utväxling

Utväxling är ett begrepp inom mekanik och maskinteknik som beskriver förhållandet mellan ingångens och utgångens vinkelhastighet och därmed överförd vridmoment i ett växelsystem eller en transmission. Utväxlingen bestäms av konstruktionen av kugghjul, kedjor eller andra momentöverlämnande delar och avgör hur stor del av motorkraften som når drivhjulen. Den används även i cyklar och andra maskiner för att anpassa hastighet och vridmoment till olika arbetsförhållanden.

I ett enkelt växelsystem definieras utväxlingen ofta som i = ω_in / ω_out = N_out / N_in, där N_in är antalet tänder på ingående växel och N_out på utgående växel. Om i > 1 minskar utgående hastighet men ökar vridmomentet, vilket innebär en kraftförstärkning. Om i < 1 ökar utgående hastigheten och minskar vridmomentet. I idealfallet följer effekten P_in ≈ P_out, så vridmomentet ut ≈ i × vridmomentet in.

I praktiken består utväxlingen av flera steg i en växellåda eller växelsystem och kan vara flerstegs- eller planetär. Genom att kombinera olika utvägningssteg kan man få ett bredare användningsområde där låga växlar ger stark acceleration och högre växlar möjliggör längre högfart med lägre motorvarvtal. Exempelvis i bilar används låga växlar för acceleration och högre växlar för effektiv högfart; i mountainbikes kan olika kedje- och klingkombinationer ge olika utväxlingar.