गियर अनुपात कैसे काम करता है

आप लगभग हर उस चीज़ में गियर देखते हैं जिसमें कताई वाले हिस्से होते हैं। उदाहरण के लिए, कार के इंजन और ट्रांसमिशन में बहुत सारे गियर होते हैं। यदि आप कभी वीसीआर खोलकर अंदर देखें, तो आप देखेंगे कि यह गियर से भरा है। विंड-अप, दादा और पेंडुलम घड़ियों में बहुत सारे गियर होते हैं, खासकर अगर उनमें घंटियाँ या झंकार हों। आपके घर के किनारे पर शायद बिजली का मीटर लगा हो, और अगर इसमें सी-थ्रू कवर है, तो आप देख सकते हैं कि इसमें 10 या 15 गियर हैं। गियर हर जगह होते हैं जहां घूर्णी गति पैदा करने वाले इंजन और मोटर होते हैं । हाउ स्टफ वर्क्स के इस संस्करण में, आप गियर, गियर अनुपात और गियर ट्रेनों के बारे में जानेंगे ताकि आप समझ सकें कि आपके द्वारा देखे जाने वाले सभी विभिन्न गियर क्या कर रहे हैं।

गियर आमतौर पर चार अलग-अलग कारणों में से एक के लिए उपयोग किए जाते हैं:

1. घूर्णन की दिशा उलटने के लिए
2. रोटेशन की गति को बढ़ाने या घटाने के लिए
3. घूर्णी गति को भिन्न अक्ष पर ले जाने के लिए
4. दो अक्षों के घूर्णन को समकालिक रखने के लिए

आप ऊपर दिए गए चित्र में प्रभाव 1, 2 और 3 देख सकते हैं। इस चित्र में, आप देख सकते हैं कि दो गियर विपरीत दिशाओं में घूम रहे हैं, कि छोटे गियर दोगुनी गति से बड़ा गियर के रूप में स्पिन हो रही है, और कहा कि रोटेशन की धुरी छोटे गियर के रोटेशन की धुरी के अधिकार के लिए है बड़े गियर के लिए। तथ्य यह है कि एक गियर दो बार तेजी से घूम रहा है, दूसरे परिणाम गियर, या गियर अनुपात के बीच के अनुपात से (हमारे गियर अनुपात चार्ट की जांच करें)अधिक जानकारी के लिए)। इस आकृति में, बायीं ओर के गियर का व्यास दायीं ओर के गियर के व्यास का दोगुना है। इसलिए गियर अनुपात 2:1 है (उच्चारण "दो से एक")। यदि आप आंकड़ा देखते हैं तो आप अनुपात देख सकते हैं: हर बार जब बड़ा गियर एक बार घूमता है, तो छोटा गियर दो बार घूमता है। आप देख सकते हैं कि यदि दोनों गियर का व्यास समान होता, तो वे समान गति से लेकिन विपरीत दिशाओं में घूमते।

अंतर्वस्तु

1. गियर अनुपात की अवधारणा को समझना
2. गियर ट्रेनें
3. गियर्स के लिए अन्य उपयोग
4. एक उदाहरण

यदि आप किसी वृत्त की परिधि की अवधारणा को समझते हैं तो गियर अनुपात की अवधारणा को समझना आसान है। ध्यान रखें कि एक वृत्त की परिधि वृत्त के व्यास को Pi . से गुणा करने के बराबर है(पाई 3.14159 के बराबर है...) इसलिए, यदि आपके पास एक इंच के व्यास वाला एक वृत्त या गियर है, तो उस वृत्त की परिधि 3.14159 इंच होगी। निम्नलिखित आंकड़ा दिखाता है कि 1.27 इंच के व्यास वाले एक सर्कल की परिधि 4 इंच की रैखिक दूरी के बराबर है: मान लीजिए कि आपके पास एक और सर्कल था जिसका व्यास 1.27 इंच / 2 = 0.635 इंच था, और आपने इसे अंदर घुमाया ठीक उसी तरह जैसे इस चित्र में है। आप पाएंगे कि, क्योंकि इसका व्यास आकृति में वृत्त का आधा है, इसे उसी 4 इंच की रेखा को कवर करने के लिए दो पूर्ण चक्कर लगाने होंगे। यह बताता है कि क्यों दो गियर, एक दूसरे से आधा बड़ा, का गियर अनुपात 2:1 है। जब बड़ा गियर एक बार घूमता है तो समान दूरी तय करने के लिए छोटे गियर को दो बार घूमना पड़ता है।

