Gear Trains MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Gear Trains - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

चाल अनुपात:

गियर ट्रेन का चाल अनुपात (वेग अनुपात) चालक की चाल का अनुगामी या अनुयायी की चाल से अनुपात होता है।

\(Speed\;Ratio = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}\)

ट्रेन मान:

अनुगामी या अनुयायी की चाल का चालक की चाल से अनुपात को गियर ट्रेन का ट्रेन मान कहा जाता है।

\(Train\;value = \frac{{{N_2}}}{{{N_1}}} = \frac{{{T_1}}}{{{T_2}}}\)

\(Train\;value = \frac{{{1}}}{{{Speed\;Ratio}}}\)

ऊपर से, हम देखते हैं कि ट्रेन मान चाल अनुपात का व्युत्क्रम होता है।

व्याख्या:

अधिचक्रीय गियर ट्रेन

• एक अधिचक्रीय गियर ट्रेन (जिसे ग्रहीय गियर ट्रेन के रूप में भी जाना जाता है) एक जटिल गियर सिस्टम है जिसमें एक या अधिक बाहरी गियर (ग्रह गियर) होते हैं जो एक केंद्रीय गियर (सूर्य गियर) के चारों ओर घूमते हैं।
• इसे "अधिचक्रीय" कहा जाता है क्योंकि ग्रह गियर सूर्य गियर के चारों ओर घूमते समय अपनी धुरी पर भी घूमते हैं, जो सौर मंडल में ग्रहों की गति के समान है।
• एक अधिचक्रीय गियर ट्रेन में, सूर्य गियर आमतौर पर केंद्र में स्थिर होता है, और ग्रह गियर एक चलने योग्य हाथ (वाहक) पर लगे होते हैं जो सूर्य गियर के चारों ओर घूमता है।
• आंतरिक दांतों (रिंग गियर) के साथ बाहरी वलय भी सिस्टम का हिस्सा हो सकता है।
• गियर की गति का विश्लेषण विभिन्न विधियों का उपयोग करके किया जा सकता है, जिसमें सारणीबद्ध विधि और बीजगणितीय विधि शामिल हैं, ताकि वेग अनुपात और घूर्णन की दिशा निर्धारित की जा सके।

लाभ:

• कॉम्पैक्ट डिज़ाइन और उच्च शक्ति घनत्व, इसे अंतरिक्ष की कमी वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
• छोटी मात्रा में उच्च गियर अनुपात प्राप्त करने की क्षमता।
• ग्रह गियरों के बीच भार का समान वितरण, जिससे दक्षता और स्थायित्व में सुधार होता है।

हानि:

• सरल गियर ट्रेनों की तुलना में जटिल डिज़ाइन और उच्च निर्माण लागत।
• गियर की मिश्रित गति के कारण विश्लेषण और समझना अधिक चुनौतीपूर्ण है।

अनुप्रयोग:

• अधिचक्रीय गियर ट्रेनों का उपयोग आमतौर पर ऑटोमोबाइल में स्वचालित ट्रांसमिशन, अंतर गियर और विभिन्न मशीनरी और उपकरणों में ग्रहीय गियरबॉक्स में किया जाता है।

स्पष्टीकरण:

गियरमाला:

कभी-कभी, एक शाफ्ट से दूसरे शाफ्ट तक बिजली संचारित करने के लिए दो या दो से अधिक गियर को एक दूसरे के साथ जाल बनाकर बनाया जाता है। ऐसे संयोजन को एक गियरमाला कहा जाता है। 

वे कई प्रकार की हो सकती हैं:

• सरल गियरमाला 
• संयुक्त गियरमाला 
• प्रत्यावर्तित गियरमाला 
• अधिचक्रिक गियरमाला 

संयुक्त गियरमाला:

• जब किसी शाफ्ट में एक से अधिक गियर (पहला शाफ्ट या दूसरा शाफ्ट या मध्यवर्ती शाफ्ट) होता है अर्थात दो गियर का कोणीय वेग समान होता है, तो गियर ड्राइव को एक संयुक्त गियरमाला कहा जाता है।

संयुक्त गियरमाला के लिए:

\(Speed\;ratio = \rm\frac{Product\ of\ number\ of\ teeth\ on\ driven\ shafts} {Product\ of\ number\ of\ teeth\ on\ driver\ shafts} \)

अवधारणा:

गणना:

दिया हुआ:

