Enkel utväxling förklarad

Hur växlar interagerar med varandra är viktigt att veta för alla som planerar att få ut det mesta av dem. De flesta moderna bilar har utväxlingsförhållanden som beräknades med datorer, men cyklar och mekaniska hemprojekt inte. Om du blir mystifierad av utväxlingsförhållanden kommer det att hjälpa dig att veta vad ett utväxlingsförhållande är och hur det påverkar andra delar av din mekaniska enhet.

Om det finns ett antal kugghjul som går ihop, kommer antalet tänder på dem att bilda ett viktigt förhållande: utväxlingen. När flera växlar går ihop bildar de det som kallas en växelkedja. Förhållandet beräknas endast från första växeln, drivväxeln som är kopplad till strömkällan och den sista växeln i kedjan. Om du räknar upp antalet tänder på växel ett och på växel X (den sista) och ställer in dem i ett förhållande (1: X), är detta utväxlingsförhållandet. Om antalet kan minskas bör du minska det, till exempel ett förhållande på 100 tänder: 40 tänder minskar till 5: 2.

Utväxlingsförhållandet är nödvändigt för att beräkna hastigheten som en viss växellåda kommer att producera. När du har den informationen har du hälften av den information som behövs för att beräkna hastigheten. Ekvationen är Speed ​​(Gear 1) * Tänder (Gear 1) = Speed ​​(Gear X) * Tänder (Gear X). Så om du har den hastighet som motorn sätter i växlarna kan du mycket enkelt beräkna hastigheten på växeln X.

På en cykel har du ett något annorlunda system: istället för ett par kugghjul som ingriper direkt, är de fästa med en remskedja, men utväxlingsförhållandet gäller fortfarande. På en mountainbike har du till exempel en uppsättning koncentriska kugghjul kopplade till pedalerna och fler kugghjul kopplade till drivhjulet. Förhållandet mellan tänderna på hjulväxeln och tänderna på pedalväxeln kommer fortfarande att bilda ett förhållande - och om du trampar med en inställd hastighet på cykeln, ändras det utväxlingsförhållandet hur snabbt du går

I en växelkedja, när det finns ett antal växlar i mitten, händer något ganska intressant med mellanväxlarna. Du kanske har märkt att i de tidigare beräkningarna är de enda kugghjulen som är viktiga de första och sista. Detta beror på att växlar däremellan inte påverkar hastigheten - de går så snabbt eller långsamt som de behöver. Vad de ändrar är dock riktningen: om det finns ett udda antal växlar, kommer det första och det sista att vända i samma riktning.

Fördelarna med att känna till utväxlingsförhållandet är att du kan använda det till din mekaniska fördel. Det finns en avvägning mellan hastighet och vridmoment, vilket är rotationseffekt. När utväxlingen är 1: 1 är vridmomentet detsamma och varvtalet detsamma. Men så snart du ökar utväxlingen (till exempel 1: 4) kommer du att minska vridmomentet men öka hastigheten avsevärt. Om du vred om förhållandet (säg 4: 1) skulle du minska hastigheten men öka vridmomentet.