गियर्स, इंजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा, यांत्रिक उपकरण हैं जो मशीनों के टॉर्क और गति में बदलाव की अनुमति देते हैं। विशिष्ट आवश्यकताओं और विशिष्टताओं के साथ विभिन्न प्रकार के गियर होते हैं, सरल रूपों से लेकर अधिक जटिल तक।
अक्सर, कई गियर जटिल मशीनें बनाते हैं, लेकिन हमेशा ऐसा नहीं होता है। उदाहरण के लिए, घड़ी जैसी सरल मशीनों में गियर मौजूद होते हैं, जहां वे घड़ी की सूई की गति को नियंत्रित करते हैं। इस लेख में, हम विभिन्न यांत्रिक गियर और उनके अनुप्रयोगों पर चर्चा करेंगे। आइए पढ़ते हैं।
गियर्स क्या हैं?
गियर दांतों के साथ यांत्रिक उपकरणों को घुमा रहे हैं जो टोक़ और गति संचरण को सक्षम करते हैं। अक्सर, यांत्रिक गियर शरीर के चारों ओर दांतों के सेट के साथ बेलनाकार होते हैं। जब दो या दो से अधिक गियर सिंक में काम करते हैं, तो वे ट्रांसमिशन में होते हैं। पावर ट्रांसमिशन वह है जो गति या टॉर्क में बदलाव की ओर ले जाता है।
गियर्स के फायदे
- यांत्रिक रूप से गियर मजबूत होते हैं। इसलिए, वे अधिक भार उठा सकते हैं।
- गियरबॉक्स की सहायता से, वे वेग अनुपात में बदलाव की अनुमति देते हैं।
- वे कम वेग पर अच्छा काम करते हैं।
- उच्च दक्षता बिजली संचरण।
- वे उच्च टॉर्क वैल्यू ट्रांसमिशन के लिए आदर्श हैं।
- गियर्स को केवल नियमित स्नेहन की आवश्यकता होती है, नतीजतन, रखरखाव पर थोड़ा ध्यान दिया जाता है।
- वे अत्यधिक टिकाऊ होते हैं, इसलिए गियर सिस्टम लंबे समय तक काम करता है।
गियर्स के नुकसान
- लंबी दूरी की गति संचरण के लिए गियर्स उपयुक्त नहीं हैं।
- वे लचीले नहीं हैं।
- गियर शोर करते हैं, खासकर उच्च गति पर।
- शाफ्ट दूर होने पर वे उपयुक्त नहीं होते हैं।
विभिन्न प्रकार के गियर और उनके अनुप्रयोग
यांत्रिकी में, गियर को विभिन्न वर्गों में बांटना दांतों के विन्यास, उपयोग और गति की दिशा पर निर्भर करता है। नीचे सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के गियर हैं।
गाड़ी का उपकरण
स्पर्स गियर एक ही विमान में शक्ति संचारित करते हैं जब दो शाफ्ट (ड्राइविंग और संचालित) समानांतर होते हैं। स्पर गियर्स के दांत शाफ्ट अक्ष के समानांतर होते हैं। इसलिए, जब यह दूसरे स्पर गियर के साथ मेल खाता है, तो यह समानांतर शाफ्ट में शक्ति को प्रसारित करता है। वे गियर के सबसे सामान्य रूप हैं जिनका ऑटोमोटिव, कन्वेयर सिस्टम, गियर पंप और मोटर, स्पीड रिड्यूसर आदि में अनुप्रयोग होता है।
पेचदार गियर