TB = 100; TA = 25;

y = 1; NB = 0

\(\begin{array}{l} {N_B} = y - x \times \frac{{{T_A}}}{{{T_B}}} = 1 - x \times \frac{{25}}{{100}} = 1 - \frac{x}{4} = 0 \Rightarrow x = 4\\ {N_A} = x + y = 4 + 1 = 5 \end{array}\)

टॉपर का दृष्टिकोण:

छोटी चक्री घूमेगी = 18 × 16/8 = 36 बार

विस्तृत हल:

माना, छोटी चक्री घूमेगी = x बार

प्रश्नानुसार,

⇒ x × 8 = 16 × 18

⇒ x = 16 × 18/8

⇒ x = 36

व्याख्या:

प्रत्यावर्तित गियर ट्रेन:

जब पहले गियर और अंतिम गियर के अक्ष समाक्षीय होते हैं, तो गियर ट्रेन, प्रत्यावर्तित गियर ट्रेन कहलाती है। स्वचालित संचारण, खराद पश्च गियर, औद्योगिक गति क्षीणक, और घड़ियों में (जहाँ मिनट की सुई और घंटे की सुई समाक्षीय होती है) प्रत्यावर्तित गियर श्रृंखला प्रयुक्त होती है।

लाभ:

• अधिचक्रीय गियर श्रृंखला उच्च गति अनुपात के स्थानान्तरण के लिए उपयोगी होती है जिसमें अपेक्षाकृत कम स्थान में मध्यम आकार के गियर प्रयुक्त होते हैं।
• अधिचक्रीय गियर ट्रेन, खराद के पश्च गियर, स्वचालन के विभादक गियर, उत्तोलक, पुली ब्लॉक, कलाई घडी इत्यादि में प्रयुक्त होते हैं।

वर्णन:

गियर ट्रेन:

कभी-कभी दो या दो से अधिक गियर एक शाफ़्ट से दूसरे शाफ़्ट तक शक्ति संचारित करने के लिए एक-दूसरे के साथ मैश में बने होते हैं। ऐसे संयोजन को गियर ट्रेन कहा जाता है। 

वे कई प्रकार के हो सकते हैं:

• सरल गियर ट्रेन 
• यौगिक गियर ट्रेन 
• प्रत्यावर्तित गियर ट्रेन 
• अधिचक्रीय गियर ट्रेन 

अधिचक्रीय गियर ट्रेन:

• जब गियर ट्रेन में अक्षों के सापेक्ष गति होती है, तो इसे अधिचक्रीय गियर ट्रेन कहा जाता है। 
• कम से कम एक गियर के अक्ष भी फ्रेम के सापेक्ष गति करते हैं। 

सरल गियर ट्रेन:

• जब प्रत्येक गियर अक्ष निर्दिष्ट फ्रेम के सापेक्ष निर्दिष्ट होते हैं, और प्रत्येक शाफ़्ट पर केवल एक गियर होता है। 
• शाफ़्ट की संख्या कई हो सकती है। 

यौगिक गियर ट्रेन:

• जब किसी शाफ़्ट में एक से अधिक गियर (पहला शाफ़्ट या दूसरा शाफ़्ट या मध्यवर्ती शाफ़्ट) होते हैं  अर्थात् दो गियर में समान कोणीय वेग होते हैं, ऐसे गियर चालक को यौगिक गियर ट्रेन कहा जाता है। 

प्रत्यावर्तित गियर ट्रेन:

• जब पहले गियर (अर्थात् पहला चालक) और अंतिम गियर (अर्थात् अंतिम चालन या अनुगामी) के अक्ष समाक्षीय होते हैं, तो गियर ट्रेन को प्रत्यावर्तित गियर ट्रेन के रूप में जाना जाता है। 
• पहले गियर और अंतिम गियर की गति एकसमान होती है।
• प्रत्यावर्तित गियर ट्रेन का प्रयोग स्वचालित संचरण, खराद पश्च गियर, औद्योगिक गति वाला लघूकारक और कालद में किया जाता है। 

संचालक की गति से संचालित या अनुगामी की गति के अनुपात को गियर ट्रेन के गति अनुपात (या वेग अनुपात) के रूप में परिभाषित किया जाता है​।

\(Speed\;ratio = \frac{{{\omega _{driver}}}}{{{\omega _{driven}}}} = \frac{{{\omega _1}}}{{{\omega _2}}} = \frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} = \frac{1}{{Train\;Value}}\)

\(Train\;ratio = \frac{{{\omega _{drivev}}}}{{{\omega _{driver}}}} \)

