Une manivelle et un curseur sont un mécanisme simple et commun utilisé pour convertir un mouvement de rotation en un mouvement linéaire alternatif, ou un 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.
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Étape 1. Choisissez les matériaux
Cet exemple utilisera du carton et du fil de fer, car à peu près n'importe qui 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 récipient.. Choisissez les matériaux en fonction de ce que vous pouvez trouver et si vous pouvez travailler avec eux facilement.
Étape 2. Créez une base
La base supporte simplement les autres pièces du mécanisme et fournit des points de pivot pour les éléments rotatifs. Dans ce modèle en carton, une grande feuille de carton découpée dans le flanc d'une boîte de céréales servira de base.
Étape 3. Découpez 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 chaque extrémité d'une courte pièce rectangulaire. Si vous souhaitez un cercle, utilisez une boussole ou tracez 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.
Étape 4. Découpez 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.
Étape 5. Découpez le curseur
Cela peut être un simple rectangle de n'importe quel matériau que vous utilisez. Si vous placez le curseur dans un tube, tel qu'un tuyau, vous préférerez peut-être un objet cylindrique, tel qu'un liège ou un morceau de cheville ou de tige. Placez un trou dans une extrémité du curseur.
Étape 6. Façonnez un moyen de retenir le curseur le long d'un chemin linéaire
Pour un modèle en carton en deux dimensions, vous pouvez utiliser des rectangles pliés et collés sur votre base. Faites en sorte que ces dispositifs de retenue soient deux fois plus longs que la manivelle, plus la longueur du curseur.
Étape 7. Préparez 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 unes contre les autres fera l'affaire.
Étape 8. Faites un trou dans votre matériau de base et créez un pivot entre le centre (ou une extrémité) de votre manivelle et la base
Étape 9. Créez un pivot entre la manivelle et l'arbre
Si vous faites un modèle en deux dimensions sur une base de bois ou de carton, placez l'arbre au-dessus de la manivelle.
Étape 10. Créez un autre pivot entre l'arbre et le curseur
Dans un modèle en deux dimensions, placez le curseur sous l'arbre.
Étape 11. Tournez la manivelle de sorte que le curseur soit dans sa position complètement rétractée
Disposez les dispositifs de retenue de chaque côté de manière à ce qu'il ait un chemin pour se déplacer et les fixer. De la colle ou même des agrafes feront l'affaire pour le papier.
Des astuces
- Utilisez une règle pour couper sur des lignes droites, en particulier pour le curseur.
- Faites des pièces assez larges, surtout si vous travaillez dans un matériau délicat comme le carton ou le balsa. Cela les empêchera de trop se plier ou de se plier au lieu de tourner.
- Étant donné 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 de la manivelle constante, la vitesse du curseur sera la plus grande au milieu de sa course et la moins élevée aux extrémités de sa course.
- Dans ce modèle, le mouvement rotatif 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 angulaire pour la faire tourner 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.
Mises en garde
- Portez des lunettes de sécurité si vous utilisez une perceuse ou un cutter.
- Si vos matériaux sont plus rigides que le carton, faites attention à ne pas vous pincer les doigts entre les pièces mobiles.
- Les métaux peuvent avoir des arêtes vives, surtout lorsqu'ils sont coupés. Faites preuve de prudence.
