Зупчаници су практично свуда. Они су у аутомобилима, и у мењачу и у брисачима. Они су у бициклима, у кухињском посуђу као што је тук за јаја, па чак и у сатовима - или су барем некада били. Зупчаник је у основи скуп назубљених точкова спојених заједно за повећање или смањење брзине ротације погонског вратила мотора.
Износ који систем зупчаника може променити брзину ротације је функција релативних величина зупчаника, а познат је као преносни однос. Показало се да је формула преносног односа прилично једноставна. У основи рачунате број зуба на погонском точку и делите га бројем зуба на возачком точку, који је причвршћен за мотор. То је једноставан прорачун, чак и када се систем зупчаника састоји од неколико средњих точкова који се називају празним ходницима.
Лакше је израчунати преносни однос него што мислите
Када спојите два зупчаника, њихове релативне величине одређују колико ће се брзо окретати. Ако је возачки точак мањи од погонског, окретаће се чешће од већег. Ако је погонски точак већи, погонски точак ће се брже окретати.
Можете да израчунате количину убрзања и успоравања коју производи једноставан систем зупчаника поређењем радијуса точкова, али постоји лакши начин. Будући да се зуби оба зупчаника спајају, они морају бити исте величине на оба точка, тако да можете једноставно упоредити број зуба на два точка. Ово је заправо начин на који израчунавате преносни однос. Бројиш број зуба и на возачком и на погонском точку и изражаваш ове бројеве као однос или разломак.
На пример, ако возачки точак има 20 зуба, а погонски точак има 40, израчунајте преносни однос као 40/20, што поједностављује на 2/1 или 2: 1. (Број зуба на погонском точку увек иде на врх разломка или прво у односу). То вам говори да за свако окретање погођеног точка возачки точак направи две ротације. Слично томе, однос 1/2 вам говори да се погонски точак окреће два пута за свако окретање возачког точка - другим речима, погонски точак се врти брже од вратила мотора.
Како применити једначину преносног односа на сложене системе
Многи системи зупчаника садрже један или више празних точкова, који су често ту да би се осигурало да се погонски точак и погонски точак врте у истом смеру или да би се променила раван ротације. Можете применити формулу преносног односа на сваки пар точкова у зупчаничком систему да бисте постигли коначни преносни однос система, али то не морате да радите. Ако то учините, видећете да је умножак свих преносних односа једнак односу између возачког и погонског точка.
Другим речима, возачки точак и погонски точак су једина два битна. Без обзира колико празног хода има у систему, крајњи преносни однос је однос између возачког и погонског точка. Ово важи за све врсте зупчаника, укључујући зупчанике са зупчаницима, конусне зупчанике и пужне зупчанике.
Коришћење преносног односа за израчунавање брзине
Ако знате брзину ротације возачког точка, која се обично мери у обртајима у минути (о / мин), преносни однос вам говори брзину погођеног точка. На пример, размотрите систем са преносним односом 3: 1, што значи да се возачки точак окреће три пута брже од погонског точка. Ако је брзина погонског точка 300 о / мин, брзина погонског точка је 100 о / мин.
Генерално, можете израчунати брзину ротације користећи следећу једначину преносног односа:
С.1 • Т.1 = С.2 • Т.2, где
С.1 је брзина возачког точка и Т.1 је број зуба на том точку.
С.2 и т2 су брзина и број зубаца погођеног точка.
Ако дизајнирате систем зупчаника, наћи ћете згодну табелу преноса. Број окретаја мотора можете пронаћи у спецификацијама и помоћу табеле дизајнирати систем зупчаника који ће произвести било коју брзину ротације погонског точка која вам је потребна.