Indhold
- Det er lettere at beregne gearforhold end du tror
- Sådan bruges gearforholdsligningen på komplekse systemer
- Brug af gearforhold til beregning af hastighed
Gear er praktisk talt overalt. De er i biler, både i transmission og i vinduesviskere. De er i cykler, i sådanne køkkenredskaber som æggekronen og endda i ure - eller i det mindste plejede de at være. Et gear er dybest set et sæt tandhjul, der er koblet sammen for at øge eller mindske rotationshastigheden for en motor-drivaksel.
Den mængde et gearsystem kan ændre omdrejningshastighed er en funktion af de relative størrelser af tandhjulene, og det er kendt som gearforholdet. Gearforholdsformlen viser sig at være forholdsvis enkel. Du tæller dybest set antallet af tænder på det drevne hjul og deler det med antallet af tænder på driverhjulet, som er det, der er fastgjort til motoren. Det er en ligetil beregning, selv når gearsystemet består af flere mellemhjul, der kaldes tomgang.
Det er lettere at beregne gearforhold end du tror
Når du parrer to gearhjul, bestemmer deres relative størrelse, hvor hurtigt hver vil dreje. Hvis driverhjulet er mindre end det drevne hjul, vil det dreje oftere end det større. Hvis driverhjulet er større, drejer det drevne hjul hurtigere.
Du kan beregne mængden af hurtigere hastighed og bremsning, som et enkelt gearsystem producerer ved at sammenligne hjulets radier, men der er en lettere måde. Fordi begge tandhjulers tænder griber ind, skal de være af samme størrelse på begge hjul, så du kan blot sammenligne antallet af tænder på de to hjul. Det er faktisk sådan, du beregner gearforholdet. Du tæller antallet af tænder på både førerhjulet og på det drevne hjul og udtrykker disse tal som et forhold eller en brøkdel.
Hvis førerhjulet for eksempel har 20 tænder, og det drevne hjul har 40, beregnes gearforholdet som 40/20, hvilket forenkles til 2/1 eller 2: 1. (Tandtællingen på det drevne hjul går altid oven på brøkdelen eller først i forholdet). Dette fortæller dig, at driverhjulet for hver rotation af det drevne hjul foretager to rotationer. Tilsvarende fortæller et forhold på 1/2, at det drevne hjul roterer to gange for hver rotation af førerhjulet - med andre ord, det drevne hjul roterer hurtigere end motorakslen.
Sådan bruges gearforholdsligningen på komplekse systemer
Mange gearsystemer indeholder et eller flere tomhjul, som ofte er der for at sikre, at førerhjulet og det drevne hjul drejer i samme retning eller for at ændre rotationsplanet. Du kan anvende gearforholdsformlen på hvert hjulpar i gearsystemet i rækkefølge for at nå frem til et endeligt gearforhold for systemet, men du behøver ikke gøre det. Hvis du gør det, finder du ud af, at produktet med alle gearforhold er det samme som forholdet mellem driverhjulet og det drevne hjul.
Med andre ord er driverhjulet og det drevne hjul de to, der betyder noget. Uanset hvor mange tomgangskøretøjer der er i systemet, er det endelige gearforhold forholdet mellem førerhjulet og det drevne hjul. Dette gælder for alle typer tandhjul, herunder tandhjul, skrå tandhjul og ormhjul.
Brug af gearforhold til beregning af hastighed
Hvis du kender førerhjulets omdrejningshastighed, som normalt måles i omdrejninger pr. Minut (omdr./min.), Fortæller gearforholdet hastigheden på det drevne hjul. Overvej for eksempel et system med et gearforhold på 3: 1, hvilket betyder, at driverhjulet drejer tre gange så hurtigt som det drevne hjul. Hvis førerhjulets hastighed er 300 o / min, er hastigheden på det drevne hjul 100 o / min.
Generelt kan du beregne rotationshastighed ved hjælp af følgende gearforholdsligning:
S1 • T1 = S2 • T2, hvor
S1 er hastigheden på førerhjulet og T1 er antallet af tænder på det hjul.
S2 og T2 er hastigheden og tandtællingen på det drevne hjul.
Hvis du designer et gearsystem, finder du et gearkortskema praktisk. Du kan finde omdrejningstallet for motoren i specifikationerne og bruge skemaet til at designe et gearsystem, der producerer uanset omdrejningshastighed i det drevne hjul, du har brug for.