Makine mühendisliğinde dişli oranı, birbiriyle rekabet halinde olan iki veya daha fazla dişlinin dönüş hızının doğrudan ölçümüdür. Genel bir kural olarak, iki dişli söz konusu olduğunda, tahrik dişlisi (döner kuvveti doğrudan motordan, motordan vb. alan dişli) tahrik edilen dişliden daha büyükse, tahrik edilen dişli daha hızlı dönecektir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu temel kavramı bir formülde yazabiliriz. Dişli oranı = T2/T1, T1 birinci vitesteki diş sayısı ve T2 ikinci vitesteki diş sayısıdır.
Adım
Yöntem 1/2: Dişli Devresinde Dişli Oranının Hesaplanması
iki vites
Adım 1. İki vitesli bir setle başlayın
Dişli oranını belirlemek için en az iki vitesin birbirine kenetlenmiş olması gerekir. Bu iki birbirine kenetlenen dişliye "dişli takımı" denir. Genel olarak birinci dişli motor miline monte edilmiş bir "tahrik dişlisi", ikinci dişli ise yük miline monte edilmiş bir "tahrik dişlisidir". Tahrik dişlisinden tahrik edilen dişliye güç aktarmak için aralarında bir takım dişliler de mevcut olabilir. Bu dişlilere "yüksüz dişliler" denir.
Şimdi içinde sadece iki dişli bulunan bir dişli takımına bakalım. Dişli oranını hesaplamak için bu iki dişlinin birbiriyle etkileşime girmesi gerekir. Başka bir deyişle, dişler birbirine geçmeli ve biri diğerini döndürmelidir. Örneğin, daha büyük bir tahrik dişlisini (dişli 2) döndüren küçük bir tahrik dişliniz (dişli 1) olduğunu varsayalım
Adım 2. Tahrik dişlisindeki diş sayısını sayın
Birbirine kenetlenen iki dişli arasındaki dişli oranını hesaplamanın bir yolu, sahip oldukları diş sayısını (tekerleğin kenarındaki küçük diş benzeri tümsekler) karşılaştırmaktır. Tahrik dişlisinde kaç diş olduğunu sayarak başlayın. Bunu manuel olarak hesaplayarak veya bazen tahrik dişlisi üzerinde yazılı bilgilere bakarak yapabilirsiniz.
Örneğin, sistemdeki daha küçük tahrik dişlisinin 20 diş.
Adım 3. Tahrik edilen dişlideki diş sayısını sayın
Ardından, daha önce tahrik dişlisi için yaptığınız gibi, tahrik edilen dişlide kaç diş olduğunu sayın.
Örneğin, tahrik edilen dişlinin 30 diş.
Adım 4. Diş sayısını birbirine bölün
Artık her viteste kaç diş olduğunu bildiğinize göre, vites oranlarını oldukça kolay bir şekilde hesaplayabilirsiniz. Tahrik dişlisindeki dişleri tahrik dişlisindeki dişlere bölün. Cevabı ödevinize bağlı olarak ondalık, kesirli veya oran biçiminde (x: y gibi) yazabilirsiniz.
- Yukarıdaki örnekte, tahrik dişlisindeki 30 dişin tahrik dişlisindeki 20 dişe bölünmesi 30/20 = verir. 1, 5. onu da yazabiliriz 3/2 veya 1, 5: 1.
- Bu dişli oranının anlamı, daha büyük tahrik edilen dişlinin tam bir devir yapması için daha küçük tahrik dişlisinin bir buçuk kez dönmesi gerektiğidir. Tahrik edilen dişli daha büyük olduğu için, tahrik edilen dişli daha yavaş dönecektir.
İkiden Fazla Dişli
Adım 1. İkiden fazla vitese sahip bir dişli seti ile başlayın
Adından da anlaşılacağı gibi, bir "dişli takımı" sadece bir tahrik dişlisi ve bir tahrikli dişliden değil, uzun bir dizi dişliden oluşabilir. Bu durumda, ilk vites tahrik dişlisi olarak kalır, son vites tahrik edilen vites olarak kalır ve orta vites "yüksüz vites" olur. Bu yüksüz dişliler genellikle dönüş yönünü değiştirmek veya doğrudan dişli ayarının onları ağırlaştıracağı veya kullanılamaz hale getireceği durumlarda iki dişliyi birbirine bağlamak için kullanılır.
Örneğin, yukarıda açıklanan iki dişli devrenin şimdi yedi küçük dişe sahip bir dişli tarafından çalıştırıldığını varsayalım. Bu durumda, 30 dişe sahip olan dişli tahrikli dişli oldu ve 20 dişe sahip olan (önceden tahrik olan) dişli şimdi yüksüz dişli oldu
Adım 2. Tahrik dişlisinin ve tahrik edilen dişlinin diş sayısını bölün
İkiden fazla dişliye sahip dişli takımlarıyla uğraşırken hatırlanması gereken önemli şey, yalnızca tahrik dişlisinin ve tahrik edilen dişlinin (genellikle birinci ve son vites) önemli olduğudur. Başka bir deyişle, yüksüz dişliler, tüm setin dişli oranını hiç etkilemez. Tahrik dişlisini ve tahrik dişlisini tanımladıktan sonra, önceki gibi dişli oranlarını hesaplayabilirsiniz.
