Techniek H4 Overbrengingen Par. 1,2,3,4,5,7

Techniek  1 vwo     Hoofdstuk 4 Overbrengingen Par. 1, 2, 3, 4, 5, 7

H4 par. 1       Inleiding

Dagelijkse overbrengingen: Fiets, je trapt > je achterwielen draait, (Rotatie > Rotatie)

Door te trappen gaat je achterwiel draaien: met tandwielen en een ketting breng je de beweging van de draaiende trappers over naar het achterwiel, dat ook gaat draaien.

Handrem: Je knijpt in de hefboom, De remblokjes tegen de velg (Rotatie>Translatie)

Waterkraan: Draait open, Hendel en schijfje gaan omhoog (Rotatie > Translatie)

Met een overbrenging kun je een beweging van het ene onderdeel overbrengen op een ander onderdeel. Dat kan een draaiende beweging zijn, maar ook een

heen-en-weer gaande.

H4 par. 2       Draaien maar!

Rotatie naar Rotatie

-          Een aandrijfwiel is het wiel, waarmee de beweging begint.

-          Een volgwiel wordt door een ander wiel aangedreven.

Als beide wielen draaien, noem je dat een overbrenging van rotatie naar rotatie.

Als er een snaar of riem gebruikt wordt draait het volgwiel dezelfde kant op als het aandrijfwiel.

Direct of Indirect

-          Als de overbrenging dooor een snaar, riem of ketting wordt overgebracht

spreek je van een ‘indirecte’overbrenging.

-          Overbrenginen waarbij de wielen tegen elkaar aan zitten, noem je een ‘directe’ overbrenging. Het volgwiel draait dan in tegengestelde richting.

Slippen

Een overbrenging met een snaar of riem kan ‘slippen’. Een overbrenging met tandwielen en een ketting of met alleen tandwielen kan niet slippen. Soms is het handig als een overbrenging een beetje kan slippen. Bij je fiets zou het niet handig zijn. Stel dat je al slippend een heuveltje oprijdt. Dan kom je nooit boven.

Versnellingsbak of Vertragingsbak

De aandrijving van een auto draait veel te snel. De versnellingsbak van de auto zorgt ervoor dat die vertraagd wordt.

De versnellingsbak heeft ook verschillende standen. Een 5 versnellingsbak heeft 5 verschillende vertragingen (en één achteruitstand). Eigenlijk zou de juiste naam ‘vertragingsbak’ moeten zijn.

Kroontandwiel

Bij een kroontandwiel zitten de tanden aan de zijkant. Het kleine tandwiel noem je een ‘rondsel’

Evenwijdig of Niet evenwijdig

Evenwijdig: Naast elkaar, met elkaar gelijk

Niet evenwijdig: Loodrecht, ook wel genoemd kegeltandwielen.

Als je met een overbrenging iets wilt laten draaien, gebruik je vaak snaren, riemen, kettingen en tandwielen.

H4 par. 3       Draairichting en draaisnelheid

Draaisnelheid

De draaisnelheid van een overbrenging met tandwielen (met aan elke as één tandwiel) wordt allleen bepaald door het aantal tandjes van het aandrijfwiel en van het laatste volgwiel. Het aantal tandjes van de tussenliggende tandwielen heeft niet te maken met de draaisnelheid.

Bij een even aantal assen verandert de draairichting.

Bij een oneven aantal blijft de draairichting hetzelfde

Met overbrengingen kun je de draairichting en de draaisnelheid veranderen.

H4 par. 4       Overbrengingsverhoudingen

Derailleur

Een derailleur zit op een fiets. Voor zitten twee of drie tandwielen. Achter kunnen wel zeven tandwielen zitten. De ketting kun je met een derailleur over de verschillende tandwielen verplaatsen. Als vóór twee tandwielen hebt en achter vijf zijn er tien combinaties mogelijk (2 x 5). Elke combinatie met een eigen overbrenging

Overbrengingsverhouding berekenen

De overbrengingsverhouding bij een tandwieloverbrenging is het aantal tandjes van het aandrijfwiel gedeeld door het aantal tandjes van het volgwiel.

Overbrengingsverhouding = aantal tanden aandrijfwiel : aantal tanden volgwiel

O = overbrengingsverhouding                                De overbrengingsverhouding geeft aan

a = aantal tanden aandrijfwiel                     hoeveel sneller of langzamer het volgwiel

v= aantal tanden volgwiel                            draait ten opzichte van het aandrijfwiel.

O = a : v

Ezelsbruggetje: gewoon oav onthouden bedenk er maar iets bij

Bijv.    Olifanten aten vlees          of        Ons avondeten : vis

H4 par. 5       Van rotatie naar translatie

Bankschroef

Een bankschroef is gereedschap om iets in te klemmen. Je zou kunnen zeggen: een soort metalen hand, die bijvoorbeeld een buis stevig voor je vasthoudt, zodat je die buis kunt zagen of vijlen. Je klemt de buis door aan een hendel te draaien.

Draaien is ROTATIE, spanbek heen en weer is TRANSLATIE (rotatie> translatie).

