Sa mechanical engineering, ang isang gear ratio ay isang direktang sukat ng ratio ng mga bilis ng pag-ikot ng dalawa o higit pang mga gear na magkakabit. Bilang isang pangkalahatang panuntunan, kapag nakikipag-usap sa dalawang mga gears, kung ang drive gear (ang isang direktang pagtanggap ng puwersa ng pag-ikot mula sa engine, motor, atbp.) Ay mas malaki kaysa sa hinimok na gear, ang huli ay mas mabilis na babalik, at kabaliktaran. Maaari naming ipahayag ang pangunahing konseptong ito sa pormula Ratio ng gear = T2 / T1, kung saan ang T1 ay ang bilang ng mga ngipin sa unang gamit at ang T2 ay ang bilang ng mga ngipin sa pangalawa.
Mga hakbang
Paraan 1 ng 2: Paghahanap ng Gear Ratio ng isang Gear Train
Dalawang Gears
Hakbang 1. Magsimula sa isang two-gear train
Upang matukoy ang isang ratio ng gear, dapat kang magkaroon ng hindi bababa sa dalawang mga gears na nakikibahagi sa bawat isa - ito ay tinatawag na "gear train." Karaniwan, ang unang gear ay isang "drive gear" na nakakabit sa shaft ng motor at ang pangalawa ay isang "driven gear" na nakakabit sa load shaft. Maaari ding magkaroon ng anumang bilang ng mga gears sa pagitan ng dalawang ito upang makapagpadala ng lakas mula sa drive gear hanggang sa driven gear: tinatawag itong "idler gears."
Sa ngayon, tingnan natin ang isang gear train na may dalawang gear lamang dito. Upang makahanap ng isang ratio ng gear, ang mga gears na ito ay kailangang makipag-ugnay sa bawat isa - sa madaling salita, ang kanilang mga ngipin ay kailangang ma-meshed at ang isa ay dapat na lumiko sa isa pa. Halimbawa ng mga layunin, sabihin natin na mayroon kang isang maliit na drive gear (gear 1) na pinapalabas ang isang mas malaking driven na gear (gear 2)
Hakbang 2. Bilangin ang bilang ng mga ngipin sa drive gear
Ang isang simpleng paraan upang mahanap ang ratio ng gear sa pagitan ng dalawang magkakabit na gears ay upang ihambing ang bilang ng mga ngipin (ang maliit na tulad ng peg na protrusions sa gilid ng gulong) na mayroon silang pareho. Magsimula sa pamamagitan ng pagtukoy kung gaano karaming mga ngipin ang nasa drive gear. Maaari mo itong gawin sa pamamagitan ng pagbibilang nang manu-mano o, kung minsan, sa pamamagitan ng pag-check para sa impormasyong ito na may label mismo sa gear.
-
Halimbawa ng mga layunin, sabihin natin na ang mas maliit na drive gear sa aming system ay mayroon 20 ngipin.
Hakbang 3. Bilangin ang bilang ng mga ngipin sa driven gear
Susunod, tukuyin kung gaano karaming mga ngipin ang nasa hinimok na gear nang eksakto tulad ng ginawa mo dati para sa drive gear.
-
Sabihin nating iyan, sa aming halimbawa, ang hinihimok na gamit ay mayroon 30 ngipin.
Hakbang 4. Hatiin ang isang bilang ng ngipin sa isa pa
Ngayon na alam mo kung gaano karaming mga ngipin ang nasa bawat gear, maaari mong makita ang gear ratio nang medyo simple. Hatiin ang mga hinihimok na ngipin na gear sa pamamagitan ng mga ngipin ng drive gear. Nakasalalay sa iyong takdang-aralin, maaari mong isulat ang iyong sagot bilang isang decimal, isang maliit na bahagi, o sa form na ratio (ibig sabihin, x: y).