पेचदार गियर्स में उनके दांत शाफ्ट के कोण पर स्थित होते हैं, जो स्पर गियर्स के विपरीत होते हैं जो समानांतर होते हैं। संचरण के दौरान उनके संपर्क में कई दांत होते हैं। नतीजतन, पेचदार यांत्रिक गियर अधिक भार उठा सकता है। इसके अलावा, वे कम शोर और कंपन के साथ काम करते हैं क्योंकि भार बेहतर वितरित होते हैं। इसके अलावा, वे कम टूट-फूट की स्थिति का अनुभव करते हैं क्योंकि घर्षण कम होता है। विभिन्न पेचदार गियर प्रकार नीचे दिखाए जाएंगे।
सिंगल या डबल हेलिकल गियर
सिंगल हेलिकल गियर्स में या तो बाएं हाथ के हेलिक्स या दाएं हाथ के हेलिक्स में दांत होते हैं। हालांकि, डबल हेलिक्स गियर में दोनों दिशाओं में दांत होते हैं। दोहरे पेचदार गियर्स में, दो पेचदार फलक एक दूसरे के बगल में होते हैं और उनके बीच में एक स्थान होता है। चेहरे समान हैं लेकिन विपरीत पेचदार कोण हैं। डबल हेलिकल गियर का उपयोग करने से अधिक महत्वपूर्ण टूथ ओवरलैप सुनिश्चित होता है, जिसके परिणामस्वरूप संचरण सुचारू होता है।
हेरिंगबोन गियर
यह सेट डबल हेलिकल गियर से काफी मिलता-जुलता है। हालांकि, वे छोटे हैं और दो पेचदार चेहरों के बीच कोई स्थान नहीं है। हेरिंगबोन गियर्स में दो पेचदार गियर एक साथ जुड़े होते हैं। वे उच्च उत्पादन लागत और विनिर्माण कठिनाइयों के कारण इतने सामान्य नहीं हैं, हालांकि वे कंपन और उच्च आघात अनुप्रयोगों के लिए बेहतर अनुकूल हैं।
पेंच गियर
पेंच गियर 45 डिग्री के मोड़ कोण पर चलने वाले पेचदार गियर की एक जोड़ी है। वे गैर-समानांतर और गैर-प्रतिच्छेदी शाफ्ट पर होते हैं। सिंगल टूथ कॉन्टैक्ट की वजह से इनकी लोड कैरिज कैपेसिटी कम होती है। इसलिए, ये गियर बड़ी शक्ति संचारित करने के लिए आदर्श नहीं हैं।
पेचदार गियर्स के अनुप्रयोग
- वॉटर पंप
- Mixers
- गाडियां
बेवल गियर
बेवेल गियर शंकु के आकार के होते हैं, शंकु के चारों ओर दांत होते हैं। वे लंबवत शाफ्ट के बीच बल संचारित करते हैं। वह शाफ्ट है जो समकोण (90 डिग्री) पर प्रतिच्छेद करता है। हालांकि, बेवेल गियर महंगे हैं और समानांतर शाफ्ट कॉन्फ़िगरेशन की तरह प्रति आकार बड़े टॉर्क को प्रसारित नहीं करते हैं।
सीधे बेवल गियर्स
सीधे बेवल गियर, बेवल गियर टूथ के सबसे आम विन्यास हैं। इसका कारण डिजाइन की सादगी और निर्माण में आसानी है। सीधे बेवेल दांत ठीक से मिलान होने पर धीरे-धीरे के बजाय एक साथ जुड़ते हैं। सीधे बेवल गियर प्रकारों की पिच सतह सीधे दांतों के साथ शंक्वाकार होती है जो टिप की ओर झुकती है।
सर्पिल बेवल गियर्स
स्पाइरल बेवेल मैकेनिकल गियर्स में घुमावदार टूथ लाइनें होती हैं, और उनके पास सीधे बेवल गियर की तुलना में बेहतर दांत संपर्क अनुपात होता है। इसलिए, वे दक्षता और शक्ति में श्रेष्ठ हैं और कम कंपन और शोर पैदा करते हैं। हालांकि, उनके पास विनिर्माण कठिनाइयां हैं।
