मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, गियर अनुपात दो या दो से अधिक गियर की घूर्णी गति का प्रत्यक्ष माप है जो प्रतिस्पर्धात्मक रूप से लगे हुए हैं। एक सामान्य नियम के रूप में, दो गियर के साथ काम करते समय, यदि ड्राइव गियर (वह गियर जो सीधे इंजन, मोटर, आदि से रोटरी बल प्राप्त करता है) चालित गियर से बड़ा होता है, तो चालित गियर तेजी से घूमेगा और इसके विपरीत। हम इस मूल अवधारणा को एक सूत्र में लिख सकते हैं गियर अनुपात = T2/T1, T1 पहले गियर में दांतों की संख्या है और T2 दूसरे गियर में दांतों की संख्या है।
कदम
विधि 1: 2 में से: गियर सर्किट में गियर अनुपात की गणना करना
दो गियर्स
चरण 1. दो-गियर सेट से प्रारंभ करें।
गियर अनुपात निर्धारित करने के लिए, आपके पास कम से कम दो गियर इंटरलॉक होने चाहिए। इन दो इंटरलॉकिंग गियर को "गियर सेट" कहा जाता है। आम तौर पर, पहला गियर मोटर शाफ्ट पर लगाया गया "ड्राइव गियर" होता है और दूसरा गियर लोड शाफ्ट पर घुड़सवार "संचालित गियर" होता है। ड्राइव गियर से संचालित गियर में पावर ट्रांसफर करने के लिए बीच में कई गियर भी मौजूद हो सकते हैं। इन गियर्स को "नो-लोड गियर्स" कहा जाता है।
अब आइए एक ऐसे गियर सेट पर नजर डालते हैं जिसमें केवल दो गीयर होते हैं। गियर अनुपात की गणना करने के लिए, इन दो गियर को एक दूसरे के साथ बातचीत करनी चाहिए। दूसरे शब्दों में, दांतों को जाली होना चाहिए और एक को दूसरे को घुमाना चाहिए। उदाहरण के लिए, मान लें कि आपके पास एक छोटा ड्राइव गियर (गियर 1) है जो एक बड़े चालित गियर (गियर 2) को घुमाता है।
चरण 2. ड्राइव गियर पर दांतों की संख्या गिनें।
दो इंटरलॉकिंग गियर के बीच गियर अनुपात की गणना करने का एक तरीका उनके दांतों की संख्या (पहिया के किनारे पर छोटे दांत जैसे धक्कों) की तुलना करना है। ड्राइव गियर में कितने दांत हैं, इसकी गणना करके प्रारंभ करें। आप मैन्युअल रूप से या कभी-कभी ड्राइव गियर पर छपी जानकारी को देखकर गणना करके ऐसा कर सकते हैं।
उदाहरण के लिए, मान लें कि सिस्टम में छोटे ड्राइव गियर में है 20 दांत.
चरण 3. चालित गियर पर दांतों की संख्या गिनें।
इसके बाद, गिनें कि चालित गियर में कितने दांत हैं जैसा आपने ड्राइव गियर के लिए पहले किया था।
उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि चालित गियर में है 30 दांत.
चरण 4. दांतों की संख्या को एक दूसरे से विभाजित करें।
अब जबकि आप जानते हैं कि प्रत्येक गियर में कितने दांत होते हैं, आप काफी आसानी से गियर अनुपात की गणना कर सकते हैं। ड्राइव गियर पर दांतों को ड्राइव गियर पर दांतों से विभाजित करें। आप अपने असाइनमेंट के आधार पर उत्तर दशमलव, भिन्नात्मक या अनुपात रूप (जैसे x: y) में लिख सकते हैं।
- ऊपर के उदाहरण में, चालित गियर में 30 दांतों को ड्राइव गियर में 20 दांतों से विभाजित करने पर 30/20 =. मिलता है 1, 5. हम इसे में भी लिख सकते हैं 3/2 या 1, 5: 1.
