初中直观 · 高中定量拓展 · 机构 · 周转轮系
固定不同零件,传动关系为什么会变?
内齿圈固定,太阳轮驱动、行星架输出;太阳齿数20,齿圈齿数为40–100偶数。增大固定齿圈齿数,观察行星架输出转速。
行星齿轮:问题从哪里来?
行星齿轮让几个小轮围绕中心轮运行,在紧凑空间把动力同轴输入、输出。钟表、工业减速器和自动变速器利用不同固定件形成不同传动关系。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
(ωs−ωc)/(ωr−ωc)=−Nr/Ns,ωr=0⇒ωc=ωs/(1+Nr/Ns)。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
行星轮自转与行星架公转能混为一谈吗?
换个条件,再试一次
齿圈40齿时,理想减速比是多少?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识机构 · 周转轮系涉及的量与单位:齿圈齿数(齿)、太阳轮转速(rpm)、经过时间(s)。初中直观 · 高中定量拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:增大固定齿圈齿数,观察行星架输出转速。
再做定量:保持其他条件,比较齿圈齿数与行星架输出转速(rpm),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
(ωs−ωc)/(ωr−ωc)=−Nr/Ns,ωr=0⇒ωc=ωs/(1+Nr/Ns)。
对照核验提示:60齿圈:齿圈齿数 60 齿;100齿圈:只改变齿圈齿数 100 齿。按这些题设自己操作并比较行星架输出转速,不把参考情景当个人完成。
适用范围:同模数几何满足Nr=Ns+2Np;齿形为示意,不是可制造齿廓。行星轮自转与行星架公转按同一轮系约束推进。 静止初态的齿轮位置不随转速改变;播放后比较行星架运动。
Engineering LibreTexts · 静力学与工程模型(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。