ज़ेरोल® बेवल गियर्स
Zerol® बेवेल गियर्स ग्लीसन कंपनी का एक पंजीकृत ट्रेडमार्क है। गियर वक्र दांतों के साथ सीधे और सर्पिल बेवल गियर दोनों की विशेषताओं को अपनाता है। इसलिए, गियर दोनों अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। हालांकि, उनके पास शून्य घुमावदार कोण हैं, और इसलिए दांत किसी भी दिशा में घूम सकते हैं।
मटर गियर्स
मेटर गियर एक विशेष प्रकार के बेवल गियर होते हैं, जिसमें उनके दांतों की संख्या समान होती है। उनके शाफ्ट एक दूसरे से 90 डिग्री पर स्थित हैं, और ये गियर गति को प्रभावित किए बिना बिजली संचरण को बदलते हैं। मेटर गियर अद्वितीय हैं क्योंकि उनका गियर अनुपात 1 है। इसके विपरीत, अन्य बेवल गियर में 10:1 से 500:1 तक का अनुपात हो सकता है।
क्राउन गियर्स
क्राउन गियर्स, जिन्हें कभी-कभी फेस गियर्स कहा जाता है, के दांत भी पहिया के चेहरे पर समकोण पर होते हैं। उनके पास 90 डिग्री का पिच कोन है। उद्योगों में, क्राउन गियर्स अन्य बेवेल गियर्स या स्पर गियर्स के साथ पावर सर्कुलर मोशन में जाल करते हैं।
हाइपोइड गियर्स
हाइपोइड गियर्स सर्पिल बेवल गियर्स के समान दिखाई देते हैं, लेकिन वे गैर-प्रतिच्छेदित शाफ्ट में कार्य करते हैं। वे 90 डिग्री पर काम करते हैं और ऑटोमोबाइल क्षेत्रों में आम हैं। आप इन गियर्स को वाहन एक्सल पर देखते हैं।
बेवल गियर्स के अनुप्रयोग
- Mixers
- पानी देने की व्यवस्था
- क्रशर
सर्पिल गरारी
वर्म गियर में शाफ्ट (वर्म) और मेटिंग गियर (वर्म व्हील) पर स्क्रू के आकार का कट होता है। यह गियर प्रकार शक्ति को गैर-प्रतिच्छेदी शाफ्ट में प्रसारित करता है जो सही कोण बनाते हैं। गियर के प्रकार कम घर्षण के साथ स्लाइडिंग संपर्क बनाकर काम करते हैं, बल्कि एक सहज और शांत घुमाव। इसलिए, वे उच्च आघात अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। हालांकि, उनके पास कम दक्षता है, जो उनके उपयोग को कम-शक्ति वाले अनुप्रयोगों तक सीमित करता है।
वर्म गियर्स के अनुप्रयोग
- कृषि यंत्र
- छोटे कन्वेयर
- पैकिंग उपकरण
रैक और पिनियन गियर
रैक और पिनियन गियर अक्सर जोड़े में होते हैं। इनमें दो गोलाकार गियर होते हैं: पिनियन एक रैखिक गियर - रैक को उलझाता है। वे घूर्णी गति को रैखिक में अनुवाद करते हैं। ये गियर ऑटोमोबाइल के स्टीयरिंग सिस्टम में आम हैं। रैक और पिनियन गियर सिस्टम सीधे या पेचदार गियर का उपयोग कर सकते हैं। ऑटोमोटिव स्टीयरिंग में रैक और पिनियन गियर का प्राथमिक अनुप्रयोग है.
