गियर्स: इन स्प्रोकेट्स के बारे में आपको जो कुछ जानने की जरूरत है

गियर

L गियर वे एनालॉग घड़ियों से लेकर वाहन के इंजन, गियरबॉक्स तक, रोबोट, प्रिंटर और कई अन्य मेक्ट्रोनिक प्रणालियों के माध्यम से कई मौजूदा तंत्रों में हैं। उनके लिए धन्यवाद, ट्रांसमिशन सिस्टम बनाया जा सकता है और आंदोलन को प्रसारित करने से परे जा सकता है, वे इसे बदल भी सकते हैं।

इसलिए, वे बहुत महत्वपूर्ण तत्व हैं कि आपको पता होना चाहिए कि वे कैसे काम करते हैं सही ढंग से। इस तरह, आप अपनी परियोजनाओं के लिए सही गियर का उपयोग कर सकते हैं और बेहतर ढंग से समझ सकते हैं कि वे कैसे काम करते हैं ...

एक गियर क्या है?

गियर

चेन सिस्टम, पुली सिस्टम, फ्रिक्शन व्हील्स आदि हैं। उन सभी को ट्रांसमिशन सिस्टम इसके फायदे और नुकसान के साथ। लेकिन उन सभी में, गियर सिस्टम सबसे अलग है, जो आमतौर पर उनके गुणों के लिए पसंदीदा होते हैं:

  • वे बिना फिसले अपने दांतों के कारण बड़ी ताकतों का सामना कर सकते हैं, जैसा कि घर्षण पहियों या पुली के मामले में हो सकता है।
  • यह एक प्रतिवर्ती प्रणाली है, जो दोनों दिशाओं में शक्ति या गति को संचारित करने में सक्षम है।
  • वे बहुत सटीक गति नियंत्रण की अनुमति देते हैं, जैसा कि इसमें देखा जा सकता है स्टेपर मोटर्स, उदाहरण के लिए.
  • वे चेन या पुली के सामने कॉम्पैक्ट ट्रांसमिशन सिस्टम बनाने की अनुमति देते हैं।
  • प्रत्येक अक्ष के घूर्णन में हस्तक्षेप करने के लिए विभिन्न आकारों को जोड़ा जा सकता है। आम तौर पर, जब दो स्प्रोकेट का उपयोग किया जाता है, तो बड़े गियर को पहिया और छोटा पिनियन कहा जाता है।

Un गियर या कॉगव्हील यह एक प्रकार के पहिये से अधिक कुछ नहीं है, जिसके बाहरी या भीतरी किनारे पर दांतों की एक श्रृंखला खुदी हुई है, यह गियर के प्रकार पर निर्भर करता है। ये स्प्रोकेट उन शाफ्टों पर टोक़ उत्पन्न करने के लिए रोटरी गति में होंगे जिनसे वे जुड़े हुए हैं, और उन्हें एक साथ समूहीकृत किया जा सकता है ताकि अधिक जटिल गियर सिस्टम उत्पन्न हो सकें, उनके दांतों को एक साथ फिट कर सकें।

जाहिर है, ऐसा संभव होने के लिए, दांतों का प्रकार और आकार मेल खाना चाहिए। अन्यथा वे असंगत होंगे और फिट नहीं होंगे। इन मापदंडों पर अगले भाग में चर्चा की गई है ...

एक गियर के भाग

गियर के पुर्जे

दो गियर एक साथ फिट होने के लिए, व्यास और दांतों की संख्या भिन्न हो सकती है, लेकिन उन्हें उन कारकों की एक श्रृंखला का सम्मान करना चाहिए जो गियर बनाते हैं एक दूसरे के अनुकूल रहें, जैसे कि वे किस प्रकार के दांत का उपयोग करते हैं, आयाम आदि।

जैसा कि आप पिछली छवि में देख सकते हैं, वहाँ हैं अनेक हिस्से एक गियर में आपको पता होना चाहिए:

