गियर के प्रकार: विभिन्न यांत्रिक गियर पर एक गाइड

गियर का उपयोग किसी वस्तु के चारों ओर घूर्णन के संचरण के लिए किया जाता है। मशीनों में अक्षवे घुमावों की मदद से मोटर की गति को नियंत्रित करते हैं। इसलिए उनका उपयोग मोटर को तेज़ करने के साथ-साथ धीमा करने के लिए भी किया जा सकता है। गियर घड़ियों, साइकिलों, व्हीलचेयर और वॉशिंग मशीनों में पाए जा सकते हैं, कुछ रोज़मर्रा की वस्तुओं के नाम पर। 

गियर को धातु या उच्च घनत्व वाले प्लास्टिक के पहियों के साथ परिधि के चारों ओर दांतों के साथ डिज़ाइन किया गया है। ये दांत गति बनाने के लिए एक कुल्हाड़ी जाल पर चलते या घूमते हैं। नतीजतन, दोनों जुड़े हुए अक्ष इच्छित दिशा में चलते हैं। गियर विभिन्न प्रकार के होते हैं, जिनमें स्पर, बेवल और शामिल हैं वर्म गियरहम विभिन्न प्रकार के गियर पर विस्तार से चर्चा करेंगे। 

गियर का महत्व और वे कैसे काम करते हैं

गियर मैकेनिकल ट्रांसमिशन के लिए काम करते हैं जब आउटपुट बनाने के लिए बल लगाया जाता है। यह मशीनरी के टॉर्क और गति में परिवर्तन के साथ होता है। गियर को उच्च-लोड मशीनों में जोड़ा जाता है ताकि आसान गति सुनिश्चित हो सके और आवश्यकतानुसार गति कम हो सके।

इसके अलावा, मोटर की गति को कम/नियंत्रित करने के लिए गियर का उपयोग किया जा सकता है। इसलिए, यह मशीन को रोकने के लिए पुली सिस्टम से बेहतर काम करता है। गियर के दांतों के कारण प्रदान किया गया बढ़िया नियंत्रण गति को गैर-समानांतर अक्षों पर भी स्थानांतरित कर सकता है। 

गियर का उपयोग करके आप अधिक गति लगाकर अपनी गति बढ़ा सकते हैं। दूसरी ओर, आप कम बल लगाकर या विपरीत दिशा में बल लगाकर अपनी गति कम कर सकते हैं। 

मशीनरी के टॉर्क को बढ़ाने के लिए गियरबॉक्स भी ज़रूरी है। यह आवश्यकतानुसार गति की दिशा बदलता है। टॉर्क में वृद्धि/कमी ड्राइविंग मोटर से संचालित उपकरण तक रोटेशन शाफ्ट के ज़रिए पहुंचाई जाती है।

गियर की एक प्रणाली का उपयोग बड़ी मात्रा में बल उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च गति प्राप्त होती है। गियर के दांतों की दक्षिणावर्त और वामावर्त गति यह तय करेगी कि गति बढ़ेगी या घटेगी। दांत शाफ्ट पर आसानी से चलते हैं ताकि एक अक्ष से दूसरे अक्ष तक बल संचारित हो सके। इसके अलावा, गियर का प्रकार और आकार भी बल को प्रभावित करेगा। 

गियर के विभिन्न भागों को समझना

निम्नलिखित शब्द गियर के विभिन्न भागों और उनके एक साथ मिलकर कार्य करने के तरीके को समझने में मदद करेंगे।

अक्ष: गियर का शाफ्ट अक्ष के केंद्र से होकर गुजरता है। इसके अलावा, गियर की धुरी प्रतिच्छेदन, गैर-समानांतर या समानांतर हो सकती है। प्रतिच्छेदन अक्षों वाले गियर एक सामान्य बिंदु से होकर गुजरते हैं। गैर-समानांतर या गैर-प्रतिच्छेदन गियर की अक्ष अलग-अलग तलों में होती हैं। समानांतर अक्ष अलग-अलग दिशाओं में घूमते हैं और किसी भी बिंदु पर प्रतिच्छेद नहीं करते हैं। 

मोड़ दिशा: गियर या तो दाएं हाथ के होते हैं या बाएं हाथ के, यह उनकी स्थिति पर निर्भर करता है। यह दिशा स्प्रिंग के आकार पर निर्भर करती है। दो हेलिकल गियर के मामले में, दांत एक तरफ एक ही दिशा में चलते हैं। दूसरी तरफ, बेवल गियर में अलग-अलग मोड़ दिशाएँ होती हैं जो एक दूसरे के विपरीत होती हैं। 