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विभिन्न प्रकार के मैकेनिकल गियर्स की एक संक्षिप्त तालिका
| गियर्स के प्रकार | विशेषताएँ | अनुप्रयोगों |
| गाड़ी का उपकरण | एक। गियर का सबसे सामान्य रूप। बी। निर्माण में आसान। सी। समानांतर अक्ष गियर कॉन्फ़िगरेशन के लिए उपयोग करें। डी। गोलाकार गियर बॉडी। | एक। घड़ियों बी। छोटे कन्वेयर सी। ऑटोमोटिव |
| पेचदार गियर | एक। गोलाकार गियर बॉडी। बी। स्पर गियर्स की तुलना में दक्षता कम है। सी। समानांतर अक्ष विन्यास। कम शोर के साथ सुचारू संचालन। | एक। वॉटर पंप बी। मिक्सर सी। ऑटोमोबाइल |
| बेवल गियर | एक। शंक्वाकार गियर बॉडी। बी। प्रतिच्छेदी कुल्हाड़ियों का विन्यास। सी। सीधे, सर्पिल और Zerol® बेवेल डिज़ाइन मौजूद हैं। | एक। मिक्सर बी। पानी देने की व्यवस्था सी। क्रशर |
| सर्पिल गरारी | एक। गियर जोड़ी में गोलाकार और स्क्रू गियर होते हैं। बी। कम क्षमता। सी। गैर-समानांतर और गैर-प्रतिच्छेदी विन्यास। | एक। खेत की मशीनें बी। छोटे कन्वेयर |
| रैक और पिनियन गियर | एक। गियर जोड़ी में एक गियर रैक और एक बेलनाकार गियर होता है। बी। समानांतर अक्ष विन्यास। सी। घूर्णी गति को रेखीय गति में बदलता है और इसके विपरीत। | एक। ऑटोमोटिव स्टीयरिंग बी। वजन नापने का पैमाना |
गियर डिजाइन के लिए बुनियादी पैरामीटर
नीचे, हम बुनियादी गियर मापदंडों पर चर्चा करेंगे जो गियर डिजाइन को प्रभावित करते हैं।
गियर आकार
अधिकांश गियर गोलाकार होते हैं, जिसमें दांत बेलनाकार शरीर के चारों ओर संरेखित होते हैं। हालाँकि, वे शंक्वाकार, अण्डाकार, वर्गाकार और त्रिकोणीय रूपों में भी पाए जाते हैं। परिपत्र गियर सिस्टम में रोटरी गति और टोक़ के लिए निरंतर गियर अनुपात होता है। इसलिए, समान इनपुट समान गति और टॉर्क आउटपुट उत्पन्न करता है। विपरीत वह है जो गैर-वृत्ताकार गियर प्रकारों में मौजूद है। नतीजतन, वे विशेष अनियमित गति की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं, जैसे कि गति बदलना और विपरीत गति।
मॉड्यूल
मॉड्यूल मिलीमीटर में गियर दांत के आकार को संदर्भित करता है। इसलिए, मॉड्यूल सीधे गियर के दांतों के आकार से संबंधित है। गियरिंग में देखने के लिए यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। मॉड्यूल गियर में दांतों की संख्या से पिच व्यास को विभाजित करने से प्राप्त मूल्य है। गणितीय रूप से, हमारे पास यह है:
मॉड्यूल = पिच व्यास / दांतों की संख्या।
हालांकि, मॉड्यूल के लिए सामान्य मूल्य हैं, जो औद्योगिक अनुप्रयोगों में होने के तरीके का पालन करते हैं।
गियर एक्सिस कॉन्फ़िगरेशन
गियर कुल्हाड़ियों का विन्यास तीन रूपों में होता है: समानांतर, प्रतिच्छेदन और गैर-समानांतर (या गैर-प्रतिच्छेदन)। समानांतर कुल्हाड़ियों वाले गियर विपरीत दिशाओं में घूमने वाले शाफ्ट के समानांतर होते हैं। इंटरसेक्टिंग गियर्स एक ही तल पर प्रतिच्छेद करते हैं, जबकि गैर-समानांतर गियर्स की कुल्हाड़ियों को अलग-अलग विमानों में काटा जाता है। हालांकि, इंटरसेक्टिंग और समानांतर गियर कॉन्फ़िगरेशन में गैर-समानांतर गियर की तुलना में अधिक दक्षता और गति होती है।
दाब कोण
