गियर व्यावहारिक रूप से हर जगह हैं। वे ट्रांसमिशन और विंडशील्ड वाइपर दोनों में कारों में हैं। वे साइकिल में हैं, ऐसे रसोई के बर्तनों में जैसे अंडे का डिब्बा और यहां तक कि घड़ियों में भी - या कम से कम वे हुआ करते थे। एक गियर मूल रूप से मोटर ड्राइव शाफ्ट के रोटेशन की गति को बढ़ाने या घटाने के लिए दांतेदार पहियों का एक सेट होता है।
एक गियर सिस्टम जितनी मात्रा में घूर्णी गति को बदल सकता है, वह गियर पहियों के सापेक्ष आकार का एक कार्य है, और इसे गियर अनुपात के रूप में जाना जाता है। गियर अनुपात सूत्र काफी सरल हो जाता है। आप मूल रूप से चालित पहिये पर दांतों की संख्या गिनते हैं और उसे चालक के पहिये पर दांतों की संख्या से विभाजित करते हैं, जो कि मोटर से जुड़ा होता है। यह एक सीधी गणना है, तब भी जब गियर सिस्टम में कई मध्यवर्ती पहिए होते हैं जिन्हें आइडलर कहा जाता है।
आपके विचार से गियर अनुपात की गणना करना आसान है
जब आप दो गियर पहियों को जोड़ते हैं, तो उनके सापेक्ष आकार निर्धारित करते हैं कि प्रत्येक कितनी तेजी से घूमेगा। यदि चालक का पहिया चालित पहिये से छोटा है, तो यह बड़े पहिये की तुलना में अधिक बार घूमेगा। यदि चालक का पहिया बड़ा है, तो चालित पहिया तेजी से घूमेगा।
आप पहियों की त्रिज्या की तुलना करके एक साधारण गियर सिस्टम द्वारा उत्पन्न गति और धीमी गति की मात्रा की गणना कर सकते हैं, लेकिन एक आसान तरीका है। चूंकि दोनों गियर पहियों के दांत आपस में जुड़ते हैं, इसलिए उन्हें दोनों पहियों पर समान आकार का होना चाहिए, इसलिए आप केवल दो पहियों पर दांतों की संख्या की तुलना कर सकते हैं। यह वास्तव में आप गियर अनुपात की गणना कैसे करते हैं। आप चालक के पहिये और चालित पहिए दोनों पर दांतों की संख्या गिनते हैं और इन संख्याओं को अनुपात, या अंश के रूप में व्यक्त करते हैं।
उदाहरण के लिए, यदि चालक के पहिए में 20 दांत हैं, और चालित पहिये में 40 दांत हैं, तो गियर अनुपात को 40/20 के रूप में परिकलित करें, जो 2/1 या 2:1 तक सरल हो जाता है। (चालित पहिये पर दांतों की गिनती हमेशा अंश के ऊपर या अनुपात में पहले होती है)। यह आपको बताता है कि, चालित पहिये के प्रत्येक घुमाव के लिए, चालक पहिया दो चक्कर लगाता है। इसी तरह, 1/2 का अनुपात आपको बताता है कि चालक पहिया के प्रत्येक घूर्णन के लिए चालित पहिया दो बार घूमता है - दूसरे शब्दों में, चालित पहिया मोटर शाफ्ट की तुलना में तेजी से घूमता है।
जटिल प्रणालियों में गियर अनुपात समीकरण कैसे लागू करें
कई गियर सिस्टम में एक या अधिक आइडलर व्हील शामिल होते हैं, जो अक्सर यह सुनिश्चित करने के लिए होते हैं कि ड्राइवर व्हील और चालित व्हील स्पिन एक ही दिशा में या रोटेशन के विमान को बदलने के लिए। सिस्टम के लिए अंतिम गियर अनुपात पर पहुंचने के लिए आप गियर सिस्टम में प्रत्येक जोड़ी पहियों पर गियर अनुपात फॉर्मूला लागू कर सकते हैं, लेकिन आपको ऐसा करने की आवश्यकता नहीं है। यदि आप ऐसा करते हैं, तो आप पाएंगे कि सभी गियर अनुपातों का गुणनफल चालक पहिया और चालित पहिया के बीच के अनुपात के समान है।
दूसरे शब्दों में, चालक का पहिया और चालित पहिया केवल दो ही मायने रखता है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि सिस्टम में कितने आइडलर हैं, अंतिम गियर अनुपात ड्राइवर व्हील और चालित व्हील के बीच का अनुपात है। यह स्पर गियर्स, बेवल गियर्स और वर्म गियर्स सहित सभी प्रकार के गियर्स के लिए सही है।
गति की गणना करने के लिए गियर अनुपात का उपयोग करना
यदि आप चालक के पहिये की घूर्णन गति जानते हैं, जिसे आमतौर पर प्रति मिनट क्रांति (आरपीएम) में मापा जाता है, तो गियर अनुपात आपको चालित पहिये की गति बताता है। उदाहरण के लिए, 3:1 के गियर अनुपात वाले सिस्टम पर विचार करें, जिसका अर्थ है कि चालक का पहिया चालित पहिये से तीन गुना तेजी से घूमता है। यदि चालक के पहिये की गति 300 आरपीएम है, तो चालित पहिये की गति 100 आरपीएम है।
सामान्य तौर पर, आप निम्न गियर अनुपात समीकरण का उपयोग करके घूर्णी गति की गणना कर सकते हैं:
रों1 • टी1 = एस2 • टी2, कहां है
रों1 चालक के पहिये की गति है और T1 उस पहिए पर दांतों की संख्या है।
रों2 और टी2 चालित पहिये की गति और दाँतों की संख्या है।
यदि आप एक गियर सिस्टम डिजाइन कर रहे हैं, तो आपको एक गियर अनुपात चार्ट काम में आएगा। आप विनिर्देशों में मोटर के आरपीएम को पा सकते हैं और एक गियर सिस्टम को डिजाइन करने के लिए चार्ट का उपयोग कर सकते हैं जो आपके द्वारा आवश्यक चालित पहिया में जो भी घूर्णी गति उत्पन्न करेगा।