- Sa aming halimbawa, ang paghati sa 30 ngipin ng hinimok na gamit ng 20 ngipin ng gear ng drive ay makakakuha sa amin ng 30/20 = 1.5. Maaari din nating isulat ito bilang 3/2 o 1.5: 1, atbp.
- Ano ang ibig sabihin ng ratio ng gear na ito na ang mas maliit na gear ng driver ay dapat na lumiko isa at kalahating beses upang makuha ang mas malaking gear na hinimok upang makagawa ng isang kumpletong pagliko. Ito ay may katuturan - dahil ang hinimok na gear ay mas malaki, ito ay magiging mas mabagal.
Higit sa Dalawang Gears
Hakbang 1. Magsimula sa isang gear train na higit sa dalawang mga gears
Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, ang isang "gear train" ay maaari ding gawin mula sa isang mahabang pagkakasunud-sunod ng mga gears - hindi lamang isang solong gear ng driver at isang solong driven gear. Sa mga kasong ito, ang unang gear ay mananatiling gear ng driver, ang huling gear ay mananatili ng driven gear, at ang nasa gitna ay nagiging "idler gears." Ito ay madalas na ginagamit upang baguhin ang direksyon ng pag-ikot o upang ikonekta ang dalawang gears kapag ang direktang paggalaw ay gagawing hindi matigas o hindi madaling magagamit.
Sabihin nating halimbawa ng mga layunin na ang dalawang-gear na tren na inilarawan sa itaas ay hinihimok ngayon ng isang maliit na pitong may ngipin na gear. Sa kasong ito, ang gear na may 30 ngipin ay nananatili ang hinimok na gear at ang gear na may 20 ngipin (na dati nang driver) ay isang idler gear na ngayon
Hakbang 2. Hatiin ang mga bilang ng ngipin ng drive at driven gears
Ang mahalagang bagay na dapat tandaan kapag nakikipag-usap sa mga tren ng gear na may higit sa dalawang mga gears ay ang driver lamang at mga hinimok na gears (karaniwang ang una at huli) na bagay. Sa madaling salita, ang mga idler gears ay hindi nakakaapekto sa gear ratio ng pangkalahatang tren sa lahat. Kapag natukoy mo ang iyong gear sa pagmamaneho at iyong hinimok na gear, mahahanap mo ang gear ratio nang eksakto tulad ng dati.
Sa aming halimbawa, mahahanap namin ang ratio ng gear sa pamamagitan ng paghati sa tatlumpung ngipin ng hinimok na gamit ng pitong ngipin ng aming bagong driver. 30/7 = tungkol sa 4.3 (o 4.3: 1, atbp.) Nangangahulugan ito na ang gear ng driver ay kailangang buksan ang tungkol sa 4.3 beses upang makuha ang mas malaking hinimok na gear upang lumiko nang isang beses.
Hakbang 3. Kung nais, hanapin ang mga ratio ng gear para sa mga intermediate na gear
Maaari mong makita ang mga ratio ng gear na kinasasangkutan din ng mga idler gears, at baka gusto mo sa ilang mga sitwasyon. Sa mga kasong ito, magsimula mula sa drive gear at magtrabaho patungo sa load gear. Tratuhin ang naunang gear na parang ito ang drive gear hanggang sa susunod na gamit na gear. Hatiin ang bilang ng mga ngipin sa bawat gear na "hinimok" sa pamamagitan ng bilang ng mga ngipin sa gear na "drive" para sa bawat magkakabit na hanay ng mga gears upang makalkula ang mga pantay na ratio ng gear.
- Sa aming halimbawa, ang mga pantay na ratio ng gear ay 20/7 = 2.9 at 30/20 = 1.5. Tandaan na ang alinman sa mga ito ay hindi katumbas ng ratio ng gear para sa buong tren, 4.3.
- Gayunpaman, tandaan din na (20/7) × (30/20) = 4.3. Sa pangkalahatan, ang mga pantay na ratio ng gear ng isang gear train ay multiply magkasama upang pantay-pantay sa pangkalahatang ratio ng gear.