Worm

Een worm is een as met aan de buitenkant een ‘schroefdraad’

In het gedeelte waarin de worm draait past de schroefdraad precies in waardoor die heen en weer gaat.

Voorbeelden met een worm: Bankschroef, ruitenwisser, schroefsleutel en waterkraan.

Rondsel en Tandheugel

Een auto bestuur je met een stuurwiel. Als je het stuur draait, gaan de wielen naar links of naar rechts. Voor de overbrenging is een ‘rondsel’ en een ‘tandheugel’ gebruikt. Een tandheugel is een stang met tanden aan één zijde. De tanden van het rondsel grijpen in de tanden van de tandheugel. Als het rondsel draait (rotatie), gaat de tandheugel heen en weer (translatie)

-          Een rondsel is een klein tandwiel

-          Een tandheugel is een staaf met tanden aan één zijde

-          Een worm is een as met aan de buitenkant een ‘schroefdraad’

Voorbeelden met een tandheugel: Kolomboormachine, stuurrichting, knijpkat en ruitenwisser

Verschil tussen een worm en een tandheugel

Een worm, is van rotatie naar translatie, heeft een schroefdraad/tanden aan beide kanten

Een tandheugel is van translatie naar rotatie, heeft tanden aan één kant

Ruitenwisser

De beweging van een ruitenwisser begint met een draaiende worm. De worm laat een tandwiel draaien. Het tandwiel laat een staaf (tandheugel) heen en weer bewegen. De tandheugel laat een rondsel draaien. Aan het rondsel zit de ruitenwisser. Als je de ruitenwissers aanzet, werken de volgende overbrengingen:

-          van rotatie naar rotatie: van worm naar tandwiel;

-          van rotatie naar translatie: van tandwiel naar tandheugel;

-          van translatie naar rotatie: van tandheugel naar rondsel.

Rotatie is een draaiende beweging. Translatie is een rechtlijnige beweging.

Kruk en drijfstang

Soms zit water diep in de grond. Dit grondwater kun je met een zuigerpomp omhoog halen. Bij een zuigerpomp beweegt een ‘zuiger’ op en neer (translatie). De draaiende beweging van de wieken van de molen kun je overbrengen op de op en neer gaande beweging van de zuiger.

Je gebruikt hiervoor een ‘kruk’ en een ‘drijfstang’.

Met een kruk en een drijfstang maak je een overbrenging van rotatie naar translatie.

Nokkenwiel

Om ijzer te smeden, sla je met een zware hamer op het gloeiend hete en zachte ijzer. Het zou handig zijn, als je niet zelf met de hamer hoeft te slaan. Door het stromende water draait een waterrad (rotatie). Aan de verlengde as van het waterrad zit een wiel met een speciale vorm. Je noemt het een ‘nokkenwiel’. Een nok is een uitstulping aan een wiel. Als het nokkenwiel draait, duwt de rode pin de hamer eerst omhoog, dan schiet de pin omhoog en valt de hamer met een klap naar beneden.

De pin maakt een op- en neergaande beweging (translatie). Je ziet een overbrenging van rotatie naar translatie. (nokkenwiel naar pin en hamer)

Met een nokkenwiel kun je een overbrenging maken van rotatie naar translatie.

Voorbeelden met een nokkenwiel: ???

Windas

Om de as van een molen zit een touw. Als je de as draait (rotatie) dan wind je het touw om de as.

Met een windas en touw kun je een overbrenging maken van rotatie naar translatie.

Voorbeelden met een windas: Hijskraan, waterput en terreinwagens

Voor een overbrenging van rotatie naar translatie kun je gebruik maken van:

Worm, rondsel en tandheugel, kruk en drijfstand, nokkenwiel, windas, touw

H4 par. 7             Van translatie naar translatie

Katrol

Een katrol is een klein wiel, waarover een touw of kabel loopt.

Met katrollen en touw kun je een overbrenging maken van translatie naar translatie.

Voorbeelden van translatie naar translatie:

Vlag ophijsen, prullenbak

Handrem

De kabel bij de handrem van je fiets zorgt voor een overbrenging van translatie naar translatie. De remhendel is een hefboom. Hiermee vergroot je de remkracht. Met de remhendel trek je aan een kabel (translatie). Via de kabel breng je de beweging over op de twee hefbomen met de remblokjes (translatie. De remblokjes drukken tegen de velg.

Piano

Bij een piano duw je met je vinger een toets naar beneden. Daardoor slaat een hamertje tegen de snaar, haal je je vinger weer van de toets dan zakt het dempertje en die ‘remt’ het geluid af, anders zou het door blijven klinken.

Met hefbomen en kabels kun je een overbrenging maken van translatie naar translatie.

Hydrauliek

Met je voet druk je op het rempedaal (hefboom). Een zuiger perst de remvloeistof via dunne leidingen naar twee kleine zuigertjes bij de wielen. Die zuigertjes drukken twee remschoenen tegen een draaiend deel van het wiel aan. Het wiel remt dan af.

Pneumatiek

Pneumatiek is een soort hydrauliek maar dan met lucht in plaats van remvloeistof.

Bij overbrengingen van translatie naar translatie gebruik je vaak:

Touwen, kabels en katrollen, hefbomen, hydrauliek