Aumentando a velocidade de um robô - relações entre engrenagens

Durante uma competição, a velocidade de um robô é um fator determinante para se cumprir todas as missões. Uma maneira simples de aumentar a velocidade de um robô consiste na utilização de transmissão de potência de um motor através de engrenagens ou polias.

As engrenagens são rodas dentadas que se encaixam, transferindo movimento da engrenagem ligada ao motor (denominada pinhão) para uma engrenagem ligada a outro eixo (denominada coroa).

Engrenagens do mesmo tamanho irão girar com a mesma velocidade (o tamanho das engrenagens utilizadas nas aulas é referenciado pelo número de dentes), mas engrenagens de tamanhos diferentes irão girar com velocidades distintas. É exatamente essa a relação que pode ser utilizada para aumentar a velocidade de um robô: engrenagens de tamanhos diferentes irão girar com diferentes velocidades.

Ao conectar duas engrenagens entre si, consideremos a situação: para que a engrenagem maior complete um giro, a engrenagem menor deve girar mais que uma vez. Em outras palavras, ao serem conectadas, uma engrenagem menor irá girar com maior velocidade que a outra engrenagem, de tamanho maior.

Essa relação de velocidade pode ser determinada pelos números de dentes das duas engrenagens. Exemplo: uma engrenagem de 8 dentes irá girar três vezes mais que uma engrenagem de 24 dentes, porque a maior tem três vezes mais dentes que a menor.

Então, para aumentar a velocidade de um robô, deve-se estabelecer uma relação na qual o pinhão tenha maior tamanho que a coroa.

Abaixo está um exemplo, divulgado na internet:

Observações importantes:

• ao conectar duas engrenagens, a coroa gira com sentido inverso ao sentido de rotação do pinhão.

• ao aumentar a velocidade, o robô tem sua força reduzida (e vice-versa). É importante efetuar um estudo antecipado sobre as missões para determinar qual a relação força x velocidade ideal para o desafio.

Fica agora uma pergunta a título de desafio (respondam nos comentários):

Considerando um pinhão de 40 dentes conectado a uma coroa de 8 dentes e uma terceira engrenagem de 40 dentes conectada à coroa, qual a velocidade da terceira engrenagem em relação ao pinhão?