  • सेप्टम या हथियार: यह वह हिस्सा है जो आंदोलन को प्रसारित करने के लिए ताज और घन में शामिल होने का प्रभारी है। वे कम या ज्यादा मोटे हो सकते हैं, और इसकी संरचना और ताकत काफी हद तक ताकत और वजन पर निर्भर करेगी। कभी-कभी वजन कम करने के लिए उन्हें आमतौर पर छेदा जाता है, दूसरी बार एक ठोस विभाजन चुना जाता है।
  • घनक्षेत्र: यह वह हिस्सा है जहां गति संचरण शाफ्ट जुड़ा होता है और जो विभाजन से जुड़ा होता है।
  • कोरोना: गियर का वह क्षेत्र है जहां दांत काटे गए हैं। यह सबसे महत्वपूर्ण है, क्योंकि गियर की संगतता, व्यवहार और प्रदर्शन इस पर निर्भर करेगा।
  • दांत: यह मुकुट के दांतों या उभारों में से एक है। दांत को कई भागों में विभाजित किया जा सकता है:
    • क्रेस्टा: दांत का बाहरी भाग या सिरा है।
    • चेहरा और पार्श्व: दांत के किनारे का ऊपरी और निचला हिस्सा होता है, यानी दो गियर पहियों के बीच की संपर्क सतह जो जाली होती है।
    • वेले: यह दाँत का निचला भाग या दो दाँतों के बीच का मध्य भाग होता है, जहाँ दूसरे दाँतेदार पहिये की शिखा होती है जिससे वह जुड़ता है।

यह सब की एक श्रृंखला उत्पन्न करता है मुकुट ज्यामिति जो गियर के प्रकार और गुणों में अंतर करेगा:

  • जड़ परिधि: दांतों की घाटी या तल को चिह्नित करता है। यही है, यह गियर के अंदर के व्यास का परिसीमन करता है।
  • आदिम परिधि: दांत के किनारे के दो हिस्सों के बीच विभाजन स्थापित करता है: चेहरा और पार्श्व। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण पैरामीटर है, क्योंकि अन्य सभी इसके आधार पर परिभाषित होते हैं। यह दांत को दो भागों में विभाजित करेगा, डेडेन्डम और परिशिष्ट।
    • टूथ फुट या डेडेन्डम: यह दांत का निचला क्षेत्र होता है जो मूल परिधि और मूल परिधि के बीच होता है।
    • टूथ हेड या परिशिष्ट: दांत का ऊपरी क्षेत्र, जो मूल परिधि और बाहरी परिधि से जाता है।
  • शीर्ष परिधि- दांतों की शिखा, यानी गियर के बाहरी व्यास को चिह्नित करेगा।

जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, ताज, व्यास और दांतों के प्रकार के आधार पर, आप कर सकते हैं अलग-अलग गियर अनुसार:

  • दांतों की संख्या: यह गियर अनुपात को परिभाषित करेगा और ट्रांसमिशन सिस्टम में इसके व्यवहार को निर्धारित करने के लिए सबसे अधिक निर्धारित मापदंडों में से एक है।
  • दांत की ऊंचाई: कुल ऊंचाई, घाटी से रिज तक।
  • वृत्ताकार चरण: दांत के एक हिस्से और अगले दांत के उसी हिस्से के बीच की दूरी। यानी दांत कितने दूर हैं, जिसका संबंध संख्या से भी है।
  • मोटाई: गियर की मोटाई है।

गियर अनुप्रयोग

लास गियर अनुप्रयोग कई हैं, जैसा कि मैं पहले ही टिप्पणी कर चुका हूं। इसके कुछ व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं:

  • वाहन गियरबॉक्स।
  • नियंत्रण मोड़ने के लिए स्टेपर मोटर्स।
  • हाइड्रोलिक बम।
  • सभी प्रकार के इंजन, जैसे टर्निंग या मूवमेंट ट्रांसमिशन एलिमेंट।
  • विभेदक तंत्र।
  • सिर या रोलर्स को स्थानांतरित करने के लिए प्रिंटर।
  • चलती भागों के लिए रोबोट।
  • औद्योगिक उपकरण।
  • एनालॉग घड़ियां।
  • यांत्रिक भागों के साथ घरेलू उपकरण।
  • चलती भागों के साथ इलेक्ट्रॉनिक उपकरण।
  • दरवाजा खोलने वाली मोटरें।
  • मोबाइल खिलौने।
  • कृषि मशीनरी।
  • वैमानिकी।
  • ऊर्जा उत्पादन (पवन, तापीय, ...)
  • इत्यादि