अधिकांश गियर जो आप वास्तविक जीवन में देखते हैं उनमें दांत होते हैं। दांतों के तीन फायदे हैं:

1. वे गियर के बीच फिसलन को रोकते हैं - इसलिए गियर से जुड़े धुरों को हमेशा एक दूसरे के साथ सिंक्रनाइज़ किया जाता है।
2. वे सटीक गियर अनुपात निर्धारित करना संभव बनाते हैं - आप केवल दो गियर में दांतों की संख्या गिनते हैं और विभाजित करते हैं। इसलिए यदि एक गियर में ६० दांत हैं और दूसरे में २० दांत हैं, तो इन दोनों गियर को एक साथ जोड़ने पर गियर अनुपात ३:१ है।
3. वे इसे इसलिए बनाते हैं ताकि वास्तविक व्यास और दो गियर की परिधि में मामूली खामियां मायने न रखें। गियर अनुपात दांतों की संख्या से नियंत्रित होता है, भले ही व्यास थोड़ा सा हो।

बड़े गियर अनुपात बनाने के लिए, गियर ट्रेनों में अक्सर गियर को एक साथ जोड़ा जाता है , जैसा कि यहां दिखाया गया है:

ट्रेन में दाहिने हाथ (बैंगनी) गियर वास्तव में दो भागों में बनाया गया है, जैसा कि दिखाया गया है। एक छोटा गियर और एक बड़ा गियर एक साथ जुड़े हुए हैं, एक के ऊपर एक। गियर ट्रेनों में अक्सर ट्रेन में कई गियर होते हैं, जैसा कि निम्नलिखित दो आंकड़ों में दिखाया गया है:

ऊपर के मामले में, बैंगनी गियर नीले गियर की गति से दुगनी गति से घूमता है। हरा गियर बैंगनी गियर की गति से दुगना गति से मुड़ता है। लाल गियर हरे से दुगनी दर से मुड़ता है। नीचे दिखाई गई गियर ट्रेन का गियर अनुपात अधिक है:

इस ट्रेन में छोटे गियर बड़े गियर के आकार का पांचवां हिस्सा होते हैं। इसका मतलब है कि अगर आप बैंगनी गियर को 100 आरपीएम (रिवोल्यूशन रीर मिनट) पर घूमने वाली मोटर से जोड़ते हैं, तो ग्रीन गियर 500 आरपीएम की दर से घूमेगा और लाल गियर 2,500 आरपीएम की दर से घूमेगा। उसी तरह, आप बैंगनी गियर पर 100 आरपीएम प्राप्त करने के लिए लाल गियर में 2,500 आरपीएम मोटर लगा सकते हैं। यदि आप अपने बिजली मीटर के अंदर देख सकते हैं और यह पांच यांत्रिक डायल के साथ पुरानी शैली का है, तो आप देखेंगे कि पांच डायल इस तरह एक गियर ट्रेन के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े हुए हैं, जिसमें गियर का अनुपात 10:1 है। क्योंकि डायल सीधे एक दूसरे से जुड़े होते हैं, वे विपरीत दिशाओं में घूमते हैं (आप देखेंगे कि नंबर एक दूसरे के बगल में डायल पर उलटे हैं)। गियर अनुपात के बारे में अधिक जानकारी के लिए, हमारे देखेंगियर अनुपात चार्ट ।

