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Mécanique: Zoom sur les mécanismes passionnants des modèles Ugears

Aquarium Ugears – Puzzle 3d en bois
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Apparemment, il est impossible d’expliquer exactement ce qui rend les modèles Ugears si intéressants et attrayants.

Pour certains, c’est la beauté des structures en bois, pour d’autres le processus d’assemblage est fascinant, et pour d’autres, le résultat final – des modèles interactifs qui fonctionnent tous seuls. Les enfants apprécieront le temps passé avec les parents pour un jeu passionnant, et les parents – la valeur éducative du modèle, qui ouvre la porte au monde merveilleux de la mécanique, des mathématiques et de la technologie.

Aujourd’hui, nous examinerons plus en détail les caractéristiques de conception de certains composants et dispositifs mécaniques des modèles Ugears. Qu’est-ce qui fait bouger toutes ces pièces ? Qu’est-ce qui fait tourner les engrenages? Comment ça marche? Ugears connaît les réponses à ces questions et est prêt à les partager.

Locomotive UG-460

“Locomotive UG-460” – ​​​​l’un des modèles les plus complexes d’Ugears, composé d’un grand nombre de pièces et de composants mécaniques. Bien sûr, ce n’est pas la complexité elle-même qui rend le modèle si intéressant et populaire, mais l’opportunité d’apprendre, de comprendre et de construire votre propre locomotive très réaliste. Et ici, nous parlons non seulement du réalisme de l’apparence – qui mérite sans aucun doute des éloges – mais aussi du fonctionnement des composants mécaniques qui composent la locomotive elle-même. Nous voulons nous attarder sur eux un peu plus en détail.

Le mécanisme à manivelle est si largement utilisé que chacun de nous en a probablement vu dans sa vie. Et, bien sûr, nous ne sommes pas étrangers à l’expression qui décrit le principe de son fonctionnement : “la transformation du mouvement alternatif du piston en un mouvement de rotation”. Cependant, à quoi sert exactement le mécanisme à manivelle de la locomotive ?

La principale source d’énergie d’une locomotive est une chaudière à vapeur. La machine à vapeur convertit l’énergie de la vapeur en un mouvement alternatif du piston, qui, à son tour, à l’aide d’un timon est transformé en un moteur rotatif. Il se trouve dans le timon de la locomotive et le mécanisme à manivelle est utilisé. De la même manière, dans la Locomotive Ugears, le mouvement du piston est converti en rotation des roues au moyen d’un mécanisme à manivelle à la différence que le piston est entraîné par un moteur à élastiques.

Le volant d’inertie est également utilisé dans le modèle “Locomotive”. Le volant d’inertie est une roue qui sert de réserve d’énergie cinétique. Dans le modèle Ugears, le volant d’inertie permet un démarrage plus doux du modèle. Lorsque vous démarrez, le moteur à énergie prend de l’ampleur et, à la fin de la rotation, son énergie diminue considérablement. Le volant massif et lourd, qui a une grande inertie, absorbe l’énergie du moteur à élatiques, égalisant son débit. Ainsi, le modèle démarre en douceur et s’arrête en douceur.

Camion UGM-11

En assemblant le modèle, vous avez la possibilité d’étudier le principe de fonctionnement et la conception de composants aussi intéressants que le cliquet, l’engrenage à essieu libre et le changement de vitesse.

Le cliquet est un mécanisme d’engrenage qui permet à l’axe de tourner dans un seul sens. Il a la forme d’un engrenage avec des dents asymétriques qui mettent l’accent sur un côté. De tels mécanismes sont très courants dans les mouvements d’horlogerie, les crics, les treuils, les clés, les bouchons divers, etc. Avec le camion Ugears, le cliquet empêche le moteur à élastiques de tourner pendant son installation. L’accent est mis sur la partie à ressort “chien”. L’abaissement du moteur à élastiques dans le Camion s’effectue en déverrouillant le pignon d’entraînement situé à l’envers de l’axe du moteur à élastiques. Il existe également des mécanismes dans lesquels le déverrouillage du mécanisme à cliquet s’effectue en déverrouillant le “chien”.

Engrenage à axe libre

Ce mécanisme permet au modèle et à certains de ses éléments de continuer à se déplacer après la fin de du fonctionnement du moteur en à élastiques. Le plus souvent, les mécanismes d’engrenage transmettent le mouvement en raison de l’accouplement rigide des dents. Par conséquent, lorsque le moteur s’arrête, le pignon d’entraînement, en s’arrêtant, bloque le mouvement. Dans ce modèle, il n’y a pas d’engrenage rigide avec engrenages d’entraînement. Ainsi, après l’arrêt du moteur à élastiques, les engrenages qui transmettent son énergie à l’essieu des roues du modèle s’arrêtent, mais l’essieu lui-même continue de tourner.

Changement de vitesse

Contrairement à la locomotive, dans laquelle le changement de vitesse avant-arrière est effectué par une direction différente de l’installation motrice (associée à un cliquet) et, par conséquent, par une direction différente de mouvement de l’engrenage d’entraînement, le camion change la direction du mouvement en déplaçant des engrenages.

Techniquement, cela est possible grâce à deux engrenages avec un essieu libre, qui s’enclenchent alternativement avec le pignon d’entraînement. Le pignon d’entraînement ne tourne que dans un seul sens. Mais les engrenages qui lui sont connectés sur des côtés opposés tourneront dans des directions différentes, transmettant un sens de rotation différent à l’axe de la roue.

Fleur Lila

Les pétales ajourés du modèle “Fleur Lila” bougent grâce au mécanisme écossais. Il a également un autre nom – une bielle triangulaire. Mais lorsqu’il est appliqué à la “Lily” romantique et douce (comme nous appelons ce modèle à Ugears), le “mécanisme écossais” est sans aucun doute plus approprié.

La fonctionnalité du mécanisme écossais est la transformation du mouvement de rotation en mouvement alternatif. Le mécanisme “Lily” se compose de deux parties : un engrenage avec une goupille, qui, en tournant, déplace la pièce, dans la rainure de laquelle la goupille est insérée. En tournant la base du “Lily” dans une direction, nous pouvons observer comment ses pétales s’ouvrent et se ferment.

Minuteur 20 minutes

Le Minuteur est un véritable classique de la mécanique – la base de ce modèle est le pendule.

Horloge de déclenchement

Le mécanisme de déclenchement du modèle est un dispositif qui maintient une vitesse moyenne de rotation constante de la roue de déclenchement. Il existe de nombreux types de déclencheurs de minuterie, mais le modèle Minuteur utilise un mécanisme d’ancrage modifié.

Le temps de la “minuterie” est d’une à vingt minutes. Après avoir déplacé l’aiguille sur la période souhaité, le mécanisme démarre. Le Minuteur utilise un véritable pendule, qui repose alternativement sur la dent de deux engrenages symétriques, bloquant le mouvement du mécanisme pendant un court instant. Le volant d’inertie dans la partie supérieure du pendule ralentit le transfert d’énergie du moteur vers le pendule.

Il y a aussi un réglage précis du Minuteur à effectuer, en ajustant la distance entre les points de contact des dents des engrenages et des axes de balancier.

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