Il modo in cui gli ingranaggi interagiscono tra loro è importante sapere per chi ha intenzione di sfruttarli al meglio. La maggior parte delle auto moderne ha rapporti di cambio calcolati con il computer, ma non le biciclette e i progetti di costruzione meccanica. Se sei disorientato dai rapporti del cambio, ti aiuterà a sapere che cos'è un rapporto di trasmissione e come influenza altre parti del tuo dispositivo meccanico.
Rapporto di trasmissione
Dove c'è un numero di ingranaggi che ingranano insieme, il numero di denti su di essi formerà un rapporto importante: il rapporto di trasmissione. Quando diverse marce si uniscono, formano quella che viene chiamata catena di ingranaggi. Il rapporto è calcolato solo dalla prima marcia, dall'ingranaggio motore collegato alla fonte di alimentazione e dall'ultima marcia della catena. Se contate il numero di denti sulla marcia 1, e sulla marcia X (l'ultimo) e li impostate in un rapporto (1: X), questo è il rapporto di trasmissione. Se il numero può essere ridotto, dovresti ridurlo, ad esempio un rapporto di 100 denti: 40 denti si riduce a 5: 2.
Velocità e rapporto
Il rapporto di trasmissione è necessario per il calcolo la velocità prodotta da una determinata catena di ingranaggi. Quando hai queste informazioni, hai la metà delle informazioni necessarie per calcolare la velocità. L'equazione è Speed (Gear 1) * Denti (Gear 1) = Speed (Gear X) * Denti (Gear X). Quindi, se hai la velocità che il motore sta inserendo nelle marce, puoi facilmente calcolare la velocità della marcia X.
Pulegge
In una bici, hai un sistema leggermente diverso: invece di un paio di ingranaggi che ingranano direttamente, sono collegati da una catena di pulegge, ma il rapporto di trasmissione si applica ancora. Su una mountain bike, ad esempio, hai un set di ingranaggi concentrici collegati ai pedali e più ingranaggi collegati alla ruota motrice. Il rapporto tra denti sull'ingranaggio della ruota e denti sull'ingranaggio del pedale formerà comunque un rapporto - e se pedali a una velocità impostata sulla bici, cambiando quella marcia cambierà la velocità con cui vai.
In una catena di ingranaggi, quando ci sono un certo numero di marce nel mezzo, qualcosa di abbastanza interessante accade alle marce medie. Potresti aver notato che nei calcoli precedenti, gli unici ingranaggi che sono importanti sono il primo e l'ultimo. Questo perché gli ingranaggi intermedi non influiscono sulla velocità: andranno quanto più velocemente o lentamente come devono. Ciò che cambieranno, tuttavia, è la direzione: se c'è un numero dispari di ingranaggi, il primo e l'ultimo gireranno nella stessa direzione.
Vantaggi
I vantaggi di conoscere il rapporto di trasmissione è che puoi usarlo per il tuo vantaggio meccanico. C'è un compromesso tra velocità e coppia, che è la potenza di rotazione. Quando il rapporto di trasmissione è 1: 1, la quantità di coppia è la stessa e la velocità è la stessa. Tuttavia, non appena si aumenta il rapporto di trasmissione (ad esempio 1: 4), si riduce la coppia ma si aumenta notevolmente la velocità. Se hai invertito il rapporto (ad esempio 4: 1), ridurrai la velocità ma aumenterai la coppia.