आप Arduino, robots, आदि के साथ अपनी परियोजनाओं के लिए कई अन्य अनुप्रयोगों के बारे में सोच सकते हैं। आप कई तंत्रों को स्वचालित कर सकते हैं और गति आदि के साथ खेल सकते हैं।

गियर के प्रकार

इसके दांतों और गियर की विशेषताओं के अनुसार, आपके पास है विभिन्न प्रकार के गियर अपनी उंगलियों पर, प्रत्येक अपने फायदे और नुकसान के साथ, इसलिए प्रत्येक एप्लिकेशन के लिए सही चुनना महत्वपूर्ण है।

L सबसे आम प्रकार ध्वनि:

  • बेलनाकार: समानांतर अक्षों के लिए उपयोग किया जाता है।
    • सीधे: वे सबसे आम हैं, जिनका उपयोग तब किया जाता है जब बहुत अधिक गति वाले साधारण गियर की आवश्यकता नहीं होती है।
    • पेचदार: वे पिछले वाले के कुछ अधिक उन्नत संस्करण हैं। उनमें दांतों को एक सिलेंडर (सिंगल या डबल) के चारों ओर समानांतर हेलिक्स पथ में व्यवस्थित किया जाता है। सीधी रेखाओं पर उनका स्पष्ट लाभ होता है, जैसे शांत रहना, उच्च गति पर संचालन करना, अधिक शक्ति संचारित कर सकता है, और अधिक समान और सुरक्षित गति कर सकता है।
  • चोटीदार: इनका उपयोग विभिन्न कोणों पर स्थित अक्षों के बीच गति को संचारित करने के लिए किया जाता है, यहां तक ​​कि 90º पर भी।
    • सीधे: वे सीधे दांतों का उपयोग करते हैं और सीधे बेलनाकार वाले के साथ विशेषताओं को साझा करते हैं।
    • कुंडली: इस मामले में वे उच्च गति और बलों का समर्थन करते हैं, जैसा कि पेचदारों के साथ हुआ था।
  • आंतरिक गियर: दांत या मुकुट बाहर की तरफ खुदे हुए होने के बजाय, अंदर की तरफ होते हैं। वे उतने सामान्य नहीं हैं, लेकिन उनका उपयोग कुछ अनुप्रयोगों के लिए भी किया जाता है।
  • प्लेनेटेरियम: यह कुछ ट्रांसमिशन सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले गियर का एक सेट है जहां एक केंद्रीय गियर होता है जिसके चारों ओर अन्य छोटे घूमते हैं। इसलिए इसका यह नाम पड़ा है, क्योंकि वे परिक्रमा करते प्रतीत होते हैं।
  • अंतहीन पेंच: यह कुछ औद्योगिक या इलेक्ट्रॉनिक तंत्रों में एक सामान्य गियर है। यह एक गियर का उपयोग करता है जिसके दांत एक सर्पिल आकार में काटे जाते हैं। वे बहुत स्थिर गति उत्पन्न करते हैं और बिना कंपन या शोर के। वे एक सीधे दांतेदार पहिये में संचारित कर सकते हैं जिसकी धुरी अंतहीन पेंच के लिए तिरछी है।
  • रैक और पंख काटना: यह गियर का एक सेट है जो कुछ तंत्रों में भी सामान्य है और जो धुरी के घूर्णन आंदोलन को रैखिक आंदोलन या इसके विपरीत में परिवर्तित करने की अनुमति देता है।

यदि आप इसमें भाग लेते हैं उनकी रचना, आप सामग्री के बीच अंतर भी कर सकते हैं जैसे:

