Innhold
- Det er lettere å beregne girforhold enn du tror
- Hvordan bruke girforholdsligningen på komplekse systemer
- Bruke girforhold for å beregne hastighet
Gir er praktisk talt overalt. De er i biler, både i girkassen og i vindusviskerne. De er i sykler, i slike kjøkkenutstyr som eggbiten og til og med i klokker - eller i det minste de pleide å være. Et gir er i utgangspunktet et sett med tannhjul koblet sammen for å øke eller redusere rotasjonshastigheten til en motorens drivaksel.
Mengden et girsystem kan endre rotasjonshastigheten er en funksjon av de relative størrelsene på girhjulene, og det er kjent som girforholdet. Girforholdsformelen viser seg å være ganske enkel. Du teller i utgangspunktet antall tenner på det drevne hjulet og deler det med antall tenner på førerhjulet, som er det som er festet til motoren. Det er en grei beregning, selv når girsystemet består av flere mellomhjul som kalles tomgangskjørere.
Det er lettere å beregne girforhold enn du tror
Når du kobler sammen to girhjul, avgjør deres relative størrelser hvor raskt hver vil spinne. Hvis førerhjulet er mindre enn det drevne hjulet, vil det snurre oftere enn det større. Hvis førerhjulet er større, vil det drevne hjulet snurre raskere.
Du kan beregne mengden hastighet og bremsing som et enkelt girsystem produserer ved å sammenligne radiene på hjulene, men det er en enklere måte. Fordi tennene på begge girhjulene griper sammen, må de ha samme størrelse på begge hjulene, slik at du ganske enkelt kan sammenligne antall tenner på de to hjulene. Dette er faktisk hvordan du beregner girforhold. Du teller antall tenner på både førerhjulet og på det drevne hjulet og uttrykker disse tallene som et forhold, eller en brøkdel.
Hvis for eksempel hjulet har 20 tenner, og det drevne hjulet har 40, beregner girforholdet som 40/20, noe som forenkles til 2/1, eller 2: 1. (Tanntellingen på det drevne hjulet går alltid på toppen av brøkdelen eller først i forholdet). Dette forteller deg at for hvert rotasjon av det drevne hjulet, fører førerhjulet to rotasjoner. Tilsvarende forteller et forhold på 1/2 at det drevne hjulet roterer to ganger for hver rotasjon av førerhjulet - med andre ord, det drevne hjulet snurrer raskere enn motorakselen.
Hvordan bruke girforholdsligningen på komplekse systemer
Mange girsystemer har et eller flere tomgangshjul, som ofte er der for å sikre at førerhjulet og det drevne hjulet snurrer i samme retning eller for å endre rotasjonsplanet. Du kan bruke girforholdsformelen på hvert hjulpar i girsystemet i rekkefølge for å komme frem til et endelig girforhold for systemet, men du trenger ikke gjøre det. Hvis du gjør det, vil du oppdage at produktet med alle girforhold er det samme som forholdet mellom førerhjulet og det drevne hjulet.
Med andre ord er førerhjulet og det drevne hjulet de eneste to som betyr noe. Uansett hvor mange tomgangskjørere det er i systemet, er det endelige girforholdet forholdet mellom førerhjulet og det drevne hjulet. Dette gjelder for alle typer gir, inkludert svinghjul, skrå gir og ormgir.
Bruke girforhold for å beregne hastighet
Hvis du kjenner rotasjonshastigheten til førerhjulet, som vanligvis måles i omdreininger per minutt (o / min), forteller girforholdet hastigheten på det drevne hjulet. Tenk for eksempel på et system med et girforhold på 3: 1, noe som betyr at førerhjulet snurrer tre ganger så raskt som det drevne hjulet. Hvis hastigheten på førerhjulet er 300 o / min, er hastigheten på det drevne hjulet 100 o / min.
Generelt kan du beregne rotasjonshastigheten ved å bruke følgende girforholdsligning:
S1 • T1 = S2 • T2, hvor
S1 er hastigheten på førerhjulet og T1 er antall tenner på det hjulet.
S2 og T2 er hastigheten og tanntallet på det drevne hjulet.
Hvis du designer et girsystem, vil du finne et girforholdskart praktisk. Du kan finne turtallet på motoren i spesifikasjonene og bruke diagrammet til å designe et girsystem som vil produsere uansett rotasjonshastighet i det drevne hjulet du trenger.