- इस गियर अनुपात का अर्थ यह है कि छोटे ड्राइव गियर को एक पूर्ण क्रांति करने के लिए बड़े चालित गियर के लिए डेढ़ गुना घूमना चाहिए। क्योंकि चालित गियर बड़ा है, चालित गियर अधिक धीरे-धीरे घूमेगा।
दो गियर से अधिक
चरण 1. एक गियर सेट से शुरू करें जिसमें दो से अधिक गियर हों।
जैसा कि नाम का तात्पर्य है, एक "गियर सेट" गियर की एक लंबी श्रृंखला से बना हो सकता है, न कि केवल एक ड्राइव गियर और एक संचालित गियर। इस मामले में, पहला गियर ड्राइविंग गियर बना रहता है, अंतिम गियर चालित गियर रहता है, और मध्य गियर "नो-लोड गियर" बन जाता है। ये अनलोडेड गियर अक्सर रोटेशन की दिशा बदलने के लिए या दो गियर को जोड़ने के लिए उपयोग किए जाते हैं जब प्रत्यक्ष गियर समायोजन उन्हें भारी या अनुपलब्ध बना देता है।
उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि ऊपर वर्णित टू-गियर सर्किट अब एक गियर द्वारा संचालित होता है जिसमें सात छोटे दांत होते हैं। इस मामले में, जिस गियर में 30 निश्चित दांत थे, वह चालित गियर बन गया और जिस गियर में 20 दांत थे (जो पहले ड्राइव था) अब अनलोडेड गियर है।
चरण 2. ड्राइव गियर और चालित गियर के दांतों की संख्या को विभाजित करें।
दो से अधिक गियर वाले गियर सेट के साथ काम करते समय याद रखने वाली महत्वपूर्ण बात यह है कि केवल ड्राइव गियर और संचालित गियर (आमतौर पर पहला और आखिरी गियर) महत्वपूर्ण हैं। दूसरे शब्दों में, नो-लोड गियर पूरे सेट के गियर अनुपात को बिल्कुल भी प्रभावित नहीं करते हैं। एक बार जब आप ड्राइव गियर और चालित गियर की पहचान कर लेते हैं, तो आप पहले की तरह ही गियर अनुपात की गणना कर सकते हैं।
ऊपर के उदाहरण में, हम चालित गियर के तीस दांतों को नए ड्राइव गियर के सात दांतों से विभाजित करके गियर अनुपात की गणना करेंगे। 30/7 = लगभग। 4, 3 (या 4, 3: 1)। इसका मतलब यह है कि अधिक बड़े चालित गियर को एक बार घुमाने के लिए ड्राइव गियर को लगभग 4.3 गुना घूमना चाहिए।
चरण 3. यदि आवश्यक हो, तो केंद्र गियर के लिए गियर अनुपात की गणना करें।
आप गियर अनुपात की गणना कर सकते हैं जिसमें अनलोड किए गए गियर भी शामिल हैं, और आप कुछ स्थितियों में ऐसा करना चाह सकते हैं। इस मामले में, ड्राइव गियर से शुरू करें और लोड गियर तक अपना काम करें। पिछले गियर को अगले गियर तक ड्राइव गियर की तरह समझें। केंद्र गियर अनुपात की गणना करने के लिए इंटरलॉकिंग गियर के प्रत्येक सेट के लिए "ड्राइव" गियर पर दांतों की संख्या से प्रत्येक "संचालित" गियर पर दांतों की संख्या को विभाजित करें।
- ऊपर के उदाहरण में, केंद्र गियर अनुपात 20/7 =. है 2, 9 और 30/20 = 1, 5. यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ये अनुपात पूरे सेट के लिए गियर अनुपात के समान नहीं हैं, जो कि 4.3 है।
- तथापि, यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि (20/7) × (30/20) = 4, 3। सामान्य तौर पर, गियर सेट के केंद्र गियर के अनुपात को सभी गियर के अनुपात के बराबर गुणा किया जाना चाहिए।
विधि २ का २: अनुपात/गति की गणना करना
चरण 1. ड्राइव गियर की घूर्णी गति की गणना करें।
