I maskinteknik er et gearforhold et direkte mål for forholdet mellem rotationshastighederne for to eller flere sammenlåsende gear. Som hovedregel, når det drejer sig om to gear, hvis drivgearet (det der direkte modtager rotationskraft fra motoren, motoren osv.) Er større end det drevne gear, vil sidstnævnte dreje hurtigere og omvendt. Vi kan udtrykke dette grundlæggende koncept med formlen Udvekslingsforhold = T2/T1, hvor T1 er antallet af tænder på det første gear og T2 er antallet af tænder på det andet.
Trin
Metode 1 af 2: Find udvekslingsforholdet for et geartog
To gear
Trin 1. Start med et to-gears tog
For at kunne bestemme et gearforhold skal du have mindst to gear i indgreb med hinanden - dette kaldes et "geartog". Normalt er det første gear et "drivhjul", der er fastgjort til motorakslen, og det andet er et "drevet gear", der er fastgjort til lastakslen. Der kan også være et vilkårligt antal gear mellem disse to til at overføre kraft fra drivhjulet til det drevne gear: disse kaldes "tomgangsgear".
Lad os for nu se på et geartog med kun to gear i det. For at kunne finde et gearforhold, skal disse gear interagere med hinanden - med andre ord skal deres tænder være masket, og det ene skal dreje det andet. Lad os f.eks. Sige, at du har et lille drivhjul (gear 1), der drejer et større drevet gear (gear 2)
Trin 2. Tæl antallet af tænder på drivgearet
En enkel måde at finde gearforholdet mellem to sammenlåsende gear er at sammenligne antallet af tænder (de små pindlignende fremspring i kanten af hjulet), som de begge har. Start med at bestemme, hvor mange tænder der er på gearet. Du kan gøre dette ved at tælle manuelt eller nogle gange ved at søge efter disse oplysninger på selve gearet.
-
Lad os f.eks. Sige, at det mindre drivgear i vores system har 20 tænder.
Bestem gearforhold Trin 3 Trin 3. Tæl antallet af tænder på det drevne gear
Bestem derefter, hvor mange tænder der er på det drevne gear, præcis som du gjorde før for drivgearet.
-
Lad os sige, at i vores eksempel har det drevne gear 30 tænder.
Bestem gearforhold Trin 4 Trin 4. Divider den ene tælling med den anden
Nu hvor du ved, hvor mange tænder der er på hvert gear, kan du relativt let finde gearforholdet. Opdel de drevne tandhjul med tandhjulstænderne. Afhængigt af din opgave kan du skrive dit svar som en decimal, en brøk eller i forholdsform (dvs. x: y).
- I vores eksempel får vi 30/20 = ved at dividere de 30 tænder på det drevne gear med de 20 tænder i drivhjulet 1.5. Vi kan også skrive dette som 3/2 eller 1.5: 1, etc.
- Hvad dette gearforhold betyder, er, at det mindre førergear skal dreje halvanden gang for at få det større drevne gear til at foretage et helt sving. Dette giver mening - da det drevne gear er større, vil det dreje langsommere.
Mere end to gear
Bestem gearforhold Trin 5 Trin 1. Start med et geartog på mere end to gear
Som navnet antyder, kan et "geartog" også laves af en lang række gear - ikke kun et enkelt førergear og et enkelt drevet gear. I disse tilfælde forbliver det første gear førergearet, det sidste gear forbliver det drevne gear, og dem i midten bliver "tomgangsgear". Disse bruges ofte til at ændre rotationsretningen eller til at forbinde to gear, når direkte gearing ville gøre dem uhåndterlige eller ikke let tilgængelige.
Lad os f.eks. Sige, at to-gears toget beskrevet ovenfor nu drives af et lille syvtandet gear. I dette tilfælde forbliver det 30-tandede gear det drevne gear, og det 20-tandede gear (som føreren var før) er nu et tomgangsgear
Bestem gearforhold Trin 6 Trin 2. Del tænderne på drevet og de drevne tandhjul
Den vigtige ting at huske, når man beskæftiger sig med geartog med mere end to gear, er, at det kun er driveren og de drevne gear (normalt de første og de sidste). Med andre ord påvirker tomgangsfunktionerne slet ikke gearforholdet for det samlede tog. Når du har identificeret dit førergear og dit drevne gear, kan du finde gearforholdet nøjagtigt som før.
