Ett kugghjul består av tandade hjul fästa på axlarna. Det skapar en mekanisk fördel i en rad applikationer, till exempel använder en cyklist kugghjul för att intensifiera kraften när han trycker på pedalerna. Kugghjul har många egenskaper, varav en är hastighetsförhållandet, ofta känt som utväxlingsförhållande. Detta är förhållandet mellan ingångsväxelns vridhastighet och utgångsväxelns hastighet, med andra ord, hur många gånger ingångsväxeln måste rotera för att få utgångsväxeln att kretsa en gång.
TL; DR (för lång; Läste inte)
En kugghjul består av tandade hjul ("tänder") anslutna till axlar. För att beräkna hastighetsförhållandet, annars känt som utväxlingsförhållande, dividerar du antalet kuggar i ingångsväxeln med antalet tänder på utgångsväxeln.
Hastighetsförhållande Definition
Ett kugghjul består av mer än ett kugghjul kopplat till varandra och deras tänder går ihop. När en maskin har två växlar i olika storlekar, svänger den mindre växeln snabbare än den större växeln. När den första växeln (föraren eller ingångsväxeln) svänger, växlar den andra växeln (den drivna eller utgående växeln) som svar. Skillnaden mellan de två växlarnas hastigheter kallas hastighetsförhållande eller utväxlingsförhållande.
Beräkning av hastighetsförhållande
Förhållandet bestäms av antalet tänder på varje kugghjul. Beräkna hastighetsförhållandet för två växlar genom att dela utgångsväxelns vinkelhastighet (representerad numeriskt med antalet tänder) av ingångsvinkelns vinkelhastighet (representerad numeriskt av antal tänder).
Exempel på hastighetsförhållande
Anta att du har en ingång med 10 tänder och en utgång med 20 tänder. Du hittar hastighetsförhållandet genom att träna:
\ frac {20} {10} = 2
Detta kugghjulspar har ett hastighetsförhållande på 2 eller 2/1. Med andra ord roterar ingångsdrevet två gånger för att få utgångsdrevet att kretsa en gång.
Beräknar hastighetsutgång
Om du känner till hastighetsförhållandet och hastighetsinmatningen kan du beräkna hastighetsutmatningen med formeln utgångshastighet = ingångshastighet ÷ hastighetsförhållande. Om du till exempel har ett hastighetsförhållande på 3 och ingångsväxeln roterar med 180 rpm, träna:
\ frac {180} {3} = 60
Utgångshastigheten är 60 rpm. Du kan vända denna formel för att räkna ut hastighetsinmatningen om du känner till hastighetsutmatningen och hastighetsförhållandet. Om du till exempel har ett hastighetsförhållande på 4 och utgången växlar med 40 rpm, träna:
40 \ gånger 4 = 160
Ingångshastigheten är 160 rpm.