandwielen verwisselt om de snelheid of het koppel te krijgen die jouw bouwwerk nodig heeft.

Je hebt geen wiskunde nodig behalve eenvoudig delen, en geen speciaal gereedschap. Een Geared Motor Cube, een handvol steen-tandwielen en een paar minuten testen zijn genoeg om het verschil te voelen.

Hoe tandwielen werken in een Circuit Cubes-bouwsel

Een tandwiel is een wiel met tanden. Wanneer twee tandwielen in elkaar grijpen, duwen de tanden elkaar, zodat de rotatie van het ene tandwiel wordt overgebracht op het volgende. Het tandwiel dat op de krachtbron is aangesloten, is de aandrijver; het tandwiel dat het aandrijft, is het aangedreven tandwiel. Elk paar in elkaar grijpende tandwielen verandert zowel snelheid als draaikracht, en de verandering is alleen al voorspelbaar op basis van het aantal tanden.

Bij Circuit Cubes verbinden tandwielen meestal een motoras met een wiel, as of een ander tandwiel. De Geared Motor Cube bevat al een interne reductie: de motor draait met meer dan 1,000 toeren per minuut, maar de kleine tandwielen op de as brengen de uitgang terug tot ongeveer 75 toeren per minuut. Die afweging verlaagt de snelheid en verhoogt het koppel, waardoor de Geared Motor Cube wielen en tandwielen kan draaien waar een kale snelle motor op vastloopt.

• Aandrijver = het tandwiel dat op de motor is aangesloten of het tandwiel dat door het vorige tandwiel wordt gedraaid.
• Aangedreven = het tandwiel dat de duw ontvangt en het volgende onderdeel laat draaien.
• Als een tandwieltrein meerdere paren heeft, vermenigvuldig dan de verhouding van elk paar voor de totale verhouding.

Een overbrengingsverhouding aflezen zonder zware wiskunde

Om de verhouding van één paar te vinden, deel je het aantal tanden van het aandrijvende tandwiel door het aantal tanden van het aangedreven tandwiel. Een tandwiel met 24 tanden dat een tandwiel met 12 tanden aandrijft, geeft 24 ÷ 12 = 2, vaak geschreven als 2:1. Dat betekent dat het aangedreven tandwiel twee keer draait voor elke omwenteling van het aandrijvende tandwiel, maar met ongeveer de helft van het koppel. Draai de rollen om en je krijgt 12 ÷ 24 = 0.5, of 1:2, wat de snelheid halveert en het koppel verdubbelt.

Als je het aantal tanden van een tandwiel niet weet, tel de tanden dan een keer en schrijf het op het tandwiel met een stift of een klein stickertje. Die ene gewoonte bespaart je het opnieuw tellen bij elke herbouw. Wanneer een constructie meer dan één paar gebruikt, vermenigvuldig dan de verhoudingen: een 2:1-paar gevolgd door een 2:1-paar geeft een totale snelheidstoename van 4:1 bij het laatste tandwiel.

• Een snelheidsverhouding boven 1 betekent dat de uitgang sneller draait dan de ingang.
• Een snelheidsverhouding onder 1 betekent dat de uitgang langzamer draait maar krachtiger duwt.
• Een verhouding van 1:1 verandert alleen de richting, niet de snelheid of het koppel.

Kies tandwielen voor snelheid versus koppel

Voor snelheid heb je een groot aandrijftandwiel en een klein aangedreven tandwiel nodig. Als je een tandwiel met 24 tanden en een met 12 tanden hebt, plaats dan het tandwiel met 24 aan de motorkant en het tandwiel met 12 aan de wiel- of ventilatorkant. De uitgang draait snel, geschikt voor lichte voertuigen, draaitollen en ventilatoren die weinig weerstand ondervinden.

Voor koppel geldt het tegenovergestelde: een klein aandrijftandwiel en een groot aangedreven tandwiel. Plaats het tandwiel met 12 aan de motorkant en het tandwiel met 24 aan de wielkant. De uitgang draait langzaam, maar kan een zwaarder chassis verplaatsen of een steilere helling beklimmen. De Geared Motor Cube biedt al een koppelvriendelijk startpunt bij ongeveer 75 toeren per minuut, dus het toevoegen van een klein-naar-groot paar erbovenop is een goede manier om iets koppigs te verplaatsen.

• Licht en snel: groot tandwiel drijft klein tandwiel aan.
• Zwaar en sterk: klein tandwiel drijft groot tandwiel aan.
• Als een constructie hapert of piept zonder te bewegen, voeg dan reductie toe voordat je meer motorvermogen toevoegt.

Testen en afstellen van de tandwieltrein

Bouw het tandwielpaar zo dat de tanden volledig maar niet strak in elkaar grijpen. Te los en de tanden slaan over onder belasting; te strak en de tandwielen blokkeren, wat de motor belast en de batterij sneller leegtrekt. Draai het aangedreven tandwiel met de hand rond voordat je het inschakelt. Het moet soepel draaien met een kleine hoeveelheid speling, de kleine vrije ruimte tussen de tanden.

