Einfaches Übersetzungsverhältnis erklärt

Die Art und Weise, wie Zahnräder miteinander interagieren, ist für jeden wichtig zu wissen, der das Beste daraus machen möchte. Die meisten modernen Autos haben Übersetzungen, die mit Computern berechnet wurden, Fahrräder und mechanische Heimprojekte jedoch nicht. Wenn Sie von Übersetzungsverhältnissen verwirrt sind, ist es hilfreich zu wissen, was ein Übersetzungsverhältnis ist und wie es sich auf andere Teile Ihres mechanischen Geräts auswirkt.

Bei mehreren kämmenden Zahnrädern bildet die Anzahl der Zähne ein wichtiges Verhältnis: das Übersetzungsverhältnis. Wenn mehrere Zahnräder ineinander greifen, bilden sie eine sogenannte Zahnradkette. Die Übersetzung wird nur aus dem ersten Gang, dem an der Antriebsquelle befestigten Antriebsrad und dem letzten Gang in der Kette berechnet. Wenn Sie die Anzahl der Zähne von Zahnrad eins und von Zahnrad X (dem letzten) hochzählen und in ein Verhältnis (1:X) stellen, ist dies das Übersetzungsverhältnis. Wenn die Anzahl reduziert werden kann, sollten Sie diese reduzieren, zum Beispiel ein Verhältnis von 100 Zähnen: 40 Zähne reduziert sich auf 5:2.

Das Übersetzungsverhältnis ist notwendig, um die Geschwindigkeit zu berechnen, die eine bestimmte Getriebekette erzeugt. Wenn Sie diese Informationen haben, haben Sie die Hälfte der Informationen, die zur Berechnung der Geschwindigkeit erforderlich sind. Die Gleichung lautet Geschwindigkeit (Gang 1) * Zähne (Gang 1) = Geschwindigkeit (Gang X) * Zähne (Gang X). Wenn Sie also die Geschwindigkeit haben, die der Motor in die Gänge legt, können Sie die Geschwindigkeit von Gang X sehr einfach berechnen.

Bei einem Fahrrad gibt es ein etwas anderes System: Statt zwei direkt ineinander greifenden Zahnrädern sind sie mit einer Umlenkkette verbunden, aber die Übersetzung gilt trotzdem. Bei einem Mountainbike zum Beispiel haben Sie einen Satz konzentrischer Zahnräder an den Pedalen und weitere Zahnräder am Antriebsrad. Das Verhältnis der Zähne des Radzahnrads zu den Zähnen des Pedalzahnrads bildet immer noch ein Übersetzungsverhältnis – und wenn Sie mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf dem Fahrrad treten, ändert sich dieses Übersetzungsverhältnis, wie schnell Sie fahren.

Wenn in einer Zahnradkette mehrere Gänge in der Mitte vorhanden sind, passiert etwas ziemlich Interessantes mit den mittleren Gängen. Sie haben vielleicht bemerkt, dass in den vorherigen Berechnungen nur der erste und der letzte Gang wichtig sind. Dies liegt daran, dass die Gänge dazwischen die Geschwindigkeit nicht beeinflussen – sie werden so schnell oder langsam, wie sie es brauchen. Was sie jedoch ändern, ist die Richtung: Bei einer ungeraden Anzahl von Gängen drehen sich der erste und der letzte in die gleiche Richtung.

Die Kenntnis des Übersetzungsverhältnisses hat den Vorteil, dass Sie es zu Ihrem mechanischen Vorteil nutzen können. Es gibt einen Kompromiss zwischen Drehzahl und Drehmoment, der Rotationsleistung. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 ist das Drehmoment gleich und die Drehzahl gleich. Sobald Sie jedoch das Übersetzungsverhältnis erhöhen (z. B. 1:4), reduzieren Sie das Drehmoment, erhöhen jedoch die Geschwindigkeit erheblich. Wenn Sie das Verhältnis umkehren (z. B. 4:1), würden Sie die Geschwindigkeit reduzieren, aber das Drehmoment erhöhen.