  • Metales: वे आम तौर पर विभिन्न प्रकार के स्टील, तांबा मिश्र धातु, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, कच्चा लोहा या ग्रे कच्चा लोहा, मैग्नीशियम मिश्र धातु आदि से बने होते हैं।
  • PLASTICOS: इनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स, खिलौनों आदि में किया जाता है। वे पॉली कार्बोनेट, पॉलियामाइड या पीवीसी गियर, एसिटल रेजिन, PEEK पॉलीएथेरेथेरकेटोन, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (PTFE), और लिक्विड क्रिस्टल पॉलिमर (LCP) हैं।
  • मडेरा: वे आम नहीं हैं, केवल पुराने तंत्र में या कुछ खिलौनों में।
  • दूसरों: यह संभावना है कि बहुत विशिष्ट मामलों के लिए अन्य फाइबर या विशिष्ट सामग्री का उपयोग किया जाता है।

गियर कहां से खरीदें?

गियर खरीदें

आप विभिन्न प्रकार के गियर खोजें कई मैकेनिकल या इलेक्ट्रॉनिक्स स्टोर में। उदाहरण के लिए, यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

ये उत्पाद आकार में छोटे हैं, यदि आपको बड़े गियर की आवश्यकता है तो संभावना है कि आप उन्हें इतनी आसानी से नहीं पाएंगे। इसके अलावा, अगर आपको कुछ बहुत विशिष्ट चाहिए, तो कई टर्नर वर्कशॉप कर सकते हैं इसे अपने लिए बनाओ 3D प्रिंटर वे निर्माताओं को अपना गियर बनाने में भी मदद कर रहे हैं।

स्प्रोकेट सिस्टम के लिए बुनियादी गणना

गियर

जैसा कि आप इस जीआईएफ में देख सकते हैं, आपको यह समझना होगा कि जब दो गियर जाल, दोनों अक्ष both विपरीत दिशा में घूमेगा और उसी अर्थ में नहीं। जैसा कि आप देख सकते हैं, यदि आप लाल दांतेदार रंग को देखते हैं तो यह दाईं ओर मुड़ रहा है, जबकि नीला बाईं ओर मुड़ रहा है।

इसलिए, एक ही दिशा में घूमने के लिए एक अक्ष के लिए एक और अतिरिक्त पहिया जोड़ना आवश्यक होगा, जैसे हरा वाला। इस तरह, लाल और हरा एक ही दिशा में घूमते हैं। ऐसा इसलिए है, क्योंकि जैसे ही नीला बाईं ओर घुमाया जाता है, नीले-हरे रंग को जोड़ने पर, हरा लाल रंग के साथ सिंक्रनाइज़ करते हुए, फिर से रोटेशन की दिशा को उलट देगा।

एक और चीज जिसे उस जीआईएफ में सराहा जा सकता है वह है निर्णायक गति. यदि सभी गियर में समान व्यास और दांतों की संख्या होती, तो सभी शाफ्ट समान गति से घूमते। दूसरी ओर, जब दांत संख्या/व्यास में परिवर्तन किया जाता है, तो गति भी बदल जाती है। जैसा कि आप इस मामले में देख सकते हैं, लाल वह है जो सबसे तेज़ घूमता है, क्योंकि इसका व्यास छोटा है, जबकि नीला मध्यम गति से घूमता है और हरा वह है जो सबसे धीमा घूमता है।

इसके जवाब में, यह सोचना संभव है कि आकारों के साथ खेलने से गति बदली जा सकती है. आप सही हैं, जैसे साइकिल इसे गियर के साथ कर सकती है या गियरबॉक्स इसे कार के गियर अनुपात के साथ करता है। और इतना ही नहीं, आप टर्निंग स्पीड पर कैलकुलेशन भी कर सकते हैं।

जब आपके पास दो गियर जाली हों, एक छोटा (पिनियन) और दूसरा बड़ा (पहिया), निम्नलिखित हो सकता है:

