মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং -এ, গিয়ার অনুপাত হল প্রতিযোগিতামূলকভাবে নিয়োজিত দুই বা ততোধিক গিয়ারের ঘূর্ণন গতির সরাসরি পরিমাপ। দুটি গিয়ারের সাথে কাজ করার সময় একটি সাধারণ নিয়ম হিসাবে, যদি ড্রাইভ গিয়ার (ইঞ্জিন, মোটর, ইত্যাদি থেকে সরাসরি ঘূর্ণমান শক্তি গ্রহণকারী গিয়ার) চালিত গিয়ারের চেয়ে বড় হয়, তাহলে চালিত গিয়ার দ্রুত এবং উল্টোভাবে ঘুরবে। আমরা এই মৌলিক ধারণাটি একটি সূত্রে লিখতে পারি গিয়ার অনুপাত = T2/T1, T1 হল প্রথম গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা এবং T2 হল দ্বিতীয় গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা।
ধাপ
2 এর পদ্ধতি 1: গিয়ার সার্কিটে গিয়ার অনুপাত গণনা করা
দুই গিয়ার
পদক্ষেপ 1. একটি দুই-গিয়ার সেট দিয়ে শুরু করুন।
গিয়ার অনুপাত নির্ধারণ করার জন্য, আপনার অন্তত দুটি গিয়ার ইন্টারলক থাকতে হবে। এই দুটি ইন্টারলকিং গিয়ারকে "গিয়ার সেট" বলা হয়। সাধারণত, প্রথম গিয়ারটি মোটর শ্যাফ্টে লাগানো একটি "ড্রাইভ গিয়ার" এবং দ্বিতীয় গিয়ারটি লোড শ্যাফ্টে লাগানো একটি "চালিত গিয়ার"। ড্রাইভ গিয়ার থেকে চালিত গিয়ারে শক্তি স্থানান্তর করার জন্য অনেকগুলি গিয়ারও উপস্থিত থাকতে পারে। এই গিয়ারগুলিকে "নো-লোড গিয়ার্স" বলা হয়।
এখন আসুন একটি গিয়ার সেট দেখি যার মধ্যে মাত্র দুটি গিয়ার রয়েছে। গিয়ার অনুপাত গণনা করার জন্য, এই দুটি গিয়ার অবশ্যই একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে হবে। অন্য কথায়, দাঁত অবশ্যই জাল করা উচিত এবং একটিকে অন্যটি ঘোরানো উচিত। উদাহরণস্বরূপ, ধরুন আপনার একটি ছোট ড্রাইভ গিয়ার (গিয়ার 1) আছে যা একটি বড় চালিত গিয়ার (গিয়ার 2) ঘুরিয়ে দেয়।
ধাপ 2. ড্রাইভ গিয়ারে দাঁতের সংখ্যা গণনা করুন।
দুটি ইন্টারলকিং গিয়ারের মধ্যে গিয়ার অনুপাত গণনা করার একটি উপায় হল তাদের দাঁতের সংখ্যা (চাকার প্রান্তে ছোট দাঁতের মতো বাঁক) তুলনা করা। ড্রাইভ গিয়ারে কতগুলি দাঁত আছে তা গণনা করে শুরু করুন। আপনি নিজে নিজে অথবা কখনও কখনও ড্রাইভ গিয়ারে মুদ্রিত তথ্য দেখে হিসাব করে এটি করতে পারেন।
উদাহরণস্বরূপ, ধরুন সিস্টেমে ছোট ড্রাইভ গিয়ার আছে 20 টি দাঁত.
ধাপ 3. চালিত গিয়ারে দাঁতের সংখ্যা গণনা করুন।
এরপরে, ড্রাইভ গিয়ারের জন্য আপনি আগে যেভাবে চালিত গিয়ারে দাঁত আছে তা গণনা করুন।
উদাহরণস্বরূপ, ধরুন চালিত গিয়ার আছে 30 টি দাঁত.
ধাপ 4. একে অপরের দ্বারা দাঁতের সংখ্যা ভাগ করুন।
এখন যেহেতু আপনি জানেন যে প্রতিটি গিয়ারে কতটি দাঁত রয়েছে, আপনি মোটামুটি সহজেই গিয়ার অনুপাত গণনা করতে পারেন। ড্রাইভ গিয়ারে দাঁত দিয়ে চালিত গিয়ারে দাঁত ভাগ করুন। আপনি আপনার অ্যাসাইনমেন্টের উপর নির্ভর করে উত্তরটি দশমিক, ভগ্নাংশ বা অনুপাত আকারে লিখতে পারেন (যেমন x: y)।
- উপরের উদাহরণে, ড্রাইভ গিয়ারে 30 টি দাঁতকে 20 টি দাঁত দিয়ে ভাগ করলে 30/20 = হয় 1, 5 । আমরা এটিতে লিখতে পারি 3/2 অথবা 1, 5: 1.
