KNEX Education GONZO FOR GEARS User manual

S
SCIENCE
LA SCIENCE
T
TECHNOLOGY
TECHNOLOGIE
E
ENGINEERING
INGÉNIERIE
M
MATH
MATHÉMATIQUES
79434
Ages
8-13
GONZO FOR GEARS
Building Set
GONZO POUR
ENGRENAGES
Jeu de construction
Gear Ratios, Gear
Systems, Mechanical
Advantage & more
Rapports d’engrenages,
systèmes d'engrenages,
avantage mécanique
et plus
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Education®

WARNING: CHOKING HAZARD – Small Parts. Not for
children under 3 years.
ATTENTION : RISQUE D’ÉTOUFFEMENT – Pièces de petite taille.
Ne convient pas aux enfants de moins de 3 ans.
ACHTUNG: ERSTICKUNGSGEFAHR – Kleinteile. Nicht geeignet
für Kinder unter 3 Jahren.
WAARSCHUWING: VERSTIKKINGSGEVAAR – Kleine
onderdelen. Niet geschikt voor kinderen jonger dan 3 jaar.
(EN) Make sure the 2
gears mesh.
(FR) Surveille
l’engrènement.
(DE) Sicherstellen, dass
die 2 Zahnräder
verzahnen.
(NL) Zorg ervoor dat
de 2 tandwielen
aangrijpen.
Crank Fan
Ventilateur
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© 2018 Basic Fun, Inc. and its licensors. All rights reserved.
©2018 Basic Fun, Inc. et ses concédants de licence. Tous droits réservés.
©2018 Basic Fun, Inc. und deren Lizenzgeber. Alle Rechte vorbehalten.
©2018 Basic Fun, Inc. en haar licentiegevers. Alle rechten voorbehouden.
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(EN) Change the speed of the fan’s spinning blades by
changing the gear ratio. Try Steps 9 and 10.
(FR) Quand vous changez la grandeur des parties vous
changez la vitesse des lames de fan. Suivez des
instructions 9 et 10.
(DE) Ändern Sie die Geschwindigkeit der Rotorblätter des
Lüfters indem Sie die Getriebeübersetzung ändern.
Versuchen Sie die Schritte 9 und 10.
(NL) Verander de snelheid van de ventilator de draaiende
messen door het veranderen van deversnelling.
Probeert u stap 9 en 10.
(EN) What happens when the big gear
drives the small gear?
(FR) Quels changements quand le grand
matériel conduit le petit matériel ?
(DE) Was passiert, wenn das große
Zahnrad das kleine Zahnrad
antreibt?
(NL) Wat gebeurt er als de grote
versnelling drijft het kleine tandwiel?
(EN) What happens when the small gear
drives the big gear?
(FR) Quels changements quand le petit
matériel conduit le grand matériel ?
(DE) Was passiert, wenn das kleine
Zahnrad das große Zahnrad
antreibt?
(NL) Wat gebeurt er als de kleine
versnelling drijft het grote tandwiel?
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1 3
-
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9 10
A crank fan uses a spur gear system to spin
the blades around and make a breeze.
The faster the fan turns, the stronger the
breeze. Using a big gear to turn a small
gear makes it very easy to turn the blades
quickly. For one full turn of the big gear,
the small gear spins around many times.
How many times it spins depends on the
number of teeth both gears have (gear
ratio). The spur gears turn the blades much
faster than if you turned the blades directly
with a crank.
Un ventilateur à manivelle utilise un
système d’engrenages à roues droites pour
faire tourner les pales et créer un courant
d’air. Plus le ventilateur tourne vite, plus
le courant d’air est fort. Si l’on utilise un
grand engrenage pour faire tourner un petit
engrenage, il est très facile de faire tourner
rapidement les pales. A chaque fois que
le grand engrenage fait un tour complet,
le petit engrenage fait de nombreux tours
complets. Le nombre de tours dépend
du nombre de dents de chacun des deux
engrenages. Les engrenages à roues
droites font tourner les pales beaucoup
plus vite que si vous les faisiez tourner
directement avec une manivelle.
