Vedete ingranaggi in quasi tutto ciò che ha parti rotanti. I motori e le trasmissioni delle auto contengono molti ingranaggi. Se mai aprissi un videoregistratore e guardassi dentro, vedrai che è pieno di ingranaggi. Esasperare, gli orologi a pendolo e a pendolo contengono molti ingranaggi, soprattutto se hanno campane o campanelli. Probabilmente hai un misuratore di potenza sul lato della tua casa, e se ha una copertura trasparente puoi vedere che contiene 10 o 15 marce. Gli ingranaggi sono ovunque dove ci sono motori e motori che producono movimento rotatorio.
In questa edizione di Come funzionano le cose , imparerai a conoscere i rapporti di trasmissione e i treni di ingranaggi in modo da capire cosa stanno facendo tutti questi diversi ingranaggi. Potresti anche voler leggere Come funzionano gli ingranaggi per saperne di più sui diversi tipi di ingranaggi e sui loro usi oppure puoi saperne di più sui rapporti di trasmissione visitando la nostra tabella dei rapporti di trasmissione.
Contenuti
Mettere gli ingranaggi al lavoro
Comprendere il concetto di rapporto di trasmissione
Treni di ingranaggi
Altri usi per gli ingranaggi
Un esempio
Mettere gli ingranaggi al lavoro
Gli ingranaggi sono generalmente utilizzati per uno dei quattro diversi motivi:
Per invertire il senso di rotazione
Per aumentare o diminuire la velocità di rotazione
Per spostare il movimento di rotazione su un asse diverso
Per mantenere sincronizzata la rotazione di due assi
Puoi vedere gli effetti 1, 2 e 3 nella figura sopra. In questa figura, si vede che i due ingranaggi ruotano in direzioni opposte, che l'ingranaggio più piccolo gira due volte più velocemente dell'ingranaggio più grande, e che il asse di rotazione dell'ingranaggio più piccolo è a destra dell'asse di rotazione dell'ingranaggio più grande.
Il fatto che un ingranaggio giri due volte più velocemente dell'altro è dovuto al rapporto tra gli ingranaggi -- il Rapporto di cambio . In questa figura, il diametro dell'ingranaggio a sinistra è il doppio di quello dell'ingranaggio a destra. Il rapporto di trasmissione è quindi 2:1 (pronunciato "due a uno"). Se guardi la figura, puoi vedere il rapporto:ogni volta che l'ingranaggio più grande gira una volta, l'ingranaggio più piccolo gira due volte. Se entrambi gli ingranaggi avessero lo stesso diametro, ruoterebbero alla stessa velocità ma in direzioni opposte.
Comprendere il concetto di rapporto di trasmissione
Comprendere il concetto di rapporto di trasmissione è facile se si comprende il concetto di circonferenza di un cerchio. Tieni presente che la circonferenza di un cerchio è uguale al diametro del cerchio moltiplicato per Pi (Pi è uguale a 3,14159...). Perciò, se hai un cerchio o un ingranaggio con un diametro di 1 pollice, la circonferenza di quel cerchio è 3,14159 pollici.
La figura seguente mostra come la circonferenza di un cerchio con un diametro di 1,27 pollici è uguale a una distanza lineare di 4 pollici:
Diciamo che hai un altro cerchio il cui diametro è 0,635 pollici (1,27 pollici / 2), e lo fai rotolare nello stesso modo di questa figura. lo scoprirai, perché il suo diametro è la metà del cerchio nella figura, deve completare due rotazioni complete per coprire la stessa linea da 4 pollici. Questo spiega perché due ingranaggi, uno grande la metà dell'altro, hanno un rapporto di trasmissione di 2:1. L'ingranaggio più piccolo deve girare due volte per coprire la stessa distanza percorsa quando l'ingranaggio più grande gira una volta.
La maggior parte degli ingranaggi che vedi nella vita reale hanno i denti . I denti hanno tre vantaggi:
Impediscono lo slittamento tra gli ingranaggi. Perciò, gli assi collegati da ingranaggi sono sempre sincronizzati esattamente tra loro.
Consentono di determinare rapporti di trasmissione esatti. Basta contare il numero di denti nelle due ruote dentate e dividere. Quindi se un ingranaggio ha 60 denti e un altro ne ha 20, il rapporto di trasmissione quando questi due ingranaggi sono collegati insieme è 3:1.
Fanno in modo che le lievi imperfezioni nel diametro e nella circonferenza effettivi di due ingranaggi non abbiano importanza. Il rapporto di trasmissione è controllato dal numero di denti anche se i diametri sono un po' fuori.