- এই গিয়ার অনুপাতের অর্থ হল যে ছোট ড্রাইভ গিয়ারকে একটি পূর্ণ বিপ্লব করতে বড় চালিত গিয়ারের জন্য দেড় বার ঘুরতে হবে। কারণ চালিত গিয়ার বড়, চালিত গিয়ার আরো ধীরে ধীরে ঘুরবে।
দুই গিয়ারের চেয়ে বেশি
ধাপ 1. একটি গিয়ার সেট দিয়ে শুরু করুন যার দুটি গিয়ার বেশি।
নাম অনুসারে, একটি "গিয়ার সেট" গিয়ারের একটি দীর্ঘ সিরিজ দিয়ে গঠিত হতে পারে, কেবল একটি ড্রাইভ গিয়ার এবং একটি চালিত গিয়ার নয়। এই ক্ষেত্রে, প্রথম গিয়ারটি ড্রাইভিং গিয়ার থাকে, শেষ গিয়ারটি চালিত গিয়ার থাকে এবং মধ্যম গিয়ারটি "নো-লোড গিয়ার" হয়ে যায়। এই আনলোড করা গিয়ারগুলি প্রায়শই ঘূর্ণনের দিক পরিবর্তন করতে বা দুটি গিয়ার সংযুক্ত করতে ব্যবহৃত হয় যখন সরাসরি গিয়ার সমন্বয় তাদের ভারী বা অনুপলব্ধ করে তোলে।
উদাহরণস্বরূপ, ধরুন উপরে বর্ণিত টু-গিয়ার সার্কিট এখন একটি গিয়ার দ্বারা চালিত যার সাতটি ছোট দাঁত রয়েছে। এই ক্ষেত্রে, যে গিয়ারে 30 টি নির্দিষ্ট দাঁত ছিল তা চালিত গিয়ারে পরিণত হয়েছিল এবং যে গিয়ারে 20 টি দাঁত ছিল (যা আগে ড্রাইভ ছিল) এখন আনলোড করা গিয়ার।
ধাপ 2. ড্রাইভ গিয়ার এবং চালিত গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা ভাগ করুন।
দুটি গিয়ারের বেশি গিয়ার সেট নিয়ে কাজ করার সময় মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল শুধুমাত্র ড্রাইভ গিয়ার এবং চালিত গিয়ার (সাধারণত প্রথম এবং শেষ গিয়ার) গুরুত্বপূর্ণ। অন্য কথায়, নো-লোড গিয়ারগুলি পুরো সেটের গিয়ার অনুপাতকে মোটেও প্রভাবিত করে না। একবার আপনি ড্রাইভ গিয়ার এবং চালিত গিয়ার শনাক্ত করলে, আপনি আগের মতই গিয়ার অনুপাত গণনা করতে পারেন।
উপরের উদাহরণে, আমরা চালিত গিয়ারের ত্রিশটি দাঁতকে নতুন ড্রাইভ গিয়ারের সাতটি দাঁত দিয়ে ভাগ করে গিয়ার অনুপাত গণনা করব। 30/7 = প্রায় 4, 3 (অথবা 4, 3: 1)। এর মানে হল যে ড্রাইভ গিয়ারটি প্রায় 4.3 বার ঘুরতে হবে যাতে অনেক বড় চালিত গিয়ার একবার ঘুরতে পারে।
ধাপ 3. প্রয়োজনে, কেন্দ্রের গিয়ারের জন্য গিয়ার অনুপাত গণনা করুন।
আপনি গিয়ার অনুপাত গণনা করতে পারেন যা আনলোড করা গিয়ারগুলির সাথে জড়িত এবং আপনি নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে এটি করতে চাইতে পারেন। এই ক্ষেত্রে, ড্রাইভ গিয়ার থেকে শুরু করুন এবং লোড গিয়ার পর্যন্ত আপনার কাজ করুন। পূর্ববর্তী গিয়ারটিকে ড্রাইভ গিয়ারের মতো করে পরবর্তী গিয়ারের সাথে ব্যবহার করুন। প্রতিটি "চালিত" গিয়ারের দাঁতের সংখ্যাকে "ড্রাইভ" গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা দিয়ে বিভক্ত করুন প্রতিটি কেন্দ্রের গিয়ার অনুপাত গণনার জন্য।
- উপরের উদাহরণে, কেন্দ্র গিয়ার অনুপাত 20/7 = 2, 9 এবং 30/20 = 1, 5 । এটি লক্ষ করা উচিত যে এই অনুপাতগুলি পুরো সেটের গিয়ার অনুপাতের মতো নয়, যা 4.3।
- যাহোক, এটাও লক্ষ করা উচিত যে (20/7) × (30/20) = 4, 3. সাধারণভাবে, গিয়ার সেটের কেন্দ্র গিয়ারের অনুপাত সব গিয়ারের অনুপাতের সমান করতে হবে।