संकल्पना:

वेग अनुपात निम्न है:

\(Velocity~ratio = \frac{{Speed~of~driver}}{{Speed~of~follower}}\)

ट्रेन मूल्य निम्न है:

वेग अनुपात के व्युत्क्रम को गियर ट्रेन के ट्रेन मूल्य के रूप में जाना जाता है।

\(Train~value= \frac{1}{velocity~ratio}\)

एक साधारण गियर ट्रेन का वेग अनुपात

जब ड्राइवर और मध्यवर्ती गियर जाल में हों

\(\frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}\)

जब मध्यवर्ती और अनुयायी जाल में हों।

\(\frac{{{N_2}}}{{{N_3}}} = \frac{{{T_3}}}{{{T_2}}}\)

दोनों समीकरणों को गुणा करने पर,

\(\frac{{{N_1}}}{{{N_2}}} \times \frac{{{N_2}}}{{{N_3}}} = \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} \times \frac{{{T_3}}}{{{T_2}}}\)

\(\frac{{{N_3}}}{{{N_1}}} = \frac{{{T_1}}}{{{T_3}}}\)

\(Speed~ratio = \frac{{Speed~of~driver}}{{Speed~of~follower}} = \frac{{No.~of~teeth~on~follower}}{{No.~of~teeth~on~driver}}\)

गणना:

दिया गया है कि:

T1 = 40, T2 = 20, T3 = 80

\(Velocity~ratio=\frac{{T_3}}{{T_1}} = \frac{{80}}{{40}} = 2\)

\(Train~value = \frac{{1}}{{velocity~ratio}} = \frac{1}{2} = 0.5\)

वर्णन:

कभी-कभी दो या दो से अधिक गियर एक शाफ़्ट से दूसरे शाफ़्ट तक शक्ति को संचारित करने के लिए एक-दूसरे के साथ जाल बनाते हैं। ऐसे संयोजन को गियर ट्रेन कहा जाता है।

जब प्रत्येक शाफ़्ट पर केवल एक गियर होता है, तो इसे साधारण गियर ट्रेन के रूप में जाना जाता है।

चूँकि गियर 1 गियर 2 को संचालित करता है, इसलिए गियर 1 को चालक कहा जाता है और गियर 2 को चालन या अनुगामी कहा जाता है।

गियर ट्रेनों में उपयोग किये जाने वाले एक निष्क्रिय गियर का उद्देश्य आउटपुट शाफ़्ट पर घूर्णन की आवश्यक दिशा प्राप्त करना होता है। 

• यह ध्यान दिया जा सकता है कि जब मध्यवर्ती गियर (निष्क्रिय गियर) की संख्या विषम होती है, तो दोनों गियर की गति (अर्थात् चालक और चालन या अनुगामी) एकसमान होती है। 
• लेकिन यदि मध्यवर्ती गियर की संख्या सम होती है, तो चालन या अनुगामी की गति चालक की दिशा के विपरीत होती है। 

स्पष्टीकरण:

संपर्क पथ : दो दांतों का संपर्क, जहां पहिया का अड़ेंडम​ वृत्त क्रिया की रेखा से मिलता है और जहां पिनियन का अड़ेंडम​ वृत्त क्रिया की रेखा से मिलता है, वहां खंडित होता है

माना कि, r = पिनियन की पिच वृत्त की त्रिज्या, R = पहिए की पिच वृत्त की त्रिज्या, ra = पिनियन की त्रिज्या का अड़ेंडम​ वृत्त, Ra = पहिए के अड़ेंडम वृत्त की त्रिज्या

संपर्क का पथ = निकटता का पथ + अवकाश का पथ = \(\sqrt{R_a^2- R^2 cos^2 ~\phi}~+~\sqrt{r_a^2~-r_a^2cos^2~\phi }~-~(R~+~r)sin~\phi\)

संपर्क का चाप: संपर्क का चाप दांतों के एक जोड़े के संपर्क की अवधि के दौरान दो पहियों के पिच वृत्त पर एक बिंदु द्वारा यात्रा की गई दूरी है।

\(Arc~of~contact = \frac{{path~of~contact}}{{\cos \left( ϕ \right)}}\)

संपर्क अनुपात: यह एक घूर्णन के दौरान संपर्क में दाँत जोड़ों की औसत संख्या के रूप में परिभाषित किया गया है।

\(Contact~ratio = \frac{{Arc~of~contact}}{{Circular~pitch}} \)

