تسمه ها و پولی ها و نسبت انتقال بین آنها / محاسبات تسمه و پولی

در بخش نسبت انتقال و چرخدنده ها ، مشخص شد که برای ایجاد ارتباط بین دو محور از چرخ دنده استفاده می شود.

همچنین نسبت انتقال بین چرخ دنده ها را با تقسیم تعداد دندانه های چرخ دنده متحرک به تعداد دندانه های چرخ دنده محرک محاسبه می کردیم؛ اما محاسبه نسبت انتقال ، روش های دیگری نیز دارد که در این مبحث باید به آن بپردازیم.

راه دیگر بدست آوردن نسبت انتقال ، تقسیم قطر چرخ دنده متحرک بر قطر چرخ دنده محرک می باشد. دو چرخ دنده ای که با یکدیگر درگیر می شوند و دندانه های یک اندازه دارند ، هرکدام که قطر بزگتری داشته باشد ، تعداد دندانه بیشتری نیز دارد و برعکس ، چرخدنده با قطر کوچکتر ، تعداد دندانه کمتری دارد؛ بنابراین این قضیه ، از نظر عقلی و محاسباتی قابل پذیرش می باشد.

برخی اوقات برای ایجاد ارتباط بین دو محور ، به جای استفاده از چرخ دنده از روش ها و وسیله های دیگری نیز به دلایل فنی ، استفاده می کنیم ، یکی از آن روش ها استفاده از پولی و تسمه می باشد.

در شکل زیر یک نمونه پولی را مشاهده می کنید ، این پولی مانند چرخدنده بر روی محور سوار می شود.

همانطور که می بینید ، پولی مانند چرخ دنده ای بدون دندانه می باشد که یک شیار داخلی بر روی آن ایجاد شده و تسمه ای بین دو پولی ارتباط برقرار می کند ، یعنی تسمه در شیار پولی ها قرار گرفته و با چرخش یک پولی ، نیروی چرخشی به واسطه تسمه ، به پولی دیگر منتقل می شود.

در شکل زیر سیستمی را می بینید که یک تسمه بین دو پولی ارتباط برقرار می کند.

در شکل زیر ( قسمت A ) یک مدل پولی نشان داده شده و شیار موجود بر روی پولی را ( در قسمت B ) مشاهده می کنید ، سطح مقطع تسمه نیز در قسمت C شکل نشان داده شده ، چنان که مشاهده می کنید ، شیار پولی (B) دقیقا شکل سطح مقطع تسمه (C) می باشد تا تسمه به راحتی داخل پولی جا افتاده و ارتباط مکانیکی را برقرار می کند.

اگر قطر پولی ها یکسان باشد ، نسبت انتقال بین آنها ۱ می باشد.

ولی اگر قطر پولی ها برابر نباشد ، نسبت انتقال کمتر یا بیشتر از یک خواهد بود؛ اگر پولی کوچکتر محرک باشد نسبت انتقال بزرگتر از یک می باشد چرا که نسبت انتقال برابر قطر متحرک تقسیم بر قطر محرک می باشد و اگر قطر محرک کمتر باشد ، حاصل تقسیم بیشتر از یک خواهد بود و برعکس.

همانند مبحث چرخدنده ها و نسبت انتقال در تسمه ها و پولی ها نیز اگر نسبت انتقال بزرگتر باشد ، قدرت خروجی افزایش یافته و تعداد دوران خروجی کاهش پیدا می کند.( منظور از دوران ، گردش پولی به دور خود می باشد ) و اگر نسبت انتقال کمتر از یک باشد ، قدرت خروجی کاهش و تعداد دوران خروجی افزایش پیدا می کند.

شیار پولی ها را به شکل های مختلفی می سازند.

برای هر مدل پولی ، یک مدل تسمه مخصوص به آن وجود دارد. ( ساخته می شود ) یعنی یک مدل پولی با شکل شیار مخصوص ، باید توسط تسمه ای با سطح مقطع یک شکل با شیار همان پولی استفاده شود. مثلا اگر شکل شیار پولی ذوزنقه ای باشد باید سطح مقطع تسمه نیز ذوزنقه ای باشد.

اگر نیروی منتقل شده از یک پولی به پولی دیگر زیاد باشد می شود از پولی هایی استفاده کرد که توسط دو تسمه گردانده می شوند.

و یا گاهی اوقات از پولی و تسمه دندانه ای نیز برای انتقال نیرو استفاده می شود.

اگر نیروی منتقل شده خیلی زیاد باشد می شود از زنجیر و چرخ زنجیر استفاده کرد که مطمئنا کاربرد آن را در دوچرخه ها دیده اید.

هرکدام از این سیستم های انتقال نیرو دارای مزایا و معایبی می باشند که خارج از بحث ما می باشد و در تمام این سیستم ها ، قوانین نسبت انتقال مانند چرخ دنده ها وجود دارد و قابل محاسبه می باشد مثلا در زنجیر و چرخ زنجیر و همچنین پولی و تسمه دندانه دار می توان تعداد دندانه و یا قطر آنها را جهت محاسبه نسبت انتقال به کار برد و تغییرات قدرت و سرعت هر پولی یا چرخ زنجیر بر اساس نسبت انتقالشان تغییر می کند.

نکته آخر آنکه برای محاسبه نسبت انتقال بر اساس قطر هر پولی ساده ، دندانه دار یا چرخ زنجیر ، می بایست قطر متوسط آن را حساب کرد که اندکی کوچکتر از قطر خارجی آنها می باشد و محاسبه قطر متوسط خارج از بحث می باشد ولی در شکل زیر جهت اشاره به این موضوع قطر متوسط یک پولی دندانه ای نشان داده شده و همانطور که مشهود است از قطر خارجی پولی مقداری کوچکتر می باشد.