כיצד להשתמש בגלגלות להפחתת מהירות

גלגלות מייצגות מכונות פשוטות המשמשות לפעולות רבות. מערכות גלגלת עשויות משני גלגלי גלגלת על גבי פיר עם חגורה המצטרפת אליהם. גלגלת אחת היא גלגלת הנהג, והשנייה היא גלגלת מונע. גלגלות יכולות לשנות מהירות, לספק מומנט ולשנות את כיוון הסיבוב. שינוי מהירות עם גלגלות כרוך בשינוי קוטר גלגל גלגלת.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

מערכות גלגלת כוללות שני גלגלי גלגלת על גבי ציר המחובר לחגורה. גלגלים אלה הם גלגלות נהג ומונעות. על ידי שינוי קוטר גלגלי הגלגלת ניתן לשנות מהירות. גלגלת קטנה יותר המסובבת גלגלת גדולה יותר גורמת לכך שגדולה יותר נעה לאט יותר אך עם יותר כוח פיר.

במערכת דו גלגלת עם גלגלים בגדלים שונים, ניתן לחשב את ההבדל במהירות בין שני גלגלי הגלגלת. יחס המהירות נמצא על ידי שימוש בקוטר הגלגלת המונעת חלקי בקוטר גלגלת הנהג. לדוגמא, עם גלגלת מונעת של 150 מ"מ וגלגלת נהג של 50 מ"מ, יחס המהירות הוא 3. מציאת מהירות המוצא כרוכה לקחת את מהירות הקלט ולחלק אותו ביחס המהירות. בעיקרון מהירות גלגלת היציאה הופכת למהירות הכניסה לשלב הבא, ותוכלו למצוא את הכונן הרב-גלגלתי. אם מהירות הקלט היא 75 סל"ד, מהירות הפלט שווה ל 75 סל"ד חלקי 3 או 25 סל"ד. בתורו, ניתן למצוא את מומנט המוצא מגלגל הנהג לגלגלת המונעת על ידי הכפלת מומנט הכניסה ביחס המהירות.

שתי גלגלות המחוברות על ידי חגורה בגודל זהה יסתובבו באותה מהירות באותו כוח פיר. גלגלת קטנה יותר המסובבת גלגלת גדולה יותר גורמת לכך שגדולה יותר נעה לאט יותר אך עם יותר כוח פיר. דוגמה לכך תהיה משאית בהילוך נמוך, כאשר המנוע שלה מסתובב במהירות אך הגלגלים מסתובבים לאט, אך עם זאת יש לו כוח משמעותי במהירות מופחתת. לחלופין, גלגלת גדולה יותר המסובבת גלגלת קטנה יותר גורמת לכך שהקטן יותר מסתובב מהר יותר אך עם פחות כוח פיר. לדוגמה, משאית בהילוך גבוה תהיה בעלת מנוע מסתובב לאט יותר אך גלגלים מסתובבים במהירות, וכתוצאה מכך מהירות גדולה יותר של המשאית. מצמדים מספקים שליטה על נשיאת עומס ומהירות.

גלגלות משמשות ברצועות הנעה למכונות שונות. החגורות עצמן עשויות להיות עשויות מחומר סינטטי. גלגלות וחגורות אינן דורשות שימון, אם כי החגורה יכולה להישחק או להחליק. במכונת שלג מצמד מורכב משתי גלגלות המחוברות באמצעות חגורה רחבה חזקה מאוד ועם זאת גמישה. כאשר מכונת השלג נתקלת בעומס או בהתנגדות, המנוע מאט וגלגל הכונן מאט ומתפשט. ואז, הקפיצים במצמד המונע נדחפים זה לזה. זה גורם להפחתת מהירות המסלול אך יותר כוח למכונת השלג.

כדי להתאים את מהירות המאוורר, ניתן להשתמש בגלגלת מתכווננת. גלגלות מתכווננות כוללות שני קטעים מחוברים מחודדים, כאשר אחד מהם מופנה על השני. כאשר פונים זה לזה החגורה שלהם נאלצת מחוץ לגלגלת ומהירות המאוורר מוגברת. לעומת זאת, הפחתת מהירות המאוורר תביא לפירוק חצאי הגלגלת זה מזה ולקצר את המרחק לחגורה לנוע סביבו. בעיקרו של דבר, קוטר הגלגלת שונה כדי להפחית את מהירות המאוורר ולכן את זרימת האוויר.

מכוניות משתמשות לרוב בחגורה סינכרונית עבור מערכת ההנעה לתזמון המנוע. ככל שמהירות גלגלת הנהיגה עולה, כך עולה תדירות הרטט של החגורה. כמו כן, כאשר מפחיתים את גלגלת ההנעה, רטט החגורה פוחת. הפחתת הרטט משפרת את יציבות ההעברה.

מסועים המשמשים להובלת חומרים כגון כרייה נשענים על מערכת גלגלות. על מנת שהמסועים יעבדו בבטחה וביעילות, יש לשלוט על מהירותם. לשם כך יש לשמור על מתח החגורה, כך שהחגורה לא תשקע ותייצר חיכוך. יש לשלוט בכוחות המניעים המופעלים על גלגלות ההנעה כדי למנוע החלקה של החגורה. המסוע יכול להאט לאחר שיא הכוח המניע על גלגל ההנעה. בקרה זו מונעת דליפת חומר מהמסוע.

הדגמת גלגלת פשוטה יכולה להיעשות בבית בעזרת רצועת גומי וסלילי חוט. רצועת הגומי מייצגת את חגורת הכונן, והסלילים מייצגים את הגלגלים. על ידי שימוש בגדלים שונים של הסלילים, ניתן להדגים את מספר הסיבובים שהסליל המונע צריך כדי להפוך את סליל הכונן. הסלילים מדגימים את הפרש המהירות של גלגלי הגלגלת.