दाँत: गियर पर दांत दांतेदार उभार होते हैं जो गोलाकार या अर्धवृत्ताकार आकार की परिधि पर होते हैं। वे बाहर निकलते हैं और घूर्णन गति को संचारित करने के लिए दांतों की जाली पर चलते हैं। आदर्श रूप से, दांतों की संख्या एक पूर्ण संख्या होनी चाहिए। 

इसके अलावा, गियर के दांतों और दांतों के जाल की प्रोफाइल एक जैसी होनी चाहिए ताकि वे आसानी से चल सकें और काम कर सकें। गियर की गति की गणना इनपुट गियर के दांतों की संख्या को आउटपुट गियर के दांतों की संख्या से विभाजित करके की जाती है। इस अनुपात को गियर अनुपात भी कहा जाता है। 

पिच सर्किल: पिच सर्कल की गणना दो गियर के जाल से गुजरने वाली स्पर्शरेखा से की जाती है। इसके अलावा, दो ओवरलैपिंग गियर की परिधि गियर का आकार प्रदान करती है क्योंकि वे एक एकल इकाई के रूप में प्रदर्शन करते हैं। 

पिच व्यास: यह गियर का कार्य व्यास है और इसे पिच सर्कल भी कहा जाता है। यह मशीन में दो गियर के बीच की दूरी को निर्धारित करता है। दो अक्षों के बीच की दूरी दो गियर पिच व्यास के योग को 2 से विभाजित करके प्राप्त की जाएगी। 

डायमेट्रल पिच: यह दांतों की कुल संख्या और पिच व्यास का अनुपात है। 

वृत्ताकार पिच: वृत्ताकार पिच की गणना एक दांत के बिंदु से बगल के दांत के बिंदु तक की दूरी का उपयोग करके की जाती है। चूँकि लंबाई सीधी लंबाई के बजाय चाप के रूप में होती है, इसलिए यह पिच सर्कल की लंबाई देती है। 

मॉड्यूल: मॉड्यूल मिलीमीटर में दांत का आकार है। इसकी गणना पिच व्यास को दांतों की कुल संख्या से विभाजित करके की जाती है। विश्वसनीय औद्योगिक अनुप्रयोग सुनिश्चित करने के लिए यह हमेशा एक तर्कसंगत संख्या होगी।  

दबाव कोण: पिच सर्कल लाइन की त्रिज्या और दांत की स्पर्श रेखा के बीच का कोण दबाव कोण है। गियर के लिए 14.5, 15, 20 और 25 डिग्री के कुछ मानक कोणों का उपयोग किया जाता है। इनमें से सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला कोण 20 डिग्री है। 

बड़ा दबाव कोण एक विस्तृत डेडेंडम दिखाता है, जो उच्च दांत की ताकत सुनिश्चित करता है। ध्यान दें कि दबाव कोण की गणना बल के वितरण और दांतों के संपर्क के माध्यम से की जाती है। इसलिए, दो गियर को इस तरह से डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि जाल पर समान दबाव कोण सुनिश्चित हो।

गियर आकार: विभिन्न गियर आकृतियों में गोलाकार, अर्ध-गोलाकार, त्रिभुजाकार, वर्गाकार और अण्डाकार शामिल हो सकते हैं। ये आकृतियाँ मशीन की गति और टॉर्क को प्रभावित करती हैं। गियर का एक समान आकार, जैसे गोलाकार या अण्डाकार, समान गति और टॉर्क का परिणाम देगा। दूसरी ओर, गैर-समान गियर दांतों की स्थिति के आधार पर अलग-अलग गति और टॉर्क उत्पन्न कर सकते हैं, भले ही इनपुट समान हो।

मरोड़ कोण: यह मशीन के बेलनाकार अक्ष पर दांत का झुकाव है। गियर के मरोड़ कोण के बढ़ने पर जोर की दिशा बढ़ जाती है। इसके कारण, मशीन की दक्षता कम हो सकती है। मशीन की दक्षता और जोर को प्रबंधित करने के लिए सामान्य मरोड़ कोण 25 डिग्री है। 

विभिन्न प्रकार के गियर

हमने विभिन्न गियर प्रकारों की एक सूची तैयार की है।

प्रेरणा के गियर

ये सबसे सरल और सबसे लोकप्रिय गियर प्रकार हैं। वे समानांतर शाफ्ट के बीच गति स्थानांतरित करते हैं। उनके सीधे दांत उन्हें आसानी से विनिर्माण योग्य बनाते हैं 3-अक्ष मशीनें जैसे लेजर कटर या अंतः क्षेपण ढलाई.

