Gear क्या है ? Gear के प्रकार। और उनके उपयोग।

Gear एक mechanical device है जो industries में बहुत ज्यादा उपयोग की जाती है Power और motion Transmission के लिए।Gears का Use बहुत ज्यादा प्रकार की mechanical devices में किया जाता है , जैसे Clocks , instrumentation और equipment। Gears का Use automobiles , motorcycles , और machines में भी किया जाता है।

Gear drives के तीन मुख्य कार्य होते हैं: ड्राइविंग उपकरण (मोटर) से चालित उपकरण तक टॉर्क बढ़ाना, मोटर द्वारा उत्पन्न गति को कम करना, और/या घूर्णन शाफ्ट की दिशा बदलना।

जब शक्ति स्थिरconstant रहती है तो गति और torque विपरीत और आनुपातिक(proportionally) रूप से संबंधित होते हैं। इसलिए, जैसे-जैसे गति घटती है, उसी अनुपात में टॉर्क बढ़ता है।

गियर जोड़े में काम करते हैं, एक दूसरे को शक्ति संचारित करने के लिए संलग्न करते हैं।

Gears ऐसे Circular disc है  जिसकी परिधि पर  Teeth कटे होते है“

• Gear device का Use Power Transmission या motion Transmission के लिए किया जाता है दो Shafts के बीच में। Shafts intersecting भी हो सकती है या Non – intersecting भी हो सकती है। Gear device में Power Transmission के दौरान Slipping नहीं होती है दो Gears की body के बीच में इसलिए Gear को Positive drive भी कहा जाता हैं और Gear drives भी कहा जाता है।
• Gears का use करके हम Power और motion Transmission करते हैं direct contact से gear body के। Gears में हमको कोई भी link और Connector का Use नहीं करना होता है बीच में Power और motion Transmission के लिए।
• Gears के बीच में Slipping condition ना हो इसके लिए Gears के बीच में कम से कम एक intersection होना जरूरी होता है तभी Gears के बीच में Slipping नहीं होगी।
  Gears से हमको ऊँचे स्तर की work accuracy मिलती है, क्योंकि दो Gears की angular velocity का अनुपात (ratio) Constant होता है।
• Gears में Kinetic friction नहीं होता, इसलिए Gears में Power Transmission के दौरान energy का नुकसान भी नहीं होता है।

गियर के प्रकार | Types Of Gear Hindi

• Super Gear
• Worm  Gear
• Rack And Pinion
• Bevel Gear
• Helical Gear

जब दोनों Axes Parallel होती है तब हमको Pure Rolling motion मिलता है Transmit करने के लिए दो Cylindrical Surfaces के बीच में,ऐसा तब होता है जब दो Cylindrical Surface आपस में Contact में हो।

Spur Gear | स्पर गियर

• Spur gears समानांतर शाफ्ट के माध्यम से power transmit करते हैं। स्पर गियर के दांत shaft axis के parallel होते हैं। यह गियर को शाफ्ट पर रेडियल प्रतिक्रिया भार उत्पन्न करने का कारण बनता है, लेकिन अक्षीय भार नहीं। Spur gears पेचदार गियर की तुलना में अधिक शोर करते हैं क्योंकि वे teeth के बीच संपर्क की एक ही लाइन के साथ काम करते हैं। जबकि teeth जाल के माध्यम से घूम रहे हैं, वे एक दांत के संपर्क से लुढ़क जाते हैं और अगले दांत के संपर्क में तेजी लाते हैं। यह पेचदार गियर से भिन्न होता है, जिसमें एक से अधिक दांत संपर्क में होते हैं और टॉर्क को अधिक सुचारू रूप से संचारित करते हैं। spur Gear वे है जिनके कटे हुए teeth और Axis (जिस shaft पर gear लगा है उस shaft की axis) parallel होते है spur gear का use बहुत होता है और ये बनाने में आसान होते है और slow speed के लिए ज्यादा use होते है जब Teeth Axes Straight और Parallel होती है Axes of rotation के तब हम ऐसे Gear को Spur Gear कहते हैं। Spur Gear का उपयोग कम किया जाता है Power Transmission में। Spur Gear को बहुत कम Power Transmission के लिए और बहुत कम Speed में ही उपयोग किया जाता है। Spur Gear के उपयोग – Spur Gear का उपयोग गन्ने के रस की Machine में होता है।

Helical Gear | हेलिकल गियर

• Helical gears में दांत होते हैं जो शाफ्ट के कोण पर उन्मुख (oriented) होते हैं, spur gears के विपरीत जो parallel होते हैं। इस ऑपरेशन के दौरान एक से अधिक दांत संपर्क में आ जाते हैं और पेचदार गियर स्पर गियर की तुलना में अधिक भार वहन करने में सक्षम होते हैं। दांतों के बीच भार साझा करने के कारण, यह व्यवस्था पेचदार गियर को स्पर गियर की तुलना में अधिक सुचारू और शांत संचालन करने की अनुमति देती है। पेचदार गियर ऑपरेशन के दौरान एक जोर भार उत्पन्न करते हैं जिसे उपयोग किए जाने पर विचार करने की आवश्यकता होती है। अधिकांश संलग्न गियर ड्राइव पेचदार गियर का उपयोग करते हैं। helical gear ऐसे gear है जिनके teeth और axis parallel नहीं होती  किसी Angle पर Power transmit करने के लिए इन gears का use किया जाता है इनकी teeth edge angle के साथ कटी होती है इसलिए ये gears ज्यादा अच्छी तरह से engage हो जाते है
• Spur gears की तुलना में और बिना शोर के चल सकते है high speed पर भी और ज्यादा torque और power को transmit करने का भी यह अच्छा तरीका है double Helical Gear भी इसी तरह होते है बस उनमे दोनों side झुके हुए teeth होते है
• ऐसे Gear जिनकी Teeth Axis Straight और inclined होती है Axis of Rotation के, ऐसे Gear को हम Helical Gears कहते हैं।

