Hydrauliek en pneumatiek

Een andere manier om translatie naar translatie over te brengen is met behulp van cilinders.

Is een systeem gevuld met vloeistof, dan spreek je van hydrauliek (bijv. met twee zuigers, cilinders en leidingen). Is het systeem gevuld met lucht, dan noem je het pneumatiek (bijv. bij graafmachines en bulldozers).

Het voordeel van hydrauliek is dat het sneller reageert en sterker is dan pneumatiek.

Dit komt omdat je lucht kunt samendrukken waardoor het systeem trager wordt.

Katrollen

Katrollen kun je gebruiken bij overbrengingen van translatie naar translatie.

Een vaste katrol gebruik je om de richting van een kracht te veranderen.

Met een losse katrol verander je de grootte van de kracht.

Belangrijke katrollen:

• Vaste katrol
• Losse katrol

Translatie naar translatie

In een grachtenhuis kun je een grote kast moeilijk via smalle trappen naar boven brengen. De kast kan wel door het open raam. Dit kun je het handigste doen met een katrol. Een katrol werkt als volgt: boven in de gevel zit een balk met een haak eraan. Aan de haak hang je een klein wiel (katrol) met een touw of kabel erover. Je trekt aan het ene eind van het touw (translatie). Aan het andere eind van het touw hangt de kast en die gaat omhoog (translatie). Je hebt nu een overbrenging gebruikt van translatie naar translatie.

En zo werkt een overbrenging die je gebruikt bij het remmen van je fiets: de remhendel is een hefboom. Hiermee vergroot je de remkracht. Met de remhendel trek je aan de remkabel (translatie). Via de kabel breng je de beweging over op remmen (translatie). Twee hefbomen drukken de remblokjes tegen de velg.

Belangrijke onderdelen bij translatie naar translatie:

·       Katrol

·       Touw

·       Kabel

·       Draad

Merk op dat bij een vaste katrol de kracht NIET veranderd maar alleen de richting van de kracht!

Bij losse katrollen neemt de kracht AF!

Rotatie naar translatie

Een rotatie is een draaiende beweging. Een rechtlijnige beweging is een translatie. Met een kruk en een drijfstang kun je een overbrenging maken van rotatie naar translatie en met een nokkenwiel. Ook kan dit met een rondsel en een tandheugel. Een worm is een as met aan de buitenkant een schroefdraad. Als je een as draait dan wind je het touw om de as. Je noemt zo’n as een windas. Met een windas en touw kun je iets omhoog hijsen of laten zakken.

Belangrijke omzetters:

•  Kruk
• Drijfstang
• Nokkenwiel
• Rondsel
• Tandheugel
• Wormtandwiel
• Kroontandwiel
• Windas

De windas

Door flink aan het touwtje van een tol te trekken (translatie), laat je de spintol draaien (rotatie). Als de tol draait, valt hij niet om.

Aan de windas van een slingeruurwerk hangt een gewicht. Het gewicht zakt (translatie): de windas en alle tandwielen gaan draaien (rotatie). Het anker en de slinger zorgen ervoor dat het gewicht maar heel langzaam naar beneden kan zakken. De tandwielen zorgen voor de juiste overbrengingsverhouding.

Dit zijn allebei voorbeelden van translatie naar rotatie. Dus van een rechtlijnige beweging naar een draaiende beweging.

Belangrijke overzetters:

·       Spintol

·       Gewicht aan windas

Krachten

De kracht waarmee de tandwielen ronddraaien verminder evenveel als de snelheid toeneemt. Als het ene tandwiel 3x zo snel draait als het andere, kan je het ook ook 3x zo makkelijk tegenhouden.

De krachtverhouding = tandverhouding.

Als het grote tandwiel het aandrijfwiel is dan moet er een grote kracht gebruikt worden om het in beweging te krijgen.
Als het kleine tandwiel het aandrijfwiel is dan zal de overbrenging veel makkelijker gaan!

Versnelling of vertraging

Indien het aandrijfwiel groter is dan het volgwiel dan draait het volgwiel vaker rond. Hierdoor kun je spreken over een versnelling.

Als het aandrijfwiel nu kleiner is dan het volgwiel dan spreek je over een vertraging omdat het volgwiel minder vaak ronddraait dan het aandrijfwiel.

Stel het aandrijfwiel heeft 40 tanden en het volgwiel 10, Dan is de overbrenging 1 staat tot 4. Als het aandrijfwiel 1 keer rond draait dan draait het volgwiel 4x rond.

Het kleine grijze tandwiel draait 3 keer zo snel als het drijfwiel. Omdat de grijze tandwielen aan elkaar gekoppeld zijn, draait de grote partner van het dubbeltandwiel dus óók drie keer zo snel.

