Roda gigi praktis ada di mana-mana. Mereka ada di mobil, baik di transmisi maupun di wiper kaca depan. Mereka ada di sepeda, di peralatan dapur seperti pengocok telur dan bahkan di jam tangan – atau setidaknya dulu. Roda gigi pada dasarnya adalah seperangkat roda bergigi yang digabungkan bersama untuk menambah atau mengurangi kecepatan putaran poros penggerak motor.
Jumlah sistem roda gigi dapat mengubah kecepatan rotasi adalah fungsi dari ukuran relatif roda gigi, dan ini dikenal sebagai rasio roda gigi. Rumus rasio roda gigi ternyata cukup sederhana. Anda pada dasarnya menghitung jumlah gigi pada roda yang digerakkan dan membaginya dengan jumlah gigi pada roda pengemudi, yang merupakan gigi yang menempel pada motor. Ini adalah perhitungan yang mudah, bahkan ketika sistem roda gigi terdiri dari beberapa roda perantara yang disebut idler.
Lebih Mudah Menghitung Rasio Roda Gigi Daripada yang Anda Pikirkan
Saat Anda memasangkan dua roda gigi, ukuran relatifnya menentukan seberapa cepat masing-masing akan berputar. Jika roda pengemudi lebih kecil dari roda yang digerakkan, itu akan berputar lebih sering daripada yang lebih besar. Jika roda pengemudi lebih besar, roda yang digerakkan akan berputar lebih cepat.
Anda dapat menghitung jumlah percepatan dan perlambatan yang dihasilkan oleh sistem roda gigi sederhana dengan membandingkan jari-jari roda, tetapi ada cara yang lebih mudah. Karena gigi dari kedua roda gigi saling bertautan, ukurannya harus sama di kedua roda, jadi Anda cukup membandingkan jumlah gigi pada kedua roda. Ini sebenarnya bagaimana Anda menghitung rasio roda gigi. Anda menghitung jumlah gigi pada roda pengemudi dan roda yang digerakkan dan menyatakan angka-angka ini sebagai rasio, atau pecahan.
Misalnya, jika roda pengemudi memiliki 20 gigi, dan roda yang digerakkan memiliki 40, hitung rasio roda gigi sebagai 40/20, yang disederhanakan menjadi 2/1, atau 2:1. (Jumlah gigi pada roda yang digerakkan selalu berada di atas fraksi atau pertama dalam rasio). Ini memberitahu Anda bahwa, untuk setiap putaran roda yang digerakkan, roda pengemudi membuat dua putaran. Demikian pula, rasio 1/2 memberi tahu Anda bahwa roda yang digerakkan berputar dua kali untuk setiap putaran roda pengemudi -- dengan kata lain, roda yang digerakkan berputar lebih cepat daripada poros motor.
Bagaimana Menerapkan Persamaan Rasio Roda Gigi ke Sistem Kompleks
Banyak sistem roda gigi menggabungkan satu atau lebih roda idler, yang sering kali ada untuk memastikan bahwa roda pengemudi dan roda yang digerakkan berputar ke arah yang sama atau untuk mengubah bidang rotasi. Anda dapat menerapkan rumus rasio roda gigi ke setiap pasang roda dalam sistem roda gigi secara berurutan untuk mencapai rasio roda gigi akhir untuk sistem tersebut, tetapi Anda tidak perlu melakukannya. Jika Anda melakukannya, Anda akan menemukan bahwa produk dari semua rasio roda gigi sama dengan rasio antara roda pengemudi dan roda yang digerakkan.
Dengan kata lain, roda pengemudi dan roda yang digerakkan adalah dua hal yang penting. Tidak peduli berapa banyak pemalas yang ada dalam sistem, rasio roda gigi akhir adalah rasio antara roda pengemudi dan roda yang digerakkan. Ini berlaku untuk semua jenis roda gigi, termasuk roda gigi taji, roda gigi miring, dan roda gigi cacing.
Menggunakan Rasio Roda Gigi untuk Menghitung Kecepatan
Jika Anda mengetahui kecepatan putaran roda pengemudi, yang biasanya diukur dalam putaran per menit (rpm), rasio roda gigi memberi tahu Anda kecepatan roda yang digerakkan. Misalnya, pertimbangkan sistem dengan rasio roda gigi 3:1, yang berarti roda pengemudi berputar tiga kali lebih cepat dari roda yang digerakkan. Jika kecepatan roda pengemudi adalah 300 rpm, kecepatan roda yang digerakkan adalah 100 rpm.
Secara umum, Anda dapat menghitung kecepatan putaran menggunakan persamaan rasio roda gigi berikut:
S1 • T1 = S2 • T2, dimana
S1 adalah kecepatan roda kemudi dan T1 adalah jumlah gigi pada roda itu.
S2 dan T2 adalah kecepatan dan jumlah gigi roda yang digerakkan.
Jika Anda sedang merancang sistem roda gigi, Anda akan menemukan bagan rasio roda gigi yang berguna. Anda dapat menemukan rpm motor dalam spesifikasi dan menggunakan bagan untuk merancang sistem roda gigi yang akan menghasilkan kecepatan rotasi berapa pun pada roda yang digerakkan yang Anda butuhkan.