Helical Gears दो प्रकार के होते हैं।

1. Right hand Helical Gears
2. Left hand Helical Gears

Helical Gears बहुत ज्यादा उपयोग में आने वाले Gears हैं।
उपयोग – Helical Gears का उपयोग Automobile gear boxes , machine tool gear boxes , industrial gear boxes आदि में किया जाता है।
Helical gears का उपयोग high speed application जैसे Steam और gas turbines में भी किया जाता है।
Helical gears की efficiency बहुत ज्यादा होती है।
Axial thrust को कम करने के लिए हम Double Helical gears का उपयोग करते हैं इनको हम Herringbone gears भी कहते हैं।

उपयोग – Double Helical gears और Herringbone gear का उपयोग हम Heavy machinery में करते हैं जैसे- Cranes , Fluid pumps , Military ships आदि

Worm Gear | वोर्म गियर

Worm & Worm Gear इसमें एक Screw होता है जिसे worm कहते है और driven element कोई और gear होता है जैसे Spur gear ,helical होता है यह Slow speed के लिए power transmit करने के लिए बढ़िया होता है  इनका gear अनुपात कम होता है आप image में worm gear देख सकते है जब motor में लगा worm घूमेगा तब  driven shaft पर लगा spur gear rotate होगा ऐसे में इनमे gear ratio बहुत कम होगा

Worm और Worm wheel एक बहुत ही ज्यादा अच्छी design है Speed को कम करने के लिए ।
Worm में Spiral बने होते हैं और इनका Spiral angle बहुत ज्यादा होता है। Worm का diameter बहुत कम होता है। Worm को हम ज्यादातर Driver बनाते हैं।
Worm wheel में भी Spiral बनें होते हैं और इनका Spiral angle बहुत कम होता है। Worm wheel का diameter बड़ा होता है।
Worm और Worm wheel बहुत ज्यादा प्रसिद्ध Gear हैं बहुत ज्यादा Speed को कम करनें के लिए और Speed Reduction Ratio को कम करने के लिए।

Rack And Pinion |रैक और पिनियन

rotational motion को linear motion में change करने के लिए इनका use किया जाता है जो Circular gear होता है उसे pinion कहते है rack-pinion का use Steering में भी किया जाता है

Bevel Gear | बेवल गियर

Bevel Gear 90° पर Power transmit करने के लिए use होता है इसका सबसे अच्छा example hand drill machine है जिसमे electric motor की power को 90° पर transmit करता है ऐसे Gears जिनकी दोनों Axes intersecting होती हैं तब हमको Pure Rolling motion मिलता है। और फिर Pure Rolling motion संचालित होता है दो Conical surface के बीच में जब वो संपर्क में हो।

ऐसे gears का उदाहरण Bevel gears हैं ।
Bevel gears तीन प्रकार के होते हैं।

Straight Bevel gear , Zero Bevel gear और , Helical Bevel gear।
Straight और Zero Bevel gears लगभग समान होते हैं।

उपयोग – Bevel gears का उपयोग Hand drill , Car differential , Shaft – driven bicycle आदि में किया जाता है।

Spiral gears | स्पाइरल गियर

जब Axes ना Parallel होती हैं और ना ही Intersecting ऐसे में हमको Pure Rolling motion नहीं मिलता है दो rotating gears के बीच में।
ऐसे gears के उदाहरण Spiral gears और Skew Bevel gears है।

Spiral gears का उपयोग ज्यादातर उच्च मात्रा की applications के लिए किया जाता है । Spiral gears high Speed Reduction के लिए भी उपयोग किये जाते हैं। Spiral gears ज्यादातर Automotive drive system जैसे कि differential gears में उपयोग किये जाते हैं।
Skew Bevel gears का उपयोग बहुत कम किया जाता है क्योंकि इसकी विनिर्माण प्रक्रिया बहुत जटिल होती है । Spiral gears का उपयोग Grass cutting machine , Juicer और guitar की String में भी किया जाता है।

Gearing के type

Gears को उसके Gearing के type पर भी समझाया गया है।
इसमें gears के दो प्रकार होते हैं जैसे –

External Gearing.

पहले हम External Gearing को समझेंगे gears में जैसे कि इसके नाम पर जाये तो कहा जा सकता है कि External gearing में जो दो gears होते हैं उन पर teeth बहार कि सतह पर बने होते हैं इसलिए हम उनको external gear कहते है और दोनों gears एक – दूसरे के विपरीत दिशा में घूमते हैं। आमतौर पर हम बड़े wheel को Gear कहते हैं और छोटे wheel को Pinion कहते हैं।

Internal Gearing

दूसरा हम Internal Gearing को समझेंगे gears में जैसा कि इसके भी नाम पर जाएं तो कहा जा सकता हैं कि internal gearing में जो दो gears होते हैं उन पर teeth अंदर की सतह पर बने होते हैं इसलिए हम उनको internal gear कहते है और दोनों gears एक समान दिशा में ही घूमते हैं। इसमें आमतौर पर हम बड़े wheel को Annular और ring कहते हैं और छोटे वाले wheel को Pinion कहते हैं।
Note :- जब भी हम एक से ज्यादा gears mount करते हैं same shaft पर और उन सभी gears की Speed भी समान होती है ऐसे में हम उस system को Compound gears कहते हैं।

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