Daardoor draait het groene volgwiel 3x3, dus wel negen keer zo snel!

Van de andere kant: hij draait ook met negen keer minder kracht als het drijfwiel.

• Een dubbeltandwiel zorgt ervoor dat de snelheid vermenigvuldigd wordt.

• Zoveel sneller het draait, zoveel minder kracht er geleverd wordt.

Soorten tandwielen

Je gebruikt overbrengingen om iets juist sneller of langzamer te laten draaien. Wielen zitten meestal aan een as. Bij kegel- en kroontandwielen lopen de assen niet evenwijdig.

Je hebt veel soorten tandwielen. Hiermee kun je allerlei overbrengingen maken.

Voorbeelden van tandwielen:

·       Groot tandwiel

·       Klein tandwiel

·       Wormwiel

·       Tandheugel

·       Kegeltandwiel

·       kroontandwiel

Nummer	Tandwiel benaming
1	Wormwiel
2	Klein tandwiel
3	Groot tandwiel
4	Tandheugel
5	Kegel tandwiel
6	Klein tandwiel
7	Kroon tandwiel

Draairichting en draaisnelheid

Als twee tandwielen tegen elkaar aanzitten, draait het volgwiel een andere kant uit dan het aandrijfwiel. De draairichtingen van het aandrijfwiel en het volgwiel zijn dan verschillend.

Zitten tandwielen op eenzelfde as dan is de draairichting en draaisnelheid van deze tandwielen hetzelfde.

Een overbrenging met een snaar kun je gebruiken om de draairichting hetzelfde te houden. Het aandrijfwiel en volgwiel draaien dan in dezelfde richting.

Een overbrengingsverhouding geeft aan hoe vaak het volgwiel ronddraait, als het aandrijfwiel dat één keer doet. Met overbrenging kun je de draairichting en de draaisnelheid veranderen.

Het aandrijfwiel is het oranje tandwiel links.

Het volgwiel is het groene tandwiel rechts.

De as is de staaf door het midden van het wiel. Als de tandwielen tegen elkaar aan zitten, dan draaien ze in tegenovergestelde richting.

Als het kleine wiel het grote tandwiel aanstuurt, ontstaat er veel kracht maar een langzaam tempo.

Als het grote tandwiel het kleine tandwiel aanstuurt dan krijgt het kleine wiel een hoge snelheid. Maar de kracht is klein.

Met behulp van een tussenwiel (ook wel rondsel genoemd) kan de richting weer veranderen.

Met 1 (oneven aantal) tussenwiel draaien het aandrijfwiel en volgwiel in dezelfde richting.

Met 2 (even aantal) tussenwielen draait het aandrijfwiel en volgwiel weer tegengesteld.

Een tussentandwiel draait alleen de draairichting om en verandert niets aan de overbrenging!

De verhouding in dit voorbeeld blijft 30 naar 10 dus 3x sneller!

Rotatie naar Rotatie

Hier spreekt men al snel van verschillende wielen. Namelijk:

Aandrijfwiel

Tussenwiel

Volgwiel.

Een aandrijfwiel is het wiel waarmee de beweging begint. Een volgwiel wordt door een ander wiel aangedreven.

De overbrenging start bij het aandrijfwiel (A). Door het tussenwiel (B) draait het volgwiel (C) dezelfde draairichting als het aandrijfwiel.

Directe en indirecte overbrengingen

Als je bij een overbrenging iets wilt laten draaien, gebruik je vaak snaren, riemen, kettingen en tandwielen. Overbrengingen waarbij de wielen direct tegen elkaar aanzitten, zoals bij tandwielen. Noem je directe overbrengingen.

Overbrengingen met een snaar, riem of ketting noem je indirecte overbrengingen. Een overbrenging met een snaar of riem kan slippen. Een overbrenging met tandwielen en een ketting of met alleen tandwielen kan niet slippen.

Bij een overbrenging kunnen 3 dingen gebeuren:

1. De snelheid kan veranderen
2. De draairichting kan veranderen
3. De kracht kan veranderen

Directe Overbrenging

Indirecte overbrenging

Inleiding

Overbrenging is een verzamelnaam van verschillende technieken.

Je spreekt van een overbrenging (transmissie) als er in een apparaat steeds een beweging van het ene onderdeel overgebracht wordt op het volgende.

Met overbrengingen laat je dingen draaien, maar ook heen en weer of op en neer gaan. Je spreekt dan over rotatie en translatie.

Bij Rotatie draait het wiel rond oftewel het wiel roteert.

Bij Translatie gaat de beweging op en neer.

Er zijn 4 manieren om iets over te brengen:

1. Rotatie naar rotatie

2.   Rotatie naar translatie

3.   Translatie naar rotatie

4.   Translatie naar translatie.