  • यदि हम कल्पना करें कि मोटर या कर्षण पिनियन पर लगाया जाता है और पहिया संचालित होता है, हालांकि पिनियन उच्च गति से घूमता है, एक बड़ा पहिया होने पर, यह इसे धीमा कर देगा, एक के रूप में कार्य करेगा reductor. केवल अगर वे एक ही आकार (पिनियन = पहिया) होते तो दोनों धुरी एक ही गति से घूमते।
  • दूसरी ओर, यदि हम कल्पना करें कि यह पहिया है जिसमें कर्षण है और उस पर एक गति लागू होती है, भले ही वह कम हो, पिनियन तेजी से घूम रहा होगा, क्योंकि इसका छोटा आकार कार्य करता है गुणक.

गियर ट्रांसमिशन गणना

एक बार जब आप इसे समझ लेते हैं, तो आप दो गियर के बीच एक साधारण ट्रांसमिशन सिस्टम की गणना को लागू करके कर सकते हैं सूत्र:

N1 Z1 = N2 Z2

जहां Z गियर 1 और 2 के दांतों की संख्या है जो जाली हैं और N आरपीएम में शाफ्ट के रोटेशन की गति है (प्रति मिनट क्रांति या प्रति मिनट क्रांति)। के लिये ejemplo, कल्पना करें कि उपरोक्त GIF में, सरल बनाने के लिए:

  • लाल (ड्राइव) = 4 दांत और मोटर 7 आरपीएम के अपने शाफ्ट पर एक घूर्णन गति लागू कर रहा है।
  • नीला = 8 दांत
  • हरा = 16 दांत

यदि आप इस प्रणाली में मोड़ की गणना करना चाहते हैं, तो आपको पहले नीले रंग की गति की गणना करनी होगी:

4 7 = 8 z

जेड = 4 7/8

जेड = 3.5 आरपीएम

यानी, नीली धुरी 3.5 RPM पर घूम रही होगी, जो लाल वाले के 4 RPM से कुछ धीमी होगी। यदि आप हरे रंग की बारी की गणना करना चाहते हैं, तो अब आप नीले रंग की गति जानते हैं:

8 3.5 = 16 z

जेड = 8 3.5/16

z = 1.75

जैसा कि आप देख सकते हैं, हरा रंग 1.75 आरपीएम पर घूमेगा, जो नीले और हरे रंग की तुलना में धीमा है। और क्या होगा अगर मोटर हरे रंग की धुरी पर स्थित हो और ड्राइविंग व्हील 4 RPM पर घूम रहा हो, तो रोटेशन नीले रंग के लिए 8 RPM, लाल के लिए 16 RPM होगा।

इस प्रकार यह इस प्रकार है कि जब ड्राइव व्हील छोटा होता है, तो अंतिम शाफ्ट पर कम गति प्राप्त होती है, लेकिन अधिक बल होता है। इस घटना में कि यह बड़ा पहिया है जो कर्षण को वहन करता है, छोटा पहिया अधिक गति प्राप्त करता है, लेकिन कम बल प्राप्त करता है। क्योंकि वहाँ शक्ति या टोक़ भिन्न हो? इस सूत्र को देखें:

पी = टी

जहां पी शाफ्ट द्वारा वाट (डब्ल्यू) में प्रेषित शक्ति है, टी विकसित टोक़ (एनएम) है, ω कोणीय वेग जिस पर शाफ्ट घूमता है (रेड / एस). यदि मोटर की शक्ति को बनाए रखा जाता है और घूर्णन की गति को गुणा या कम किया जाता है, तो T. को भी बदल दिया जाता है। ऐसा ही होता है यदि T को स्थिर रखा जाए और गति भिन्न हो, तो P बदल जाता है।

आप शायद यह भी गणना करना चाहेंगे कि यदि कोई अक्ष X RPM पर घूमता है, तो वह रैखिक रूप से कितना आगे बढ़ेगा, अर्थात रेखीय वेग. उदाहरण के लिए, कल्पना कीजिए कि लाल में आपके पास एक डीसी मोटर है और हरे रंग की धुरी पर आपने एक पहिया रखा है ताकि एक मोटर सतह पर यात्रा करे। यह कितनी तेजी से जाएगा?