जब दो स्पर गियर का उपयोग किया जाता है, तो उन्हें जाल पर एक दूसरे के बगल में रखा जाता है, जिससे विपरीत दिशा में घूमने की गति सक्षम होती है। स्पर गियर के एक समूह के माध्यम से शक्ति का संचरण एक समानांतर शाफ्ट में काम करता है। इनका उपयोग आमतौर पर गियर पंप, मोटर, कन्वेयर सिस्टम और स्पीड रिड्यूसर में किया जाता है।

बेवल गियर

बेवल गियर गैर-समानांतर अक्षों के बीच शक्ति संचारित करते हैं। जब तिरछे दांत एक ही शीर्ष पर मिलते हैं, तो वे 90 डिग्री के कोण पर मेटर गियर बनाते हैं। तिरछे दांत शंकु के आकार में पिच व्यास बनाते हैं। 

इस प्रकार, गियर को गियर के पिछले हिस्से और गियर के शंकु की नोक के बीच की दूरी के आधार पर विभेदित किया जाता है। दो बेवल गियर को जोड़ने के लिए, काल्पनिक शंकु को एक ही शीर्ष तक विस्तारित किया जाना चाहिए। जटिल डिज़ाइन के कारण इन गियर को बनाना महंगा है। इसके अलावा, वे बड़े टॉर्क को संचारित करते हैं, इसलिए वे हमेशा मशीनरी के लिए पहली पसंद नहीं होते हैं। 

बेवल गियर के प्रकार

बेवल गियर विभिन्न डिज़ाइनों में आते हैं, जैसे कि स्ट्रेट, स्पाइरल, मेटर और क्राउन। स्ट्रेट बेवल को उनके सरल डिज़ाइन के कारण बनाना आसान है। स्ट्रेट बेवल में दांत एक साथ काम करते हैं। इस प्रकार, पिच सतह को शंक्वाकार आकार देने के लिए दांतों को धीरे-धीरे पतला किया जाता है। 

सर्पिल गियर में, दांतों में घुमावदार रेखाएँ होती हैं ताकि अच्छा संपर्क अनुपात बना रहे। वे सीधे बेवल गियर की तुलना में अधिक कुशल होते हैं। इसके अलावा, वे उच्च कंपन और शोर उत्पन्न नहीं करते हैं। 

जीरोल बेवल गियर्स को सीधे और सर्पिल डिज़ाइन विशेषताओं के लिए जाना जाता है। वे ग्लीसन कंपनी द्वारा ट्रेडमार्क डिज़ाइन हैं। इन गियर्स को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि दांत किसी भी दिशा में स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। शून्य घुमाव कोण उन्हें इस तरह से घूमना आसान बनाता है। 

एक अन्य बेवल गियर 90 डिग्री शाफ्ट वाला एक मेटर है, जो गति पर कोई प्रभाव न होने के बावजूद पावर परिवर्तन संचारित कर सकता है। अंत में, क्राउन गियर/फेस गियर सही कोणों पर डिज़ाइन किए गए हैं। इनका उपयोग प्रिंटिंग प्रेस, रेलवे, ऑटोमोबाइल, पावर प्लांट और समुद्री अनुप्रयोगों में किया जाता है।

हेलिकल गियर्स 

कोणीय रूप से स्थित दांतों के साथ, हेलिकल गियर में एक गैर-समानांतर तिरछा दांत होता है। ट्रांसमिशन में कई दांतों के कारण, हेलिकल गियर भारी भार उठाने के लिए अच्छे होते हैं। साथ ही, वे कम शोर करते हैं क्योंकि ट्रांसमिशन के दौरान न्यूनतम कंपन और घर्षण होता है। 

आप विभिन्न प्रकार के हेलिकल गियर में से चुन सकते हैं- सिंगल, डबल या हेरिंगबोन। सिंगल गियर में या तो बाएं हाथ या दाएं हाथ का हेलिक्स होता है। डबल गियर में विपरीत दिशाओं में दो समान हेलिकल चेहरे होते हैं। उच्च दक्षता और कम घर्षण के कारण डबल गियर का उपयोग बेहतर ट्रांसमिशन में मदद करता है। 

दूसरा प्रकार है हेरिंगबोन गियर, जिसमें दो गियर बिना किसी अंतराल के जुड़े होते हैं। ये मशीनों में शॉक अवशोषण के लिए बहुत अच्छे होते हैं। 