गति के निरंतर संचरण के लिए एक पहिए का कम से कम एक दांत दूसरे पहिए के दूसरे दांत के संपर्क में होना चाहिए।

संकल्पना:

गियर का व्यास इसके दांत के समानुपाती है।

d ∝ t

जहाँ, t = दांत की संख्या, d = गियर का व्यास।

गणना:

d_R = m × t_R = 2 × 15 = 30 mm

d_Q = 2 × d_R = 60 mm

\(\frac{{{d_P}}}{{{d_Q}}} = \frac{{{t_P}}}{{{t_Q}}} \Rightarrow {d_P} = \frac{{20}}{{40}} × 60 = 30~mm\)

\(\frac{{{d_R}}}{{{d_S}}} = \frac{{{t_R}}}{{{t_S}}} \Rightarrow {d_S} = dR × \frac{{{t_S}}}{{{t_R}}} = \frac{{30 × 20}}{{15}} = 40~mm\)

\(Centre\;distance = \frac{{{d_P}}}{2} + \frac{{{d_Q}}}{2} + \frac{{{d_R}}}{2} + \frac{{{d_S}}}{2}\)

केंद्रीय दूरी = 15 + 30 + 15 + 20 = 80 mm

वर्णन:

गियर ट्रेन:

दो या दो से अधिक गियर एक शाफ़्ट से दूसरे शाफ़्ट तक शक्ति संचारित करने के लिए एक-दूसरे के साथ जाल बनाते हैं। ऐसे संयोजन को गियर ट्रेन कहा जाता है।

जब प्रत्येक शाफ़्ट पर केवल एक गियर होता है, तो इसे साधारण गियर ट्रेन के रूप में जाना जाता है।

चूँकि गियर 1 गियर 2 को चलाता है, इसलिए गियर 1 को चालक कहा जाता है और गियर 2 को चालन या अनुगामी कहा जाता है।

निष्क्रिय गियर:

गियर ट्रेन में प्रयोग किये जाने वाले एक निष्क्रिय गियर का उद्देश्य आउटपुट शाफ़्ट पर घूर्णन की आवश्यक दिशा प्राप्त करना होता है।

• इसका प्रयोग दिशा को परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।
• यह वेग अनुपात या बलाघूर्ण को परिवर्तित नहीं करता है।
• यह ध्यान दिया जा सकता है कि जब मध्यवर्ती गियरों की संख्या (निष्क्रिय गियर) विषम होती है, तो दोनों गियरों की गति (अर्थात् चालक या चालन या अनुगामी) समान होती है।
• लेकिन यदि मध्यवर्ती गियरों की संख्या सम होती है, तो चालन या अनुगामी की गति चालक के विपरीत दिशा में होगी। 

दिए गए गियर ट्रेन के लिए अनुपात को निम्नलिखित सूत्र द्वारा ज्ञात किया गया है

\(\frac{{{{\rm{\omega }}_2}}}{{{{\rm{\omega }}_6}}} = \frac{{{{\rm{\omega }}_2}}}{{{{\rm{\omega }}_3}}}\frac{{{{\rm{\omega }}_3}}}{{{{\rm{\omega }}_5}}}\frac{{{{\rm{\omega }}_5}}}{{{{\rm{\omega }}_6}}} = \frac{{{{\rm{N}}_3}}}{{{{\rm{N}}_2}}}\frac{{{{\rm{N}}_5}}}{{{{\rm{N}}_4}}}\frac{{{{\rm{N}}_6}}}{{{{\rm{N}}_5}}} = \frac{{{{\rm{N}}_3}{{\rm{N}}_6}}}{{{{\rm{N}}_2}{{\rm{N}}_4}}}\)

∴ केवल गियर (5) निष्क्रिय गियर है, क्योंकि पहिया '5' पर दांतों की संख्या वेग अनुपात में दिखाई नहीं देती है।

संकल्पना:

विभेदी का योजनाबद्ध आरेख

एक ऑटोमोबाइल के पृष्ठ-ड्राइव में उपयोग किया गया विभेदी गियर का कार्य निम्न है

• (a) ऑटोमोबाइल को घुमाते समय पीछे के पहियों को अलग-अलग गति से घुमाने के लिए
• (b) इंजन शाफ्ट से रियर ड्राइविंग पहियों तक गति संचारित करने के लिए

इसलिए हम कह सकते हैं कि वे वाहन को उचित रुप से वक्र पराक्रमण करने में सक्षम बनाते हैं।