गियर का उपयोग करने के कई अन्य तरीके हैं। उदाहरण के लिए, आप गियर ट्रेन में रोटेशन की धुरी को 90 डिग्री तक मोड़ने के लिए शंक्वाकार गियर का उपयोग कर सकते हैं। इस तरह के शंक्वाकार गियर खोजने का सबसे आम स्थान रियर-व्हील-ड्राइव कार के अंतर में है। एक डिफरेंशियल इंजन के रोटेशन को पीछे के पहियों को चलाने के लिए 90 डिग्री मोड़ता है:

एक अन्य विशेष गियर ट्रेन को ग्रहीय गियर ट्रेन कहा जाता है । ग्रहीय गियर निम्नलिखित समस्या का समाधान करते हैं। मान लीजिए कि आप 6:1 का गियर अनुपात चाहते हैं। उस अनुपात को बनाने का एक तरीका निम्नलिखित तीन-गियर ट्रेन के साथ है:

इस ट्रेन में, लाल गियर में पीले गियर के व्यास का तीन गुना होता है, और नीले गियर में लाल गियर के व्यास का दो गुना होता है (6:1 अनुपात देता है)। हालांकि, कल्पना करें कि आप चाहते हैं कि आउटपुट गियर की धुरी इनपुट गियर की तरह ही हो। इस समान-अक्ष क्षमता की आवश्यकता के लिए एक सामान्य स्थान एक इलेक्ट्रिक स्क्रूड्राइवर में है । उस स्थिति में, आप एक ग्रहीय गियर प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं, जैसा कि यहां दिखाया गया है:

इस गियर सिस्टम में, पीला गियर तीनों लाल गियर को एक साथ संलग्न करता है। वे तीनों एक प्लेट से जुड़े हुए हैं, और वे बाहर की बजाय नीले गियर के अंदर लगे हुए हैं। क्योंकि एक के बजाय तीन लाल गियर हैं, यह गियर ट्रेन बेहद ऊबड़-खाबड़ है। आउटपुट शाफ्ट को प्लेट से लिया जाता है, और नीले गियर को स्थिर रखा जाता है। आप इलेक्ट्रिक स्क्रूड्राइवर पेज पर टू-स्टेज प्लैनेटरी गियर सिस्टम की तस्वीर देख सकते हैं ।

अंत में, निम्न स्थिति की कल्पना करें: आपके पास दो लाल गियर हैं जिन्हें आप सिंक्रनाइज़ रखना चाहते हैं, लेकिन वे कुछ दूरी पर हैं। आप उनके बीच एक बड़ा गियर रख सकते हैं यदि आप चाहते हैं कि उनके रोटेशन की समान दिशाएँ हों:

या आप दो समान आकार के गियर का उपयोग कर सकते हैं यदि आप चाहते हैं कि उनके पास विपरीत घूर्णी दिशा हो:

हालांकि, इन दोनों मामलों में अतिरिक्त गियर भारी होने की संभावना है और आपको उनके लिए एक्सल बनाने की आवश्यकता है। इन मामलों में सामान्य समाधान या तो एक श्रृंखला या दांतेदार बेल्ट का उपयोग करना है , जैसा कि यहां दिखाया गया है:

चेन और बेल्ट के फायदे हल्के वजन, दो गियर को कुछ दूरी से अलग करने की क्षमता और एक ही चेन या बेल्ट पर कई गियर को एक साथ जोड़ने की क्षमता है। उदाहरण के लिए, एक कार इंजन में, एक ही दांतेदार बेल्ट क्रैंकशाफ्ट, दो कैमशाफ्ट और अल्टरनेटर को संलग्न कर सकता है। यदि आपको बेल्ट के स्थान पर गियर का उपयोग करना पड़े, तो यह बहुत कठिन होगा! गियर अनुपात के बारे में अधिक जानकारी के लिए, हमारे गियर अनुपात चार्ट पर जाएँ ।

मूल रूप से प्रकाशित: 1 अप्रैल 2000

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