ギアボックスとは?
ギアボックスは、あるデバイスから別のデバイスにエネルギーを伝達する機械的な方法であり、速度を下げながらトルクを増加させるために使用されます。トルクとは、固体材料を曲げたりねじったりすることによって生成される力です。この用語は、多くの場合、伝送と同じ意味で使用されます。
パワー シャフトの接合点に配置されたギアボックスは、ロータリー芝刈り機やヘリコプターに見られるように、方向を直角に変更するためによく使用されます。各ユニットは特定の目的を念頭に置いて作られ、使用されるギア比は必要なレベルの力を提供するように設計されています。この比率は固定されており、ボックスが構築されると変更できません。事後の唯一可能な変更は、トルクの対応する減少とともに、シャフト速度を増加させる調整です。
複数の速度が必要な状況では、複数のギアを備えたトランスミッションを使用して、出力速度を遅くしながらトルクを増加させることができます。この設計は、自動車のトランスミッションによく見られます。同じ原理を使用して、トルクを減少させながら出力速度を増加させるオーバードライブ ギアを作成できます。
風力タービンは、非常に大きなギアボックスの一例です。タービンは大きなトルクでゆっくりと回転します。トランスミッションは、このパワーを発電機のより高速で低トルクの回転速度に変換します。風力タービンは、そのサイズと生成できる電力量のために、複数のギアとステージを備えています。この機能は、タービンの回転数が変動しても発電機が安定した出力を提供できるようにするために必要です。
自動車には、オートマチック、マニュアル、無段変速機の 3 種類のトランスミッションがあります。マニュアル トランスミッション車は、単純なギアボックスの最良の例です。自動変速機と無段変速機の両方で、ギアボックスはクローズド システムであり、人間の介入はほとんど必要ありません。
マニュアル トランスミッションは、スライディング メッシュとコンスタント メッシュの 2 つの異なるシステムで利用できます。スライディングメッシュシステムはストレートカット平歯車を採用。ギアは自由に回転し、ある速度から別の速度への移行を同期させるにはドライバーの操作が必要です。ドライバーは、必要な道路速度に合わせてエンジン回転数を調整する責任があります。ギア間の移行のタイミングが正しくない場合、ギアが衝突し、ギアの歯が衝突するときに大きな研削音が発生します。
コンスタント メッシュ システムには、斜めにカットされたヘリカルまたはダブル ヘリカル ギア セットがあり、それらが永久的にかみ合います。フリクションコーンまたは同期リングがギアに追加され、ギアを変更する際の移行がよりスムーズになりました。このタイプのトランスミッションは、通常、レーシングカーや農業用機器に見られます。
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