Zodra het draait, test je onder echte belasting: op de vloer, met de echte wielen, niet in de lucht gehouden. Als de build langzamer is dan je wilt, wissel dan naar een grotere aandrijving of een kleiner aangedreven tandwiel. Als het stopt, wissel dan de andere kant op. Verander één paar tegelijk, zodat je kunt zien wat echt het verschil maakte.

• Luister naar een ritmische klik: dat betekent meestal dat tanden overslaan.
• Een hete motor of een snel lege batterij duidt vaak op weerstand, niet op een zwakke motor.
• Houd reserve-tandwielen gesorteerd op aantal tanden, zodat afstellen snel gaat.

Stap voor stap: een Circuit Cubes tandwieltrein opzetten en afstellen

1. Stap 1: Bepaal eerst snelheid of koppel: Schrijf het doel op voordat je de tandwielen aanraakt. Een lichte ventilator of snelle auto heeft snelheid nodig; een zware rover of hefarm heeft koppel nodig. Deze keuze bepaalt welk tandwiel aan de motorkant komt. Controlepunt: als je het doel niet in één zin kunt verwoorden, kies dan snelheid voor lichte bouwwerken en koppel voor alles dat moet duwen of klimmen.
2. Stap 2: Tel de tanden en label je tandwielen: Tel de tanden van elk tandwiel dat je wilt gebruiken en noteer het aantal op het tandwiel. Dit hoef je maar één keer per tandwiel te doen en het maakt de verhoudingsberekening direct eenvoudig. Veelgemaakte fout: het aantal tanden raden op basis van de grootte. Twee tandwielen die er hetzelfde uitzien kunnen meerdere tanden verschillen, wat de verhouding meer verandert dan je verwacht.
3. Stap 3: Koppel het aandrijvende en aangedreven tandwiel correct: Druk de tandwielen tegen elkaar zodat de tanden volledig overlappen, maar het paar nog vrij met de hand kan draaien. Het aandrijvende tandwiel is verbonden met de motor of de vorige trap. Controlepunt: draai het aangedreven tandwiel met de hand. Het moet soepel bewegen met een beetje speling, niet knarsen of los wiebelen.
4. Stap 4: Stel de verhouding voor je doel in: Voor snelheid gebruik je een grotere aandrijving en kleiner aangedreven tandwiel. Voor koppel gebruik je een kleinere aandrijving en groter aangedreven tandwiel. Als je meer dan één paar gebruikt, vermenigvuldig de verhoudingen voor de totale verandering. Veelgemaakte fout: snelheidsparen op een zware bouw stapelen. Het draait snel in de lucht en stopt op de vloer.
5. Stap 5: Test onder echte belasting: Voer de constructie uit op het oppervlak en met de onderdelen die hij daadwerkelijk zal dragen. Houd de wielsnelheid in de gaten, luister naar slippen en voel of de motor moeite heeft. Controlepunt: als hij vastloopt, voeg dan reductie toe (kleine aandrijving, groot aangedreven). Als hij te langzaam is, doe dan het tegenovergestelde.
6. Stap 6: Verander telkens één paar: Wissel tussen tests slechts één tandwielpaar om te weten welke verandering hielp. Houd aantekeningen bij van het aantal tanden en de resultaten, zodat een goede opstelling later gemakkelijk opnieuw kan worden gebouwd. Veelgemaakte fout: meerdere tandwielen tegelijk veranderen en dan niet weten welke wissel de verbetering of de stilstand veroorzaakte.

Circuit Cubes-onderdelen die ertoe doen voor overbrenging

• Tandwielmotor-kubus: Deze motor draait intern met meer dan 1,000 toeren per minuut, maar de kleine tandwielen op de as reduceren de uitvoer tot ongeveer 75 toeren per minuut voor maximaal koppel. Het is het natuurlijke startpunt voor constructies met veel koppel en geeft je een bekende basis om de overbrenging te verhogen of te verlagen.
• Bluetooth-upgradekit: De kit bevat een Bluetooth Battery Cube, twee Cubit-motoren en in totaal 36 onderdelen, waaronder tandwielen, wielen, assen, blokken en verbindingsdraden. Met twee motoren en een assortiment tandwielen kunt u snelheids- en koppelopstellingen naast elkaar testen, en via de app-besturing kunt u eenvoudig runs vergelijken zonder elke keer de schakelaar opnieuw te bouwen.
• NO/NC-schakelkubus: In de NO-stand sluit het indrukken van de hefboomarm het circuit; in de NC-stand blijft het circuit gesloten totdat u de hefboomarm indrukt om het te openen. Een voorspelbare aan/uit-regeling maakt het testen van tandwielen herhaalbaar, zodat u kunt beoordelen of een wijziging daadwerkelijk de snelheid of het koppel heeft verbeterd.

Overbrengingsverhoudingen zijn slechts vergelijkingen van het aantal tanden, maar ze bepalen of een Circuit Cubes-bouwsel krachtig kruipt of licht en snel scheurt. Begin met de ongeveer 75 RPM-uitgang van de tandwielmotorkubus, kies groot-drijft-klein voor snelheid of klein-drijft-groot voor koppel, en test onder echte belasting. Verander één paar tegelijk en u voelt het verschil meteen.