Paraan 2 ng 2: Paggawa ng Kalkulasyon sa Ratio / Bilis
Hakbang 1. Hanapin ang bilis ng pag-ikot ng iyong gear sa drive
Gamit ang ideya ng mga ratio ng gear, madaling malaman kung gaano kabilis ang isang hinimok na gear ay umiikot batay sa bilis ng "input" ng drive gear. Upang magsimula, hanapin ang bilis ng pag-ikot ng iyong gear sa drive. Sa karamihan ng mga kalkulasyon ng gear, ibinibigay ito sa mga pag-ikot bawat minuto (RPM), kahit na gagana ang ibang mga yunit ng tulin.
Halimbawa, sabihin natin na sa halimbawang gear train sa itaas na may pitong-ngipin na gear ng driver at isang 30-toothed driven na gear, ang drive gear ay umiikot sa 130 RPMs. Sa impormasyong ito, mahahanap namin ang bilis ng hinihimok na gear sa mga susunod na hakbang
Hakbang 2. I-plug ang iyong impormasyon sa pormulang 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 sa drive gear, at S2 at T2 sa bilis at ngipin ng hinihimok na gear. Punan ang mga variable hanggang sa mayroon ka lamang natitirang hindi natukoy.
- Kadalasan, sa mga ganitong uri ng problema, malulutas mo ang S2, kahit na perpektong posible na malutas ang anuman sa mga variable. Sa aming halimbawa, pag-plug sa impormasyong mayroon kami, nakukuha namin ito:
- 130 RPM × 7 = S2 × 30
Hakbang 3. Malutas
Ang paghahanap ng iyong natitirang variable ay isang bagay ng pangunahing algebra. Pasimplehin lamang ang natitirang equation at ihiwalay ang variable sa isang bahagi ng katumbas na pag-sign at magkakaroon ka ng iyong sagot. Huwag kalimutan na lagyan ng label ito ng wastong mga yunit - maaari kang mawalan ng mga puntos para dito sa gawain sa paaralan.
- Sa aming halimbawa, maaari naming malutas ang tulad nito:
- 130 RPM × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30.33 RPMs = S2
- Sa madaling salita, kung ang gear ng drive ay umiikot sa 130 RPMs, ang hinimok na gear ay paikutin sa 30.33 RPMs. May katuturan ito - dahil ang hinimok na gear ay mas malaki, mas mabagal ang pag-ikot nito.
Video - Sa pamamagitan ng paggamit ng serbisyong ito, maaaring ibahagi ang ilang impormasyon sa YouTube
Mga Tip
- Ang lakas na kinakailangan upang himukin ang pagkarga ay nakatuon pataas o pababa mula sa motor sa pamamagitan ng ratio ng gear. Ang motor ay dapat na sukat upang maibigay ang lakas na kinakailangan ng pagkarga pagkatapos ng gear ratio ay isinasaalang-alang. Ang isang nakatuon na sistema (kung saan ang load 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.
- Upang makita ang mga prinsipyo ng gear ratio sa aksyon, sumakay sa iyong bisikleta! Pansinin na pinakamadaling umakyat ng mga burol kapag mayroon kang isang maliit na gamit sa harap at isang malaki sa likuran. Habang mas madaling i-on ang mas maliit na gamit gamit ang leverage mula sa iyong mga pedal, kinakailangan ng maraming pag-ikot upang maikot ang iyong likurang gulong kumpara sa mga setting ng gear na gagamitin mo para sa mga flat na seksyon, na nagpapabagal sa iyo.
- Ang isang nakatuon na sistema (kung saan ang load ng RPM ay mas mababa sa motor RPM) ay mangangailangan ng isang motor na naghahatid ng pinakamainam na lakas sa mas mataas na bilis ng pag-ikot.