गियर अनुपात की अवधारणा का उपयोग करते हुए, यह निर्धारित करना आसान है कि ड्राइव गियर की "इनपुट" गति के आधार पर चालित गियर कितनी तेजी से घूमता है। शुरुआत के लिए, ड्राइव गियर की घूर्णी गति की गणना करें। कई गियर गणनाओं में, इसका परिणाम प्रति मिनट (आरपीएम) क्रांतियों में होता है, हालांकि अन्य गति इकाइयों का भी उपयोग किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए, मान लीजिए कि ऊपर के गियर सर्किट के उदाहरण में एक ड्राइव गियर जिसमें सात दांत होते हैं और एक चालित गियर जिसमें 30 दांत होते हैं, ड्राइव गियर 130 आरपीएम की गति से घूमता है। इस जानकारी के साथ, हम निम्नलिखित चरणों में चालित गियर की गति की गणना करेंगे।
चरण 2. इस जानकारी को सूत्र S1 × T1 = S2 × T2 में प्लग करें।
इस सूत्र में, S1 ड्राइव गियर की घूर्णी गति को संदर्भित करता है, T1 ड्राइव गियर के दांतों को संदर्भित करता है, और S2 और T2 संचालित गियर की गति और दांतों को संदर्भित करता है। इन चरों को तब तक भरें जब तक आपके पास केवल एक चर शेष न हो।
- अक्सर इस तरह के प्रश्नों में आप S2 का परिमाण पाएंगे, हालांकि अन्य चरों को खोजना संभव है। उपरोक्त उदाहरण में, हमारे पास जो जानकारी है उसे दर्ज करने पर, हम प्राप्त करेंगे:
- १३० आरपीएम × ७ = एस२ × ३०
चरण 3. समाप्त करें।
शेष चरों की गणना करना सिर्फ एक बुनियादी गणित की समस्या है। शेष समीकरणों को सरल बनाएं और समीकरण चिह्न के एक तरफ चर को अलग करें और आपको उत्तर मिल जाएगा। इसे सही इकाइयों में लिखना न भूलें। इस वजह से आप होमवर्क से मूल्य खो सकते हैं।
- उपरोक्त उदाहरण में, हम इसे निम्न द्वारा हल कर सकते हैं:
- १३० आरपीएम × ७ = एस२ × ३०
- ९१० = एस२ × ३०
- ९१०/३० = एस२
- 30, 33 आरपीएम = एस2
- दूसरे शब्दों में, यदि ड्राइव गियर 130 आरपीएम की गति से घूमता है, तो संचालित गियर 30.33 आरपीएम की गति से घूमेगा। चूंकि चालित गियर बहुत बड़ा है, चालित गियर बहुत अधिक धीरे-धीरे घूमेगा।
टिप्स
- यह देखने के लिए कि गियर अनुपात सिद्धांत कैसे लागू होता है, अपनी साइकिल की सवारी करने का प्रयास करें। ध्यान दें कि चढ़ने का सबसे आसान तरीका तब है जब आपके सामने एक छोटा गियर और पीछे एक बड़ा गियर हो। छोटे गियर को पैडल के बल से मोड़ना आसान होता है, लेकिन पीछे के पहिये को उस गियर सेटअप की तुलना में मोड़ने में बहुत अधिक समय लगता है जिसका उपयोग आप सपाट सतहों के लिए करेंगे। इससे आपकी चाल धीमी हो जाती है।
- एक डाउनग्रेडेड सिस्टम (जब लोड आरपीएम मोटर आरपीएम से कम होता है) को एक ऐसी मोटर की आवश्यकता होगी जो उच्च घूर्णन गति पर इष्टतम शक्ति प्रदान करे।
- भार को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति को गियर अनुपात के माध्यम से मोटर से बढ़ाया या घटाया जाता है। गियर अनुपात की गणना के बाद लोड द्वारा आवश्यक शक्ति प्रदान करने के लिए इस मोटर का आकार बदलना चाहिए। एक उठाए गए सिस्टम (जब लोड आरपीएम मोटर आरपीएम से अधिक होता है) को एक मोटर की आवश्यकता होगी जो कम घूर्णन गति पर इष्टतम शक्ति प्रदान करे।