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Crank Fan Activity
(EN) English
1. Can you locate and identify the gears?
Watch the gear mechanism in operation as
your turn the crank. Which gear do you think
is the driver gear? Which is the driven gear?
Now that you have built the Crank Fan,
let’s explore your model!
2. This arrangement is called a Spur Gear
System. In this arrangement, the gears fit
together, or mesh, along the same line or
in the same plane. The Spur Gear System
in your crank fan is producing rotational
motion, because it is being used to turn
the fan blades.
(b) Mark the two gear wheels with either a dot sticker or with a
pencil mark. The marks should be made at the point where
the two gears mesh. Now turn the crank one slow turn. What
do you notice?
(c) Could there be a relationship between the size of the gears
and your findings to (b)?
4. (a) What do you think will happen if you use:
(i) a large gear wheel to drive a small gear wheel.
(ii) a small gear wheel to drive a large gear wheel.
5. Discover if your predictions were correct by rebuilding your
models with two gears that are dierent in size using these
images from page 3.
3. Attach a small piece of masking tape to the edge of one fan
blade and select a reference point so you can keep track of
the fan blade as it rotates.
(a) Turn the crank to make one rotation. Continue turning the
crank but vary the speed at which it is turned. How can you
make the fan turn faster/slower?
4

79434
Activité du ventilateur de manivelle
(FR) Français
1. Pouvez-vous localiser et identifier les
engrenages ? Regardez le mécanisme
d’engrenage en fonctionnement lorsque
vous tournez la manivelle. À votre avis,
quel est l’engrenage du pilote? Quel est
l’engrenage entraîné ?
Maintenant que vous avez construit le
ventilateur de manivelle, explorons votre
modèle !
2. Cet arrangement est appelé un système à
engrenage droit. Dans cet agencement, les
engrenages s’emboîtent, ou s’engrènent, le
long d’une même ligne ou dans le même
plan. Le système à engrenage cylindrique
de votre ventilateur à manivelle produit un
mouvement de rotation, car il est utilisé pour
faire tourner les pales du ventilateur.
3. Fixez un petit morceau de ruban de masquage sur le bord
d’une pale de ventilateur et sélectionnez un point de
référence pour pouvoir suivre la lame du ventilateur pendant
sa rotation.
(a) Tournez la manivelle pour faire une rotation. Continuez
à tourner la manivelle mais changez la vitesse à laquelle
elle est tournée. Comment pouvez-vous faire tourner le
ventilateur plus vite / plus lentement ?
(b) Marquez les deux roues dentées avec un autocollant de
point ou avec une marque de crayon. Les marques doivent
être faites au point où les deux engrenages engrènent.
Tournez maintenant la manivelle d’un tour lent. Que
remarquez-vous ?
(c) Peut-il y avoir une relation entre la taille des engins et vos
résultats à (b) ?
4. (a) Que pensez-vous qu’il se passera si vous utilisez :
(i) une grande roue dentée pour entraîner une petite roue
dentée
(ii) une petite roue dentée pour entraîner une grande roue
dentée
5. Découvrez si vos prévisions étaient correctes en
reconstruisant vos modèles avec deux vitesses diérentes
en utilisant ces images de la page 3.
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droits réservés.
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vorbehalten.
©2018 Basic Fun, Inc. en haar licentiegevers. Alle rechten
voorbehouden.
Car Window
Fenêtre de Portière de
Voiture
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-
1 4
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5
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A car window opens and closes thanks to
a spur gear system inside the door.
The handle is attached to a small gear.
This gear turns other gears inside the door
that move an arm holding the window.
The spur gears lie in the same plane but
turn in opposite directions. Since they are
also different sizes, they turn at different
speeds. The window moves slower than
you turn the handle because the small
gear connected to the handle turns a
larger gear. It is much easier to turn the
handle than to pull the window up or push
it down.
