Oprema so praktično povsod. So v avtomobilih, tako v menjalniku kot v brisalcih vetrobranskega stekla. So v kolesih, v takih kuhinjskih pripomočkih, kot je jajčni tekač, in celo v urah - ali vsaj včasih. Zobnik je v bistvu sklop zobnih koles, povezanih skupaj za povečanje ali zmanjšanje hitrosti vrtenja pogonske gredi motorja.
Količina zobniškega sistema, ki lahko spremeni hitrost vrtenja, je odvisna od relativnih velikosti zobniških koles in je znana kot prestavno razmerje. Formula prestavnega razmerja se izkaže za dokaj preprosto. V bistvu preštejete število zob na gnanem kolesu in to delite s številom zob na voznikovem kolesu, ki je pritrjeno na motor. To je preprost izračun, tudi če je zobniški sistem sestavljen iz več vmesnih koles, imenovanih prosti tek.
Lažje je izračunati prestavno razmerje, kot si mislite
Ko združite dve zobniki, njihove relativne velikosti določajo, kako hitro se bo vsako zavrtelo. Če je vozniško kolo manjše od gnanega, se bo vrtelo pogosteje kot večje. Če je vozniško kolo večje, se bo pogonsko kolo vrtelo hitreje.
Količino pospeševanja in upočasnitve, ki jo ustvari preprost sistem zobnikov, lahko izračunate s primerjavo polmerov koles, vendar obstaja lažji način. Ker se zobje obeh zobnikov zaklenejo, morajo biti na obeh kolesih enako veliki, zato lahko preprosto primerjate število zob na obeh kolesih. Tako dejansko izračunate prestavno razmerje. Štete število zob tako na voznikovem kot na gnanem kolesu in te številke izrazite kot razmerje ali ulomek.
Na primer, če ima vozniško kolo 20 zob, gnano pa 40, izračunajte prestavno razmerje kot 40/20, kar poenostavi na 2/1 ali 2: 1. (Število zob na gnanem kolesu gre vedno na vrh ulomka ali najprej v razmerju). To vam pove, da za vsako vrtenje gnanega kolesa voznikovo kolo izvede dve rotaciji. Podobno razmerje 1/2 pove, da se gnano kolo pri vsakem vrtenju voznikovega kolesa vrti dvakrat - z drugimi besedami, gnano kolo se vrti hitreje kot gred motorja.
Kako uporabiti enačbo prestavnega razmerja na kompleksne sisteme
Številni zobniški sistemi vključujejo eno ali več prostih koles, ki so pogosto tam, da se zagotovi, da se voznikovo in gnano kolo vrtijo v isto smer ali da se spremeni ravnina vrtenja. Formulo prestavnega razmerja lahko zaporedoma uporabite za vsak par koles v zobniškem sistemu, da dosežete končno prestavno razmerje sistema, vendar vam tega ni treba storiti. Če boste to storili, boste ugotovili, da je zmnožek vseh prestavnih razmerij enak razmerju med vozniškim in pogonskim kolesom.
Z drugimi besedami, vozniško in pogonsko kolo sta edina pomembna. Ne glede na to, koliko prostih tekov je v sistemu, je končno prestavno razmerje razmerje med vozniškim in pogonskim kolesom. To velja za vse vrste zobnikov, vključno z zobniki, stožčasti zobniki in polžami.
Uporaba prestavnega razmerja za izračun hitrosti
Če poznate hitrost vrtenja vozniškega kolesa, ki se običajno meri v vrtljajih na minuto (vrt / min), vam prestavno razmerje pove hitrost gnanega kolesa. Na primer, razmislite o sistemu s prestavnim razmerjem 3: 1, kar pomeni, da se vozniško kolo vrti trikrat hitreje kot gnano kolo. Če je hitrost pogonskega kolesa 300 vrt / min, je hitrost pogonskega kolesa 100 vrt / min.
Na splošno lahko hitrost vrtenja izračunate z uporabo naslednje enačbe prestavnega razmerja:
S1 • T1 = S2 • T2, kje
S1 je hitrost vozniškega kolesa in T1 je število zob na tem kolesu.
S2 in T2 sta hitrost in število zob gnanega kolesa.
Če načrtujete zobniški sistem, boste našli tabelo prestavnih razmerij priročno. Število vrtljajev motorja najdete v specifikacijah in uporabite tabelo za načrtovanje zobniškega sistema, ki bo proizvedel kakršno koli vrtilno hitrost pogonskega kolesa, ki jo potrebujete.