दाब कोण वह कोण होता है जो पिच रेखा के सामान्य के साथ दांत बनाता है। एक नियम के रूप में, 20 डिग्री का दबाव कोण अक्सर उपयोग किया जाता है। हालांकि, कुछ मामलों में 14.5 और 17.5 के कोण मौजूद हैं। बड़ा दबाव कोण एक विस्तृत डिडेन्डम का संकेत देता है जिसके परिणामस्वरूप दांत अधिक मजबूत होते हैं।
दांतों की संख्या
गियर के आयामों की गणना में दांतों की संख्या और मॉड्यूल और दबाव कोण के मान महत्वपूर्ण हैं। नीचे दिए गए व्यंजक का उपयोग करते हुए गियर गति (गियर अनुपात) की गणना करने में दांतों की संख्या महत्वपूर्ण है:
इनपुट गियर के दांतों की संख्या / आउटपुट गियर के दांतों की संख्या।
ट्विस्ट डायरेक्शन
एक गियर दाएँ हाथ का होता है जब उसके दाँत दाएँ और बाएँ हाथ के होते हैं जब वे बाईं ओर होते हैं। पेचदार या बेवेल गियर्स की एक जोड़ी में होने के लिए पावर ट्रांसमिशन के लिए, हाथ से काम करने वाले दो गियर्स में विपरीत मोड़ दिशाएँ होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, एक ही दिशा में चलने वाले दांतों वाले दो पेचदार गियर कभी भी जाल नहीं बनेंगे। हालांकि, स्क्रू और वर्म गियर यूनिडायरेक्शनल होते हुए भी मेश होते हैं।
मरोड़ कोण
मरोड़ कोण सिलेंडर के अक्ष के सापेक्ष दांत के झुकाव का कोण है। गियर्स के मरोड़ वाले कोण को बढ़ाने से अधिक महत्वपूर्ण थ्रस्ट दिशा होती है। नतीजतन, मशीन की दक्षता में गिरावट आई है। आम तौर पर, 25 डिग्री से कम मरोड़ वाले कोण पेचदार गियर के लिए जोर कम करने के लिए आदर्श होते हैं।
गियर डिजाइन और चयन करते समय विचार
गियर डिजाइन और चयन करते समय विचार करने के लिए नीचे कुछ महत्वपूर्ण कारक दिए गए हैं।
परिचालन और पर्यावरण की स्थिति
गियर के संचालन और पर्यावरण की स्थिति उनके स्थायित्व और प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण हैं। परिचालन स्थितियों में दांतों पर रखा गया तनाव और घर्षण शामिल है। दूसरी ओर, पर्यावरणीय परिस्थितियों में आर्द्रता, तापमान और स्वच्छता शामिल हैं। दो स्थितियाँ गियर प्रकार और डिज़ाइन कारकों जैसे निर्माण, सतह के उपचार, स्नेहक और स्नेहन विधि को प्रभावित करती हैं।
आयामी प्रतिबंध
आयामी प्रतिबंध गियर्स द्वारा कब्जा किए गए स्थान की सीमाएं हैं। उदाहरण के लिए, शाफ्ट के बीच गियर केंद्र में होना चाहिए। हालांकि, ऐसे मामले हैं जहां वे गियर सिस्टम को बेहतर ढंग से फिट करने के लिए केंद्र से थोड़ा आगे हैं। ऐसे मामलों में दांतों का प्रोफाइल बदल जाता है। विशिष्ट गियर और डिज़ाइन का उपयोग करना जो अंतरिक्ष के लिए सबसे उपयुक्त है, आयामी सीमाओं के प्रबंधन का एक और प्रभावी साधन है।
संचरण आवश्यकताएँ
मैकेनिकल गियर अक्सर मशीन के पुर्जों के भीतर गति और टॉर्क को स्थानांतरित करते हैं। हालांकि, डिजाइन और निर्माण के आधार पर, वे गति की दिशा बदल सकते हैं और गति या टॉर्क आउटपुट बढ़ा सकते हैं। गियर डिजाइन करते समय, विनिर्देश और अनुप्रयोग आवश्यकताएं: दिशात्मक परिवर्तन या गति या टोक़ में वृद्धि विचार करने के कारक हैं। वे गियर प्रकार, डिज़ाइन और कॉन्फ़िगरेशन को प्रभावित कर सकते हैं।
डिजाइन मानक
