I maskinteknikk er girforholdet en direkte måling av rotasjonshastigheten til to eller flere gir som er konkurransedyktige. Som hovedregel når det dreier seg om to gir, hvis drivhjulet (giret som mottar rotasjonskraften direkte fra motor, motor, etc.) er større enn det drevne giret, vil det drevne giret rotere raskere og omvendt. Vi kan skrive dette grunnleggende konseptet i en formel Utvekslingsforhold = T2/T1, T1 er antall tenner i første gir og T2 er antall tenner i andre gir.
Steg
Metode 1 av 2: Beregning av girforhold i girkrets
To gir
Trinn 1. Start med et sett med to gir
For å bestemme girforholdet må du ha minst to gir låst. Disse to sammenkoblede tannhjulene kalles "girsett". Vanligvis er det første giret et "drivhjul" montert på motorakselen og det andre giret er et "drevet gir" montert på lastakselen. Et antall tannhjul kan også være tilstede mellom for å overføre kraft fra drivverket til det drevne giret. Disse tannhjulene kalles "tomgangsgir".
La oss nå se på et girsett som bare har to gir i det. For å beregne girforholdet må disse to girene samhandle med hverandre. Med andre ord må tennene maskes og den ene rotere den andre. Anta for eksempel at du har et lite drivhjul (gir 1) som roterer et større drevet gir (gir 2)
Trinn 2. Tell antall tenner på drivhjulet
En måte å beregne girforholdet mellom to sammenlåsende gir er å sammenligne antall tenner (små tannlignende støt på kanten av hjulet) de har. Start med å telle hvor mange tenner som er i drivgiret. Du kan gjøre dette ved å beregne manuelt eller noen ganger ved å se på informasjonen som er skrevet ut på drivverket.
Anta for eksempel at det mindre drivhjulet i systemet har 20 tenner.
Trinn 3. Tell antall tenner på det drevne giret
Deretter teller du hvor mange tenner det er i det drevne giret som du gjorde før for drivhjulet.
Anta for eksempel at det drevne giret har 30 tenner.
Trinn 4. Del antall tenner med hverandre
Nå som du vet hvor mange tenner det er i hvert gir, kan du beregne girforhold ganske enkelt. Del tennene på det drevne giret med tennene på drivhjulet. Du kan skrive svaret i desimal-, brøk- eller forholdsform (som x: y) avhengig av oppgaven din.
- I eksemplet ovenfor gir divisjon av 30 tenner i det drevne giret med 20 tenner i drivhjulet 30/20 = 1, 5. Vi kan også skrive det inn 3/2 eller 1, 5: 1.
- Betydningen av dette girforholdet er at det mindre drivhjulet må rotere en og en halv gang for at det større drevne giret skal gjøre en fullstendig omdreining. Fordi det drevne giret er større, vil det drevne giret rotere saktere.
Mer enn to gir
Trinn 1. Start med et gir som har mer enn to gir
Som navnet tilsier, kan et "girsett" bestå av en lang rekke tannhjul, ikke bare ett drivverk og ett drevet gir. I dette tilfellet forblir det første giret drivhjulet, det siste giret forblir det drevne giret, og mellomgiret blir "tomgangsgiret". Disse ubelastede girene brukes ofte til å endre rotasjonsretning eller for å koble til to gir når direkte girjustering ville gjøre dem tunge eller utilgjengelige.
Anta for eksempel at to-girskretsen beskrevet ovenfor nå drives av et tannhjul som har syv små tenner. I dette tilfellet ble giret som hadde 30 faste tenner det drevne giret og giret som hadde 20 tenner (som tidligere var stasjonen) er nå det ubelastede giret
Trinn 2. Del antall tenner på drivhjulet og det drevne giret
Det viktige å huske når du arbeider med gir som har mer enn to gir, er at bare drivhjulet og det drevne giret (vanligvis det første og siste giret) er viktige. Med andre ord påvirker ikke tomgangsgir girutvekslingen til hele settet i det hele tatt. Når du har identifisert drivgir og drevet gir, kan du beregne girforholdene på samme måte som før.
