Comment construire un mécanisme à manivelle et curseur?
Dans ce modèle, le mouvement de rotation de la manivelle entraîne le curseur, mais il est également possible que le curseur entraîne la manivelle.
Une manivelle et un curseur sont un mécanisme simple et courant utilisé pour convertir un mouvement de rotation en mouvement linéaire alternatif, ou mouvement qui va et vient le long d'une ligne droite. Des exemples familiers sont le piston et le vilebrequin d'une locomotive ou d'un moteur de voiture. Un modèle simple et fonctionnel peut être construit à partir de matériaux ménagers, de bois ou de métal.
- 1Choisissez des matériaux. Cet exemple utilisera du carton et du fil, car à peu près tout le monde peut facilement les obtenir et les couper, mais un modèle plus robuste ou plus attrayant pourrait utiliser du bois de balsa, des bâtons de popsicle, du bois, de la mousse artisanale rigide, du métal ou des matériaux trouvés tels qu'un couvercle de conteneur. Choisissez les matériaux en fonction de ce que vous pouvez trouver et si vous pouvez les utiliser facilement.
- 2Créez une base. La base supporte simplement les autres parties du mécanisme et fournit des points de pivotement pour les éléments rotatifs. Dans ce modèle en carton, une grande feuille de carton découpée sur le côté d'une boîte de céréales servira de base.
- 3Découpez la manivelle. La manivelle a besoin de deux points de pivot. Ils peuvent être sur une découpe circulaire comme illustré ici, ou ils peuvent être à l'une ou l'autre extrémité d'une courte pièce rectangulaire. Si vous souhaitez un cercle, utilisez une boussole ou une trace autour d'un objet circulaire de taille appropriée, comme une canette ou un verre. Faites un trou au centre de la manivelle et faites-en un autre près du bord du cercle. Pour une manivelle linéaire, faites des trous près de chaque extrémité. Ne faites pas de trous trop près du bord.
- 4Découpez l'arbre. Faites-le environ deux fois plus long que la distance entre les deux trous. Faites des trous près de chaque extrémité de l'arbre.
À quoi sert la corde dans un mécanisme à manivelle et à glissière? - 5Découpez le curseur. Cela peut être un simple rectangle de n'importe quel matériau que vous utilisez. Si vous placez le curseur dans un tube, comme un tuyau, vous préférerez peut-être un objet cylindrique, comme un bouchon de liège ou un morceau de cheville ou de tige. Placez un trou à une extrémité du curseur.
- 6Créez un moyen de retenir le curseur le long d'une trajectoire linéaire. Pour un modèle en carton bidimensionnel, vous pouvez utiliser des rectangles pliés et collés à votre base. Faites ces dispositifs de retenue deux fois plus longs que la manivelle, plus la longueur du curseur.
- 7Préparez les pivots. Ce modèle utilise du fil de fer et des boutons, mais tout assemblage qui s'adaptera librement à travers les trous et maintiendra les pièces ensemble tout en leur permettant de tourner les uns contre les autres fera l'affaire.
- 8Faites un trou dans votre matériau de base et créez un pivot entre le centre (ou une extrémité) de votre manivelle et la base.
- 9Créez un pivot entre la manivelle et l'arbre. Si vous créez un modèle bidimensionnel sur une base en bois ou en carton, placez l'arbre sur le dessus de la manivelle.
- 10Créez un autre pivot entre l'arbre et le curseur. Dans un modèle bidimensionnel, placez le curseur sous l'arbre.
- 11Faites tourner la manivelle de manière à ce que le curseur soit dans sa position complètement rétractée. Disposez les dispositifs de retenue de chaque côté de celui-ci de manière à ce qu'il ait un chemin pour se déplacer et fixez-les. De la colle ou même des agrafes feront l'affaire pour le papier.
Parce que l'extrémité de la manivelle suit une trajectoire circulaire, le mouvement du curseur suivra un modèle sinusoïdal.
- Utilisez une règle pour couper sur des lignes droites, en particulier pour le curseur.
- Rendez les pièces assez larges, surtout si vous travaillez dans un matériau délicat comme le carton ou le bois de balsa. Cela les empêchera de trop se plier ou de se plier au lieu de tourner.
- Parce que l'extrémité de la manivelle suit une trajectoire circulaire, le mouvement du curseur suivra un modèle sinusoïdal. En d'autres termes, l'emplacement du curseur suit le sinus de l'angle de la manivelle. Cela signifie également que pour une vitesse de rotation constante de la manivelle, la vitesse du coulisseau sera la plus grande au milieu de sa course et au moins aux extrémités de sa course.
- Dans ce modèle, le mouvement de rotation de la manivelle entraîne le curseur, mais il est également possible que le curseur entraîne la manivelle. Pour que cela soit efficace, la manivelle doit avoir un peu de moment cinétique pour la maintenir en rotation aux extrémités de la course du curseur. Si vous poussez le curseur d'avant en arrière dans ce modèle, vous devrez peut-être pousser la manivelle pour qu'elle dépasse le centre de sa course.
- Portez des lunettes de sécurité si vous utilisez une perceuse ou un cutter.
- Si vos matériaux sont plus rigides que le carton, veillez à ne pas vous pincer les doigts entre les pièces mobiles.
- Les métaux peuvent avoir des arêtes vives, en particulier lorsqu'ils sont coupés. Faites preuve de prudence.
- Matériaux de votre choix: bois, métal, carton rigide, mousse artisanale ou objets trouvés.
- Un moyen de percer des trous dans ces matériaux.
- Un moyen de fixation des matériaux en pivot: fil, clous, vis, etc.
- Retenues pour le curseur: blocs ou murs pliés et fixes.
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Questions et réponses
- De quel pivot parle-t-il?Un pivot de curseur.
- À quoi sert la corde dans un mécanisme à manivelle et à glissière?L'utilisation de la corde pour tirer le curseur, donc il tire autre chose en tournant la manivelle.