रैक और पंख काटना

यह गियर तंत्र रैखिक गति को घूर्णी गति में या इसके विपरीत रूपांतरित करता है। इसलिए, यह स्टीयरिंग सिस्टम जैसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। वे दो गोलाकार गियर के साथ जोड़े में मौजूद होते हैं। पारंपरिक रूप से, सीधे या हेलिकल गियर रैक और पिनियन गियर बनाते हैं। 

रैक और पिनियन गियर पिनियन/स्पर गियर और टूथ रेल के साथ मिलकर काम करते हैं जिससे गति होती है। गियर रोटेशन के लिए एक निरंतर स्लाइडिंग गति होती है। इनका उपयोग ऑटोमोबाइल के स्टीयरिंग सिस्टम में किया जाता है।

ग्रहीय गियरबॉक्स

जैसा कि नाम से पता चलता है, ग्रहीय गियरबॉक्स में आंतरिक गियर होते हैं जिन्हें सूर्य और ग्रह कहा जाता है। सूर्य गियरबॉक्स के बीच में है, और यह अन्य ग्रहों को घुमाता है। यह गति बड़े आंतरिक गियर को हिलाने और मशीन में गति पैदा करने का कारण बनती है। 

सभी गियर को सुचारू रूप से चलाने के लिए उचित स्नेहन आवश्यक है। प्लैनेटरी गियरबॉक्स बड़ी बल आवश्यकताओं के लिए पर्याप्त कुशल हैं। जब जगह सीमित हो तो वे बड़े गियर को कम करने में भी मदद कर सकते हैं। 

वर्म गियर्स

वर्म गियर को शाफ्ट पर लगे एक स्क्रू, जिसे वर्म कहते हैं, और मेटिंग गियर, जिसे वर्म व्हील कहते हैं, द्वारा चलाया जाता है। गियर वर्म के लंबवत एक अलग तल पर घूमता है। वर्म के प्रत्येक घुमाव से गियर एक दांत घूमता है। 

इसका मतलब है कि यहाँ गियर अनुपात N:1 है, N गियर में दांतों की संख्या है। वर्म गियर गति में कम कुशल होते हैं, लेकिन वे सिस्टम में टॉर्क को धीरे-धीरे बढ़ा सकते हैं। 

इसमें स्लाइडिंग संपर्क के साथ एक गैर-अंतर्च्छेदित संचरण है। कम घर्षण के कारण गति सुचारू है। इसलिए ये गियर शोर नहीं करते हैं। ध्यान देने योग्य एक और डिज़ाइन तत्व यह है कि वर्म गियर सामान्य गोलाकार डिज़ाइन के बजाय रैखिक होते हैं। 

पिंजरे-खूंटी गियर

केज-पेग गियर आमतौर पर लकड़ी की सामग्री और डॉवेल से बनाए जाते हैं। वे अपने धातु समकक्षों की तुलना में बनाने में आसान और सस्ते होते हैं। ये गियर लंबवत अक्ष में बल संचारित करते हैं और इसलिए, अधिक गति प्रदान नहीं करते हैं। एक पिंजरा विभिन्न गियर की तरह काम कर सकता है, जैसे कि डॉवेल और दांतों के साथ वर्म गियर। 

इन गियर में खूंटे दांतों की तरह काम करते हैं जो एक छोटी सी डिस्क से जुड़े होते हैं। ये खूंटे अलग-अलग गियर के दूसरे खूंटों से जुड़कर एक इकाई के रूप में काम करते हैं। पिंजरे और खूंटे वाले गियर का एक लाभ यह है कि यह दोनों तरफ से काम कर सकता है क्योंकि खूंटे दोनों दिशाओं में चलते हैं। 

विकृत गियर 

कुछ मशीन डिज़ाइन में म्यूटिलेटेड गियर की आवश्यकता हो सकती है, जहाँ दाँत पिच सर्कल के चारों ओर पूरी तरह से विस्तारित नहीं होते हैं। यदि पूर्ण 360-डिग्री घुमाव नहीं होता है, तो कम संख्या में दाँतों वाले म्यूटिलेटेड गियर जोड़े जा सकते हैं। 

यह तब आदर्श होता है जब मशीनरी को लगातार चलने की आवश्यकता नहीं होती। गियर के एक तरफ दांत होने और दूसरी तरफ खाली दांत होने से गति की स्पंदन पैदा होगी, जिससे शाफ्ट लगातार ब्रेक पर काम करेगा।