I eksemplet ovenfor vil vi beregne girforholdet ved å dele de tretti tennene på det drevne giret med de syv tennene til det nye drivhjulet. 30/7 = ca. 4, 3 (eller 4, 3: 1). Dette betyr at drivhjulet må rotere omtrent 4,3 ganger for at det mye større drevne giret skal snu en gang.
Trinn 3. Beregn om nødvendig girforholdet for sentergiret
Du kan beregne girforhold som også involverer ubelastede gir, og det kan være lurt å gjøre det i visse situasjoner. I dette tilfellet starter du ved drivverket og jobber deg opp til lastet. Behandle det forrige giret som et drivhjul helt til neste gir. Del antall tenner på hvert "drevet" gir med antall tenner på "driv" -giret for hvert sett med låsegir for å beregne senterutvekslingen.
- I eksemplet ovenfor er senterutvekslingen 20/7 = 2, 9 og 30/20 = 1, 5. Det skal bemerkes at disse forholdene ikke er de samme som girforholdet for hele settet, som er 4,3.
- derimot, bør det også bemerkes at (20/7) × (30/20) = 4, 3. Generelt bør forholdet mellom sentergirene til giret multipliseres til å være forholdet mellom alle girene.
Metode 2 av 2: Utføre forhold/hastighetsberegninger
Trinn 1. Beregn rotasjonshastigheten til drivhjulet
Ved å bruke begrepet girforhold er det enkelt å bestemme hvor raskt det drevne giret roterer basert på "inngangshastigheten" til drivhjulet. For det første, beregne rotasjonshastigheten til drivhjulet. I mange girberegninger resulterer dette i omdreininger per minutt (rpm), selv om andre hastighetsenheter også kan brukes.
Anta for eksempel at i eksempelet med girkretsen ovenfor med et drivhjul som har syv tenner og et drevet tannhjul med 30 tenner, roterer drivhjulet med en hastighet på 130 o / min. Med denne informasjonen vil vi beregne hastigheten til det drevne giret i de følgende trinnene
Trinn 2. Koble denne informasjonen til formelen S1 × T1 = S2 × T2
I denne formelen refererer S1 til rotasjonshastigheten til drivhjulet, T1 refererer til tannhjulets tenner, og S2 og T2 refererer til hastigheten og tennene til det drevne giret. Fyll ut disse variablene til du bare har én variabel igjen.
- Ofte i spørsmål som dette finner du størrelsen på S2, selv om det er mulig å finne andre variabler. I eksemplet ovenfor får du følgende informasjon:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
Trinn 3. Fullfør
Å beregne de resterende variablene er bare et grunnleggende matematisk problem. Forenkle de resterende ligningene og isoler variabelen på den ene siden av ligningstegnet, så får du svaret. Ikke glem å skrive det i riktige enheter. Du kan miste verdi fra lekser på grunn av dette.
- I eksemplet ovenfor kan vi løse dette ved å:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 o / min = S2
- Med andre ord, hvis drivhjulet roterer med en hastighet på 130 o / min, vil det drevne giret rotere med en hastighet på 30,33 o / min. Siden det drevne giret er mye større, vil det drevne giret rotere mye saktere.
Tips
- For å se hvordan girforholdsprinsippet gjelder, kan du prøve å sykle. Vær oppmerksom på at den enkleste måten å klatre på er når du har et lite gir foran og et stort gir bak. Det er lettere å snu det mindre giret med pedalens kraft, men det tar mange svinger for bakhjulet å snu i forhold til giroppsettet du vil bruke for flate overflater. Dette får deg til å bevege deg saktere.
- Et nedgradert system (når turtallet på lasten er lavere enn motorens turtall) vil kreve en motor som gir optimal effekt ved høyere rotasjonshastigheter.
- Effekten som kreves for å drive lasten er hevet eller senket fra motoren gjennom girforholdene. Denne motoren må endres for å gi den effekten som kreves av lasten etter at girforholdet er beregnet. Et hevet system (når turtallet er større enn motorens turtall) vil kreve en motor som gir optimal effekt ved lavere rotasjonshastigheter.
