نسبت دنده چیست و چگونه نسبت دنده را محاسبه کنیم؟

مقداری که یک سیستم دنده می تواند سرعت چرخش را تغییر دهد تابعی از اندازه نسبی چرخ دنده ها است و به عنوان نسبت دنده شناخته می شود. به نظر می رسد که فرمول ضریب دنده بسیار ساده است. اصولاً تعداد دندانه های چرخ محرک را بشمارید و بر تعداد دندانه های چرخ محرک متصل به موتور تقسیم کنید. حتی اگر سیستم دنده شما از چند چرخ میانی به نام idler تشکیل شده باشد، این یک محاسبه ساده است.

نسبت دنده چیست؟

نسبت دنده نسبت چرخش است. یک چرخ دنده با دندانه های کمتر زمانی که با چرخ دنده ای که دندانه های بیشتری دارد مشبک می شود باید دفعات بیشتری بچرخد. به عنوان مثال، دنده 15 دندانه باید 5 بار بچرخد تا دنده 75 دندانه 1 بار بچرخد.

هنگامی که مفهوم محیط دایره را درک کردید، مفهوم نسبت دنده به راحتی قابل درک است. توجه داشته باشید که محیط یک دایره برابر است با قطر دایره ضرب در پی (که در آن پی برابر است با 3.14159…).

بنابراین، اگر یک دایره یا چرخ دنده با قطر 1 اینچ دارید، محیط آن دایره 3.14159 اینچ است.

فرض کنید دایره دیگری به قطر 0.635 اینچ (1.27 اینچ/2) دارید و آن را رول کنید. قطر آن نصف دایره در نمودار است، بنابراین می توانید ببینید که برای پوشاندن همان خط 4 اینچی دو دور کامل طول می کشد.

این توضیح می دهد که چرا دو دنده، که یکی به اندازه نصف دیگری است، نسبت دنده 2:1 دارند. برای پیمودن مسافتی که دنده بزرگ یک دور انجام می دهد، دنده کوچک به دو دور نیاز دارد.

بیایید به مثال دیگری نگاه کنیم. اگر چرخ محرک 20 دندانه و چرخ محرک دارای 40 دندانه باشد، محاسبه نسبت دنده 40/20 به 2/1 یا 2:1 ساده می شود. (تعداد دندانه های چرخ رانده همیشه بالاتر از کسری یا نسبت اول است).

این بدان معناست که به ازای هر دور چرخش چرخ‌های محرک، چرخ‌های محرک دو دور می‌چرخند. به طور مشابه، نسبت 1/2 نشان می دهد که چرخ های محرک به ازای هر دور چرخش چرخ های محرک دو دور می چرخند. یعنی چرخ محرک سریعتر از شفت موتور می چرخد.

اکثر چرخ دنده هایی که در دنیای واقعی می بینید دارای دندانه هستند. دندان ها سه مزیت دارند.

از لیز خوردن بین دنده ها جلوگیری می کند. بنابراین، محورهای چرخ دنده همیشه دقیقاً با یکدیگر هماهنگ هستند.
آنها اجازه می دهند تا نسبت های دنده دقیق را تعیین کنند. فقط تعداد دندانه های دو چرخ دنده را بشمارید و تقسیم کنید. بنابراین، اگر یک دنده 60 دندانه و دیگری 20 دندانه داشته باشد، نسبت دنده زمانی که این دو به هم متصل هستند 3:1 است.
آنها مطمئن می شوند که ایرادات جزئی در قطر و محیط واقعی دو چرخ دنده مهم نیست. نسبت دنده با تعداد دندانه ها کنترل می شود، حتی اگر قطرها کمی از هم فاصله داشته باشند.

فرمول چرخ دنده چیست؟

ضریب دنده بین دو دنده را با تقسیم دور دنده ورودی بر دور دنده خروجی محاسبه کنید. همانطور که دور یک دایره را محاسبه می کنید، می توانید دور یک چرخ دنده خاص را تعیین کنید. به صورت معادله بیان می شود، به این صورت است:

نسبت دنده = (π * قطر دنده ورودی)/ (π * قطر چرخ دنده خروجی)

با ساده کردن این معادله، زمانی که فقط قطر یا شعاع چرخ دنده ها در نظر گرفته شود، می توانیم نسبت دنده را نیز بدست آوریم:

نسبت دنده = (قطر دنده ورودی)/ (قطر دنده خروجی)

نسبت دنده = (شعاع دنده ورودی)/ (شعاع دنده خروجی) نسبت دنده I=d2/d1. d1 و d2 به قطر مرجع 2 دنده جفت اشاره دارد (دنده 1 دنده محرک و دنده 2 دنده محرک است).

به همین ترتیب، می توانیم با در نظر گرفتن تعداد دندانه های دنده های ورودی و خروجی، نسبت دنده را محاسبه کنیم.

نسبت دنده = شماره دندانه دنده ورودی / شماره دندانه دنده خروجی

چگونه نسبت دنده را محاسبه کنیم؟

محاسبه ضریب دنده را می توان به روش های مختلفی انجام داد. مثلا:

محاسبه نسبت دنده چرخ دنده های مخروطی

وقتی به چرخ دنده های مخروطی اشاره می کنیم باید در نظر بگیریم که معادل تعداد دندانه های چرخ دنده محرک تقسیم بر تعداد دندانه های چرخ دنده محرک (RT=Z1/Z2) خواهد بود.

محاسبه نسبت دنده یک قطار دنده

برای یک قطار دنده با دو دنده مراحل زیر باید انجام شود:

تعداد دندان ها را بشمارید. ابتدا باید تعداد دندانه های دنده محرک و تعداد دندانه های چرخ دنده رانده شده را بشمارید.
تعداد دندانه های چرخ دنده محرک را بر تعداد دندانه های چرخ دنده محرک تقسیم کنید. عدد حاصل تعداد دفعاتی است که دنده کوچک رانده باید بچرخد تا یک دور چرخ دنده بزرگ کامل شود.

نسبت دنده برابر است با تعداد دندانه های دنده محرک تقسیم بر تعداد دندانه های دنده محرک.

برای قطارهای دنده ای با دو یا چند دنده مراحل زیر باید انجام شود:

تشخیص دهید کدام دنده رانده و کدام دنده رانده است و تعداد دندانه ها را بین دنده اول و دوم تقسیم کنید. دنده های میانی تأثیر کمی بر نسبت دنده در قطار دنده دارند.
برای یافتن نسبت دنده برای یک قطار دنده دو سرعته، همین روش را دنبال کنید.