गैर-वृत्ताकार गियर

गैर-वृत्ताकार गियर के बारे में आकर्षक बात उनका दिलचस्प आकार है। उनका व्यास सभी क्षेत्रों में समान नहीं होता है। इसलिए, जब वे घूमते हैं, तो गियर का आकार बदल जाता है, जिससे हर समय अलग-अलग घूर्णन गति होती है। इनका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है, लेकिन ये अद्वितीय मशीन कार्यों में जोड़ सकते हैं जहां दो अक्षों को गैर-वृत्ताकार गियर की आवश्यकता होती है। 

गियर्स के लिए डिजाइन संबंधी विचार

गियर डिजाइन करते समय ध्यान रखने योग्य कुछ आवश्यक बातें यहां दी गई हैं: 

DIMENSIONS

मशीनरी का आयाम गियर के लिए उपलब्ध स्थान के लिए निर्णायक कारक है। कई गियर, दांत और शाफ्ट को समायोजित करने के लिए जगह को ध्यान में रखें। इसके अलावा, गियर पिच सर्कल के चारों ओर घूमने में सक्षम होना चाहिए। 

यदि आकार की सीमा है, तो छोटे गियर या गैर-गोलाकार गियर का उपयोग किया जा सकता है। दूसरा विकल्प कटे-फटे गियर का उपयोग करना है। विनिर्माण सामग्री के दबाव कोण, पिच और तन्य शक्ति पर ध्यान दें।

डिजाइन आवश्यकताओं में विनिर्माण के अंतर्राष्ट्रीय और राष्ट्रीय डिजाइन मानकों का पालन करना भी शामिल है। उदाहरण के लिए, आप सुरक्षित डिजाइन और विनिर्माण सुनिश्चित करने के लिए अमेरिकी गियर विनिर्माण मानकों का पालन कर सकते हैं। ये प्रोटोकॉल भौगोलिक स्थान पर भी निर्भर हो सकते हैं और अमेरिका, जर्मनी और जापान में अलग-अलग हो सकते हैं।  

परिचालन स्थितियां

तापमान, मौसम की स्थिति और आर्द्रता जैसी पर्यावरणीय स्थितियों का गियर पर प्रभाव पड़ सकता है। खराब मौसम की स्थिति के कारण दांतों और गियर के बीच चिकनाई और घर्षण कम हो सकता है। इसलिए, अंत में सामग्री पर फिनिशिंग टच और सतह उपचार जोड़ते समय इन पर विचार करें। 

विनिर्माण लागत

गियर बनाने की लागत पर विचार करें। यह प्रक्रिया पर निर्भर हो सकता है, जैसे सीएडी डिजाइनिंग, सीएनसी खराद मशीनिंगजी, या इंजेक्शन मोल्डिंग। सुनिश्चित करें कि विनिर्माण प्रक्रिया विनियामक आवश्यकताओं को पूरा करती है। सही अनुमान प्राप्त करने के लिए कच्चे माल और परिष्करण स्पर्श की लागत शामिल करें। 

ध्यान रखें कि कस्टम गियर डिज़ाइन की कीमत ज़्यादा होगी। अगर आप किसी मैन्युफैक्चरिंग कंपनी के साथ साझेदारी कर रहे हैं, तो कस्टम डिज़ाइन के लिए भी बल्क ऑर्डर कोटेशन मांगें। 

गति का संचरण

डिज़ाइन घटकों में गियर के दांतों की गति पर विचार किया जाना चाहिए। गियर ट्रांसमिशन में टॉर्क, घर्षण और विभिन्न अक्षों में लगाया गया बल शामिल होता है। गियर के विभिन्न आकार, जैसे कि हेलिकल और नॉन-सर्कुलर गियर, सिस्टम की गति की दिशा और प्रभाव को प्रभावित करते हैं। 

ऊपर लपेटकर

अब आप सामान्य गियर प्रकारों के बारे में सब कुछ जान गए हैं। सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले प्रकार स्पर और बेवल गियर हैं। इनका इस्तेमाल ऑटोमोबाइल, कन्वेयर बेल्ट और घड़ियों में किया जाता है। रैक और पिनियन और प्लैनेटरी गियरबॉक्स जैसे कुछ गियर कुशल होते हैं; इसलिए, उनका उपयोग भारी मशीनों के लिए किया जाता है। 

किसी सिस्टम के लिए सबसे अच्छा गियर उसके कार्यों और सामग्रियों पर विचार करके निर्धारित किया जा सकता है। एक बार CAD डिज़ाइन को अंतिम रूप दे दिया जाए, तो CNC निर्माण प्रक्रिया सटीकता सुनिश्चित करेगी।  हाईटॉप औद्योगिक डिजाइनिंग और सीएनसी पेशेवर उच्च गुणवत्ता वाले गियर का उत्पादन करने के लिए।

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