Sa mechanical engineering, ang gear ratio ay isang direktang pagsukat ng bilis ng pag-ikot ng dalawa o higit pang mga gears na nakikipagkumpitensya. Bilang isang pangkalahatang panuntunan kapag nakikipag-usap sa dalawang gears, kung ang drive gear (ang gear na tumatanggap ng rotary force na direkta mula sa engine, motor, atbp.) Ay mas malaki kaysa sa driven gear, mas mabilis na paikutin ang driven driven at kabaligtaran. Maaari naming isulat ang pangunahing konsepto na ito sa isang pormula Ratio ng gear = T2 / T1, Ang T1 ay ang bilang ng mga ngipin sa unang gear at ang T2 ay ang bilang ng mga ngipin sa pangalawang gear.
Hakbang
Paraan 1 ng 2: Kinakalkula ang Ratio ng Gear sa Gear Circuit
Dalawang Gears
Hakbang 1. Magsimula sa isang two-gear set
Upang matukoy ang gear ratio, dapat kang magkaroon ng hindi bababa sa dalawang mga gears na magkakabit. Ang dalawang magkakaugnay na gear na ito ay tinatawag na "gear set". Pangkalahatan, ang unang gear ay isang "drive gear" na naka-mount sa shaft ng motor at ang pangalawang gear ay isang "driven gear" na naka-mount sa load shaft. Ang isang bilang ng mga gears ay maaari ding naroroon sa pagitan upang maglipat ng kuryente mula sa drive gear papunta sa driven gear. Ang mga gear na ito ay tinatawag na "no-load gears".
Ngayon tingnan natin ang isang gear set na mayroon lamang dalawang gears dito. Upang makalkula ang gear ratio, ang dalawang mga gears na ito ay dapat makipag-ugnay sa bawat isa. Sa madaling salita, ang mga ngipin ay dapat mesh at dapat paikutin ng isa ang isa. Halimbawa, ipagpalagay na mayroon kang isang maliit na drive gear (gear 1) na umiikot ng isang mas malaking driven na gear (gear 2)
Hakbang 2. Bilangin ang bilang ng mga ngipin sa drive gear
Ang isang paraan upang makalkula ang ratio ng gear sa pagitan ng dalawang magkakabit na gears ay upang ihambing ang bilang ng mga ngipin (maliit na tulad ng ngipin na mga bugbog sa gilid ng gulong) mayroon sila. Magsimula sa pamamagitan ng pagbibilang ng kung gaano karaming mga ngipin ang nasa drive gear. Magagawa mo ito sa pamamagitan ng pagkalkula nang manu-mano o kung minsan sa pamamagitan ng pagtingin sa impormasyong nakalimbag sa drive gear.
Halimbawa, ipagpalagay na mayroon ang mas maliit na drive gear sa system 20 ngipin.
Hakbang 3. Bilangin ang bilang ng mga ngipin sa driven gear
Susunod, bilangin kung gaano karaming mga ngipin ang nasa hinimok na gear tulad ng ginawa mo dati para sa drive gear.
Halimbawa, ipagpalagay na mayroon ang driven gear 30 ngipin.
Hakbang 4. Hatiin ang bilang ng mga ngipin sa bawat isa
Ngayong alam mo kung gaano karaming mga ngipin ang bawat gear, maaari mong kalkulahin ang mga ratio ng gear nang madali. Hatiin ang mga ngipin sa hinimok na gamit ng mga ngipin sa drive gear. Maaari mong isulat ang sagot sa decimal, praksyonal, o form ng ratio (tulad ng x: y) depende sa iyong takdang-aralin.
- Sa halimbawa sa itaas, ang paghahati ng 30 ngipin sa hinimok na gamit ng 20 ngipin sa drive gear ay nagbibigay sa 30/20 = 1, 5. Maaari din nating isulat ito sa 3/2 o 1, 5: 1.
- Ang kahulugan ng ratio ng gear na ito ay ang mas maliit na gear ng drive upang dapat paikutin ang isa at kalahating beses para sa mas malaking driven na gear upang makagawa ng isang kumpletong rebolusyon. Dahil ang gear na hinimok ay mas malaki, ang hinimok na gear ay paikutin nang mas mabagal.
Higit sa Dalawang Gears
Hakbang 1. Magsimula sa isang hanay ng gear na mayroong higit sa dalawang mga gears
Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang isang "gear set" ay maaaring binubuo ng isang mahabang serye ng mga gears, hindi lamang isang drive gear at isang driven gear. Sa kasong ito, ang unang gear ay nananatiling gear sa pagmamaneho, ang huling gear ay nananatili ang driven na gear, at ang gitnang gear ay naging "no-load gear". Ang mga hindi na -load na gear na ito ay madalas na ginagamit upang baguhin ang direksyon ng pag-ikot o upang ikonekta ang dalawang mga gears kapag ang pagsasaayos ng direktang gear ay magiging mabigat o hindi magagamit.
Halimbawa, ipagpalagay na ang two-gear circuit na inilarawan sa itaas ay hinihimok ngayon ng isang gear na may pitong maliliit na ngipin. Sa kasong ito, ang lansungan na mayroong 30 nakapirming ngipin ay naging driven gear at ang gear na mayroong 20 ngipin (na dating drive) ay ngayon ang hindi nakarga na gear
Hakbang 2. Hatiin ang bilang ng mga ngipin ng drive gear at ng driven gear
Ang mahalagang bagay na dapat tandaan kapag nakikipag-usap sa mga hanay ng gear na mayroong higit sa dalawang mga gears ay ang drive gear at ang driven gear (karaniwang ang una at huling gear) ang mahalaga. Sa madaling salita, ang mga gear na walang karga ay hindi nakakaapekto sa ratio ng gear ng buong hanay na lahat. Kapag natukoy mo na ang drive gear at driven gear, maaari mong kalkulahin ang mga ratio ng gear na katulad ng dati.