2 এর পদ্ধতি 2: অনুপাত/গতি গণনা করা
ধাপ 1. ড্রাইভ গিয়ারের ঘূর্ণন গতি গণনা করুন।
গিয়ার অনুপাতের ধারণা ব্যবহার করে, ড্রাইভ গিয়ারের "ইনপুট" গতির উপর ভিত্তি করে চালিত গিয়ার কত দ্রুত ঘোরে তা নির্ধারণ করা সহজ। শুরু করার জন্য, ড্রাইভ গিয়ারের ঘূর্ণন গতি গণনা করুন। অনেক গিয়ার গণনায়, এর ফলে প্রতি মিনিটে বিপ্লব হয় (rpm), যদিও অন্যান্য স্পিড ইউনিটও ব্যবহার করা যায়।
উদাহরণস্বরূপ, ধরুন উপরের গিয়ার সার্কিটের উদাহরণে একটি ড্রাইভ গিয়ারের সাথে সাতটি দাঁত এবং একটি চালিত গিয়ারের 30 টি দাঁত রয়েছে, ড্রাইভ গিয়ারটি 130 আরপিএম গতিতে ঘুরছে। এই তথ্যের সাথে, আমরা নিম্নলিখিত ধাপে চালিত গিয়ারের গতি গণনা করব।
ধাপ ২. এই তথ্যটি সূত্র S1 × T1 = S2 × T2- এ লাগান।
এই সূত্রে, S1 ড্রাইভ গিয়ারের ঘূর্ণন গতি বোঝায়, T1 ড্রাইভ গিয়ারের দাঁত বোঝায়, এবং S2 এবং T2 চালিত গিয়ারের গতি এবং দাঁত বোঝায়। এই ভেরিয়েবলগুলি পূরণ করুন যতক্ষণ না আপনার একটি মাত্র ভেরিয়েবল বাকি থাকে।
- প্রায়শই এই ধরনের প্রশ্নে আপনি S2 এর মাত্রা পাবেন, যদিও অন্যান্য ভেরিয়েবল খুঁজে পাওয়া সম্ভব। উপরের উদাহরণে, আমাদের কাছে থাকা তথ্য প্রবেশ করালে আমরা পাব:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
ধাপ 3. শেষ।
অবশিষ্ট ভেরিয়েবল গণনা করা কেবল একটি মৌলিক গণিত সমস্যা। অবশিষ্ট সমীকরণগুলি সরলীকরণ করুন এবং সমীকরণ চিহ্নের একপাশে ভেরিয়েবলটি বিচ্ছিন্ন করুন এবং আপনি উত্তরটি পাবেন। এটি সঠিক ইউনিটে লিখতে ভুলবেন না। আপনি এই কারণে হোমওয়ার্ক থেকে মূল্য হারাতে পারেন।
- উপরের উদাহরণে, আমরা এটি সমাধান করতে পারি:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 আরপিএম = S2
- অন্য কথায়, যদি ড্রাইভ গিয়ার 130 rpm এর গতিতে ঘোরায়, তাহলে চালিত গিয়ার 30.33 rpm গতিতে ঘুরবে। যেহেতু চালিত গিয়ার অনেক বড়, চালিত গিয়ার অনেক ধীরে ধীরে ঘুরবে।
পরামর্শ
- গিয়ার অনুপাত নীতি কিভাবে প্রযোজ্য তা দেখতে, আপনার সাইকেল চালানোর চেষ্টা করুন। লক্ষ্য করুন যে আরোহণের সবচেয়ে সহজ উপায় হল যখন আপনার সামনে একটি ছোট গিয়ার এবং পিছনে একটি বড় গিয়ার থাকে। প্যাডেলের শক্তির সাহায্যে ছোট গিয়ার ঘুরানো সহজ, কিন্তু সমতল পৃষ্ঠের জন্য আপনি যে গিয়ার সেটআপ ব্যবহার করবেন তার তুলনায় পিছনের চাকা ঘুরতে অনেক সময় লাগে। এটি আপনাকে ধীর গতিতে সরিয়ে দেয়।
- একটি ডাউনগ্রেডেড সিস্টেম (যখন লোড RPM মোটর RPM এর চেয়ে কম হয়) একটি মোটর প্রয়োজন হবে যা উচ্চতর ঘূর্ণন গতিতে সর্বোত্তম শক্তি সরবরাহ করে।
- লোড চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি গিয়ার অনুপাতের মাধ্যমে মোটর থেকে উত্থাপিত বা হ্রাস করা হয়। গিয়ার অনুপাত গণনা করার পরে লোড দ্বারা প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করার জন্য এই মোটরটির আকার পরিবর্তন করতে হবে। একটি উত্থাপিত সিস্টেম (যখন লোড RPM মোটর RPM এর চেয়ে বেশি হয়) একটি মোটর প্রয়োজন হবে যা কম ঘূর্ণন গতিতে সর্বোত্তম শক্তি সরবরাহ করে।