ऐसा करने के लिए, आपको बस आपके द्वारा स्थापित टायर की परिधि की गणना करनी होगी। ऐसा करने के लिए, व्यास को पाई से गुणा करें और यह आपको परिधि देगा। यह जानकर कि प्रत्येक मोड़ के साथ पहिया क्या आगे बढ़ सकता है और प्रत्येक मिनट में क्या होता है, इसे ध्यान में रखते हुए, रैखिक गति प्राप्त की जा सकती है ...

यहां मैं आपको एक वीडियो दिखा रहा हूं ताकि आप इसे बेहतर तरीके से समझ सकें:

कृमि और स्प्रोकेट के लिए गणना

के रूप में करने के वर्म गियर और स्प्रोकेट, सूत्र के साथ गणना की जा सकती है:

मैं = 1 / जेड

ऐसा इसलिए है क्योंकि इस प्रणाली में स्क्रू को सिंगल टूथ स्प्रोकेट के रूप में माना जाता है जिसे हेलली काटा गया है। इसलिए यदि आपके पास 60 टूथ स्प्रोकेट है, उदाहरण के लिए, तो यह 1/60 होगा (इसका मतलब है कि स्प्रोकेट को 60 मोड़ पूरा करने के लिए स्क्रू को 1 बार मुड़ना होगा)। इसके अलावा, यह एक ऐसा तंत्र है जो दूसरों की तरह प्रतिवर्ती नहीं है, अर्थात, कृमि को घुमाने के लिए स्प्रोकेट को घुमाया नहीं जा सकता है यहां केवल कीड़ा ही ड्राइव शाफ्ट हो सकता है.

रैक और पिनियन गणना

सिस्टम के लिए रैक और पंख काटना, गणना फिर से बदलती है, इस मामले में वे हैं:

वी = (पी · जेड · एन) / 60

यानी, पिनियन दांतों की पिच (मीटर में), पिनियन दांतों की संख्या से और पिनियन टर्न की संख्या (RPM में) से गुणा करें। और इसे 60 से विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, कल्पना करें कि आपके पास 30 टूथ पिनियन, 0.025 मीटर पिच और 40 आरपीएम स्पिन स्पीड वाला सिस्टम है:

वी = (0.025) / 30

वी = 0.5 एम / एस m

यानी यह हर सेकेंड आधा मीटर आगे बढ़ेगा। और, इस मामले में, हाँ यह प्रतिवर्ती हैयही है, यदि रैक को अनुदैर्ध्य रूप से स्थानांतरित किया जाता है, तो पिनियन को घुमाने के लिए बनाया जा सकता है।

आप के सूत्र को ध्यान में रखते हुए यह भी गणना कर सकते हैं कि दूरी तय करने में कितना समय लगेगा वर्दी लाइन आंदोलन (v = d / t), अर्थात यदि वेग समय से विभाजित दूरी के बराबर हो, तो समय साफ हो जाता है:

टी = डी / वी

इसलिए, जिस गति और दूरी की आप गणना करना चाहते हैं, उसे पहले से ही जानते हुए, उदाहरण के लिए, कल्पना करें कि आप गणना करना चाहते हैं कि 1 मीटर की यात्रा में कितना समय लगेगा:

टी = 1 / 0.5

टी = 2 सेकंड

मुझे आशा है कि मैंने गियर्स के बारे में कम से कम सबसे आवश्यक ज्ञान प्राप्त करने में आपकी मदद की है, ताकि आप समझ सकें कि वे कैसे काम करते हैं और आप अपने भविष्य की परियोजनाओं में अपने लाभ के लिए उनका उपयोग कैसे कर सकते हैं।


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  1.   रेमन कहा

    मेरे जैसे निर्माता (खुशी से सेवानिवृत्त) के लिए गियर्स को डिज़ाइन करने और उन्हें प्रिंट करने में सक्षम होने के बारे में स्पष्ट, संक्षिप्त और पूरी जानकारी होना बहुत अच्छा है। बधाई हो