Sa halimbawa sa itaas, makakalkula namin ang ratio ng gear sa pamamagitan ng paghati sa tatlumpung ngipin ng hinihimok na gear ng pitong ngipin ng bagong drive gear. 30/7 = tinatayang 4, 3 (o 4, 3: 1). Nangangahulugan ito na ang gear ng drive ay dapat na paikutin tungkol sa 4.3 beses para sa mas malaki na hinimok na gear upang paikutin nang isang beses.
Hakbang 3. Kung kinakailangan, kalkulahin ang ratio ng gear para sa gitnang gear
Maaari mong kalkulahin ang mga ratio ng gear na nagsasangkot din ng mga hindi na-upload na gear, at baka gusto mong gawin iyon sa ilang mga sitwasyon. Sa kasong ito, magsimula sa drive gear at gumana hanggang sa load gear. Tratuhin ang nakaraang gear tulad ng isang drive gear hanggang sa susunod na gear. Hatiin ang bilang ng mga ngipin sa bawat gear na "driven" sa pamamagitan ng bilang ng mga ngipin sa gear na "drive" para sa bawat hanay ng mga magkakabit na gear upang makalkula ang ratio ng gear center.
- Sa halimbawa sa itaas, ang center gear ratio ay 20/7 = 2, 9 at 30/20 = 1, 5. Dapat pansinin na ang mga ratios na ito ay hindi pareho ng ratio ng gear para sa buong hanay, na 4.3.
- Gayunpaman, dapat ding pansinin na (20/7) × (30/20) = 4, 3. Sa pangkalahatan, ang mga ratio ng mga gitnang gears ng gear set ay dapat na paramihin upang pantay ang ratio ng lahat ng mga gears.
Paraan 2 ng 2: Paggawa ng Kalkulasyon sa Ratio / Bilis
Hakbang 1. Kalkulahin ang bilis ng pag-ikot ng drive gear
Gamit ang konsepto ng mga ratio ng gear, madaling matukoy kung gaano kabilis ang umiikot na gear na umiikot batay sa bilis ng "input" ng drive gear. Para sa mga nagsisimula, kalkulahin ang bilis ng pag-ikot ng gear ng drive. Sa maraming mga kalkulasyon ng gear, nagreresulta ito sa mga rebolusyon bawat minuto (rpm), kahit na maaari ding magamit ang iba pang mga yunit ng bilis.
Halimbawa Sa impormasyong ito, makakalkula namin ang bilis ng hinimok na gamit sa mga sumusunod na hakbang
Hakbang 2. I-plug ang impormasyong ito sa formula S1 × T1 = S2 × T2
Sa pormulang ito, ang S1 ay tumutukoy sa bilis ng pag-ikot ng drive gear, ang T1 ay tumutukoy sa mga ngipin ng drive gear, at ang S2 at T2 ay tumutukoy sa bilis at ngipin ng hinihimok na gear. Punan ang mga variable na ito hanggang sa mayroon ka lamang isang variable na natitira.
- Kadalasan sa mga katanungang tulad nito mahahanap mo ang lakas ng S2, kahit na posible na makahanap ng iba pang mga variable. Sa halimbawa sa itaas, paglalagay ng impormasyon na mayroon kami, makukuha namin ang:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
Hakbang 3. Tapusin
Ang pagkalkula ng natitirang mga variable ay isang pangunahing problema lamang sa matematika. Pasimplehin ang natitirang mga equation at ihiwalay ang variable sa isang bahagi ng pag-sign ng equation at makukuha mo ang sagot. Huwag kalimutang isulat ito sa tamang mga yunit. Maaari kang mawalan ng halaga mula sa takdang aralin dahil dito.
- Sa halimbawa sa itaas, malulutas natin ito sa pamamagitan ng:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 rpm = S2
- Sa madaling salita, kung ang drive gear ay umiikot sa bilis na 130 rpm, ang driven gear ay paikutin sa bilis na 30.33 rpm. Dahil ang hinimok na gear ay mas malaki, ang hinimok na gear ay paikutin nang mas mabagal.
Mga Tip
- Upang makita kung paano nalalapat ang prinsipyo ng gear ratio, subukang sumakay ng iyong bisikleta. Tandaan na ang pinakamadaling paraan upang umakyat ay kapag mayroon kang isang maliit na gear sa harap at isang malaking gear sa likuran. Mas madaling i-on ang mas maliit na gamit gamit ang lakas ng mga pedal, ngunit tumatagal ng maraming mga liko para sa likuran ng gulong upang lumipat kumpara sa pag-setup ng gear na gagamitin mo para sa mga patag na ibabaw. Pinapabagal nito ang iyong paggalaw.
- Ang isang na-downgrade na system (kapag ang load ng RPM ay mas mababa kaysa sa motor RPM) ay mangangailangan ng isang motor na naghahatid ng pinakamainam na lakas sa mas mataas na bilis ng pag-ikot.
- Ang lakas na kinakailangan upang himukin ang pagkarga ay nakataas o ibinababa mula sa motor sa pamamagitan ng mga ratio ng gear. Ang motor na ito ay dapat na baguhin ang laki upang maibigay ang lakas na kinakailangan ng pag-load pagkatapos makalkula ang gear ratio. Ang isang nakataas na system (kapag ang load ng RPM ay mas malaki kaysa sa motor RPM) ay mangangailangan ng isang motor na naghahatid ng pinakamainam na lakas sa mas mababang bilis ng pag-ikot.