गियर्स के विभिन्न विनिर्देश हैं, जिनमें कोई सामान्य उद्योग मानक नहीं है। अक्सर, गियर डिज़ाइन या तो निर्माता के मानक या मशीन या सिस्टम के डिज़ाइन विनिर्देशों के अनुरूप होते हैं। हालाँकि, कई देशों ने अपने उद्योगों की सेवा के लिए एक मानक बनाया है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, गियर्स को अमेरिकन गियर मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन (एजीएमए) द्वारा समूहीकृत किया जाता है। जापान और जर्मनी में भी ऐसे संघ हैं।
लागत
लागत एक कारक है, खासकर जब अनुकूलित गियर से निपटना हो। डिजाइन सामग्री, निर्माण, सतह खत्म, सटीक और स्नेहन आवश्यकताएं लागत को प्रभावित करती हैं। जबकि सभी विशिष्टताओं को पूरा करने वाले गियर के साथ जाना आवश्यक है, लागत को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इसलिए, जहां नियमित गियर मानक के अनुरूप होते हैं, उनके साथ जाना बेहतर होता है, क्योंकि अनुकूलित गियर अन्य खर्चों को आकर्षित करेंगे।
गियर्स का उत्पादन कैसे करें
कई का उपयोग करके गियर्स का उत्पादन किया जाता है गियर निर्माण प्रक्रियाएं. इनमें से कुछ में शामिल हैं:
- फोर्जिंग
- एक्सट्रूज़न और कोल्ड-ड्राइंग
- पाऊडर धातुकर्म
- रिक्त
- गियर मशीनिंग
गियर के अंतिम आकार और आयाम को प्राप्त करने के लिए अक्सर मशीनिंग की जाती है। एक बार जब गियर तैयार हो जाते हैं, तो गियर की सामान्य विशेषता को बेहतर बनाने के लिए सतह की फिनिशिंग, जैसे कि ग्राइंडिंग और होनिंग, को लागू किया जा सकता है।
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इस लेख को पढ़ने के बाद, आपको गियर, उनकी विशिष्टताओं की आवश्यकताओं और उनके आवेदन के बारे में एक विशाल ज्ञान प्राप्त हो गया होगा। अब आपको अपनी मशीन के लिए आवश्यक गियर के प्रकारों का अंदाजा हो गया है। हालाँकि, आप यह नहीं जान सकते कि इसके बारे में कैसे जाना जाए। ऐसे में संपर्क करें रैपिडडायरेक्ट गियर और हमारी मशीनिंग सेवाओं के बारे में अधिक जानकारी के लिए।
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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
एक। गियर और स्प्रोकेट समान होते हैं, दोनों यांत्रिक उपकरणों में दांत होते हैं जो बिजली संचरण में सहायता करते हैं। हालाँकि, नीचे दोनों के बीच कुछ प्रमुख अंतर हैं।
बी। गियर के दांत आपस में जुड़ जाते हैं जबकि रॉकेट साइकिल की चेन या सैन्य टैंकों की पटरियों से लॉक हो जाते हैं।
सी। गियर्स समानांतर, लंबवत और अन्य विन्यासों में टॉर्क संचारित कर सकते हैं, जबकि रॉकेट केवल एक समानांतर अक्ष के साथ काम करते हैं।
डी। छोटी दूरी के प्रसारण के लिए गियर्स बेहतर अनुकूल हैं, जबकि स्प्रोकेट और चेन लंबी दूरी के लिए अच्छी तरह से काम करते हैं।
इ। गियर्स विपरीत दिशाओं में टॉर्क संचारित करते हैं। हालांकि, रॉकेट के मामले में इसका उल्टा होता है।
जहाँ दो गियर आपस में जुड़े होते हैं, पिनियन छोटा होता है। गियर अक्सर चालक के रूप में कार्य करता है जबकि पिनियन चालित होता है। पिनियन ड्राइव गियर होने पर एक स्टेप-डाउन ड्राइव होता है, जिसके परिणामस्वरूप कम गति का आउटपुट होता है लेकिन टॉर्क में वृद्धि होती है।
विशिष्ट आवश्यकताओं और आवश्यकताओं के आधार पर विभिन्न प्रकार के गियर विभिन्न कार्यों के लिए सबसे उपयुक्त हैं। हालांकि, स्पर गियर सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले गियर हैं। वे उच्च सटीकता प्राप्त करते हैं और निर्माण के लिए अपेक्षाकृत आसान होते हैं।