La fenêtre d’une portière de voiture
s’ouvre et se ferme grâce à un système
d’engrenages à roues droites à l’intérieur
de la porte. La poignée est connectée à
un petit engrenage. Cet engrenage fait
tourner d’autres engrenages qui agissent
sur un bras contrôlant la vitre de la
fenêtre. Les engrenages droits reposent
sur le même plan mais tournent dans
le sens contraire. Étant donné que leurs
tailles ne sont pas les mêmes, ils tournent
à des vitesses différentes. La fenêtre
s’ouvre ou se ferme à un rythme plus lent
que celui auquel vous tournez la poignée
parce que l’un des deux engrenages est
nettement plus grand que l’autre. Il est
beaucoup plus facile de tourner la poignée
que de soulever ou d’abaisser directement
la vitre.
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(EN) Make sure the gears
mesh together .
(FR)
Assurez-vous que
des engrenages
s’engrènent
correctement .
(DE)
Vergewissere dich,
dass die Zahnräder
ineinander greifen .
(NL)
Verzeker je ervan
dat de tandwielen in
mekaar passen.
(EN) Do not over wind the car window.
(FR) Ne pas trop remonter la fenêtre de la voiture.
(DE) Überdrehen Sie das Autofenster nicht.
(NL) Niet teveel wind de auto ruit.
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When you built the crank fan, the spur gear system was producing
ROTATIONAL MOTION. Now let’s discover how a spur gear system
can produce LINEAR MOTION.
Now that you have built the Car Window,
let’s explore your model!
79434
Car Window Activity
(EN) English
1. Explore your model by
turning the crank and
record your observations
to the questions below in
a notebook or on a piece
of paper.
2. How does the mechanism
work?
3. Which parts move?
4. What type of movement is applied to the blue crank?
This is called the input movement.
5. Describe the movement of the window. This is the output
movement.
6. How is the output movement dierent from the input
movement?
7. Identify the driver gear and driven gear. Why is a small gear
wheel used as the driver to turn a large driven gear?
8. How can you control the speed of the output movement?
9. Why does the crank turn many times but the window only rises
slowly?
SIMPLE MACHINES – like gears – make work easier by multiplying
the force applied or increasing the distance (speed) the
resistance moves. Force and distance cannot both be increased
at the same time. You should have just observed that the driven
gear is moving more slowly than the driver gear, therefore speed
is lost and force is multiplied, making it easier to lift the window!
8

Lorsque vous avez construit le ventilateur à manivelle, le système
d’engrenage droit produisait un MOUVEMENT DE ROTATION.
Voyons maintenant comment un système de pignon droit peut
produire un MOUVEMENT LINÉAIRE.
Maintenant que vous avez construit la fenêtre
de la voiture, explorons votre modèle !
Activité de la fenêtre de voiture
(FR) Français 79434
1. Explorez votre modèle
en tournant la manivelle
et enregistrez vos
observations aux
questions ci-dessous
dans un cahier ou sur
une feuille de papier.
2. Comment fonctionne le
mécanisme ?
3. Quelles parties bougent ?
4. Quel type de mouvement est appliqué à la manivelle
bleue ? C’est ce qu’on appelle le mouvement d’entrée.
5. Décrivez le mouvement de la fenêtre. C’est le mouvement de
sortie.
6. En quoi le mouvement de sortie est-il diérent du mouvement
d’entrée ?
7. Identifiez l’engrenage du pilote et l’engrenage mené. Pourquoi
une petite roue dentée est-elle utilisée comme moteur pour
faire tourner un grand engrenage mené ?
8. Comment pouvez-vous contrôler la vitesse du mouvement de
sortie ?
9. Pourquoi la manivelle tourne-t-elle plusieurs fois mais la
fenêtre ne se lève que lentement ?
LES MACHINES SIMPLES - comme les engrenages - facilitent
le travail en multipliant la force appliquée ou en augmentant la
distance (vitesse) de la résistance. La force et la distance ne
peuvent pas être augmentées en même temps. Vous auriez juste
dû observer que l’engrenage entraîné se déplace plus lentement
que l’engrenage du pilote, donc la vitesse est perdue et la force
est multipliée, ce qui facilite le levage de la fenêtre !
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Blender
Mixeur
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(EN) Make sure the 2
gears mesh.
(FR) Surveille
l’engrènement.
(DE) Sicherstellen, dass
die 2 Zahnräder
verzahnen.
(NL) Zorg ervoor dat
de 2 tandwielen
aangrijpen.
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