I vores eksempel ville vi finde gearforholdet ved at dividere de tredive tænder i det drevne gear med de syv tænder på vores nye chauffør. 30/7 = ca. 4.3 (eller 4.3: 1 osv.) Det betyder, at førergearet skal dreje omkring 4,3 gange for at få det meget større drevne gear til at dreje en gang.
Bestem gearforhold Trin 7 Trin 3. Find om ønsket gearforholdene for de mellemliggende gear
Du kan også finde udvekslingsforholdene, der involverer tomgangsgearene, og du vil måske i visse situationer. I disse tilfælde skal du starte fra drivgearet og arbejde mod lastgearet. Behandl det foregående gear som om det var drivgearet, hvad angår det næste gear. Opdel antallet af tænder på hvert "drevet" gear med antallet af tænder på "driv" -gearet for hvert sammenlåsningssæt for at beregne de mellemliggende gearforhold.
- I vores eksempel er de mellemliggende gearforhold 20/7 = 2.9 og 30/20 = 1.5. Bemærk, at ingen af disse er lig med gearforholdet for hele toget, 4.3.
- Imidlertid, Bemærk også, at (20/7) × (30/20) = 4.3. Generelt vil et geartogs mellemliggende gearforhold multiplicere sig til at svare til det samlede gearforhold.
Metode 2 af 2: Udførelse af forhold/hastighedsberegninger
Bestem gearforhold Trin 8 Trin 1. Find rotationshastigheden for dit drivgear
Ved hjælp af ideen om gearforhold er det let at finde ud af, hvor hurtigt et drevet gear roterer baseret på drivhjulets "input" -hastighed. For at starte skal du finde rotationshastigheden for dit drivgear. I de fleste gearberegninger er dette givet i omdrejninger pr. Minut (RPM), selvom andre hastighedsenheder også vil fungere.
Lad os f.eks. Sige, at i eksemplet geartog ovenover med et syvtands førergear og et 30-tandet drevet gear, roterer drivgearet med 130 omdr./min. Med disse oplysninger finder vi hastigheden på det drevne gear i de næste par trin
Bestem gearforhold Trin 9 Trin 2. Sæt dine oplysninger i formlen S1 × T1 = S2 × T2
I denne formel refererer S1 til drivhjulets rotationshastighed, T1 henviser til tænderne i drivgearet og S2 og T2 til det drevne gears hastighed og tænder. Udfyld variablerne, indtil du kun har én udefineret tilbage.
- Ofte løser du i denne slags problemer for S2, selvom det er helt muligt at løse for nogen af variablerne. I vores eksempel, ved at tilslutte de oplysninger, vi har, får vi dette:
- 130 RPM × 7 = S2 × 30
Bestem gearforhold Trin 10 Trin 3. Løs
At finde din resterende variabel er et spørgsmål om grundlæggende algebra. Forenkl bare resten af ligningen og isoler variablen på den ene side af lighedstegnet, og du får dit svar. Glem ikke at mærke det med de korrekte enheder - du kan miste point for dette i skolearbejde.
- I vores eksempel kan vi løse sådan her:
- 130 RPM × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30,33 omdr./min = S2
- Med andre ord, hvis drivhjulet drejer med 130 omdrejninger i minuttet, vil det drevne gear dreje med 30,33 omdrejninger pr. Minut. Dette giver mening - da det drevne gear er meget større, vil det dreje meget langsommere.
Video - Ved at bruge denne service kan nogle oplysninger blive delt med YouTube
Tips
- Den effekt, der er nødvendig for at drive lasten, er gearet op eller ned fra motoren af gearforholdet. Motoren skal være dimensioneret til at levere den effekt, lasten har brug for, efter at gearforholdet er taget i betragtning. Et gearet system (hvor belastningstal er større end motoromdrejninger) kræver en motor, der leverer optimal effekt ved lavere omdrejningstal.
- For at se principperne for gearforhold i aktion, tag en tur på din cykel! Bemærk, at det er lettest at gå op ad bakker, når du har et lille gear foran og et stort bagpå. Selvom det er lettere at dreje det mindre gear med gearingen fra dine pedaler, tager det mange rotationer for at få dit baghjul til at rotere i forhold til de gearindstillinger, du ville bruge til flade sektioner, hvilket får dig til at gå langsommere.
- Et gearet system (hvor omdrejningstal pr. Minut er mindre end motoromdrejninger) vil kræve en motor, der leverer optimal effekt ved højere rotationshastigheder.
-