Yukarıdaki örnekte, tahrik edilen dişlinin otuz dişini yeni tahrik dişlisinin yedi dişine bölerek dişli oranını hesaplayacağız. 30/7 = yakl. 4, 3 (veya 4, 3: 1). Bu, çok daha büyük tahrik edilen dişlinin bir kez dönmesi için tahrik dişlisinin yaklaşık 4,3 kez dönmesi gerektiği anlamına gelir.
Adım 3. Gerekirse, merkez dişli için dişli oranını hesaplayın
Yüksüz dişlileri de içeren dişli oranlarını hesaplayabilirsiniz ve bunu belirli durumlarda yapmak isteyebilirsiniz. Bu durumda, tahrik dişlisinden başlayın ve yük dişlisine kadar ilerleyin. Önceki vitese bir sonraki vitese kadar bir tahrik dişlisi gibi davranın. Merkez dişli oranını hesaplamak için her bir "tahrikli" dişlideki diş sayısını, her bir birbirine geçen dişli takımı için "tahrik" dişlisindeki diş sayısına bölün.
- Yukarıdaki örnekte, merkez dişli oranı 20/7 = 2, 9 ve 30/20 = 1, 5. Bu oranların tüm set için dişli oranı olan 4.3 ile aynı olmadığına dikkat edilmelidir.
- Yine de, ayrıca (20/7) × (30/20) = 4, 3 olduğuna da dikkat edilmelidir. Genel olarak, dişli takımının merkez dişlilerinin oranları, tüm dişlilerin oranına eşit olacak şekilde çarpılmalıdır.
Yöntem 2/2: Oran/Hız Hesaplarının Yapılması
Adım 1. Tahrik dişlisinin dönüş hızını hesaplayın
Dişli oranları kavramını kullanarak, tahrik dişlisinin "giriş" hızına bağlı olarak tahrik edilen dişlinin ne kadar hızlı döndüğünü belirlemek kolaydır. Yeni başlayanlar için tahrik dişlisinin dönüş hızını hesaplayın. Birçok vites hesaplamasında, bu, diğer hız birimleri de kullanılabilmesine rağmen, dakikadaki devir sayısı (rpm) ile sonuçlanır.
Örneğin, yedi dişli bir tahrik dişlisi ve 30 dişli bir tahrik dişlisi ile yukarıdaki dişli devresi örneğinde, tahrik dişlisinin 130 rpm'lik bir hızda döndüğünü varsayalım. Bu bilgi ile aşağıdaki adımlarda tahrik edilen dişlinin hızını hesaplayacağız
Adım 2. Bu bilgiyi S1 × T1 = S2 × T2 formülüne yerleştirin
Bu formülde S1, tahrik dişlisinin dönme hızını, T1 tahrik dişlisinin dişlerini ve S2 ve T2, tahrik edilen dişlinin hızını ve dişlerini ifade eder. Yalnızca bir değişkeniniz kalana kadar bu değişkenleri doldurun.
- Diğer değişkenleri bulmak mümkün olsa da, genellikle bunun gibi sorularda S2'nin büyüklüğünü bulacaksınız. Yukarıdaki örnekte sahip olduğumuz bilgileri girerek şunları elde edeceğiz:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
Adım 3. Bitirin
Kalan değişkenleri hesaplamak sadece basit bir matematik problemidir. Kalan denklemleri basitleştirin ve değişkeni denklem işaretinin bir tarafında yalıtın, cevabı alacaksınız. Doğru birimlerde yazmayı unutmayınız. Bu nedenle ev ödevlerinden değer kaybedebilirsiniz.
- Yukarıdaki örnekte bunu şu şekilde çözebiliriz:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 rpm = S2
- Başka bir deyişle, tahrik dişlisi 130 rpm hızda dönüyorsa, sürülen dişli 30.33 rpm hızda dönecektir. Tahrik edilen dişli çok daha büyük olduğundan, tahrik edilen dişli çok daha yavaş dönecektir.
İpuçları
- Dişli oranı ilkesinin nasıl uygulandığını görmek için bisikletinizi sürmeyi deneyin. Tırmanmanın en kolay yolunun önde küçük, arkada büyük bir dişli olması olduğunu unutmayın. Pedalların gücüyle daha küçük vitesi döndürmek daha kolaydır, ancak düz yüzeyler için kullanacağınız vites düzenine kıyasla arka tekerleğin dönmesi çok fazla dönüş alır. Bu daha yavaş hareket etmenizi sağlar.
- Düşürülmüş bir sistem (yük devri motor devrinden daha az olduğunda), daha yüksek dönüş hızlarında optimum güç sağlayan bir motor gerektirir.
- Yükü sürmek için gereken güç, dişli oranları aracılığıyla motordan yükseltilir veya indirilir. Bu motor, dişli oranı hesaplandıktan sonra yükün ihtiyaç duyduğu gücü sağlayacak şekilde yeniden boyutlandırılmalıdır. Yükseltilmiş bir sistem (yük devri motor devrinden daha büyük olduğunda), daha düşük dönüş hızlarında optimum güç sağlayan bir motor gerektirir.
