Najenostavnejše verižno gonilo je sestavljeno iz dveh verižnikov in verige. Verižnike z drugo besedo pogosto imenujemo kar zobniki, saj so si na videz zelo podobni, a ne gre za enak element. Zobniki imajo prenos gibanja neposredno iz zoba enega zobnika na zob drugega, pri čemer se zobnika vrtita v nasprotnih smereh (zobniško gonilo). Verižniki so povezani z verigo, preko katere se prenaša gibanje, oba verižnika se vrtita v isto smer. Zobnik torej ni pravo poimenovanje, lahko bi uporabili kvečjemu besedno zvezo verižni zobnik. V nadaljevanju bo uporabljen izraz verižnik. Za lažje razumevanje se usmerimo k verižnemu gonilu na kolesu.
Na sliki je več verižnikov, vendar sta z verigo povezana le dva, osredotočimo se na ta dva. Ločimo gonilni in gnani verižnik. V gonilni / pogonski verižnik moramo vlagati delo, torej ga spravimo v gibanje mi. V primeru kolesa to pomeni, da poganjamo pedala, ki so preko gonilke povezana z gonilnim verižnikom. Nato se gibanje preko verige prenese iz gonilnega na gnani verižnik, ki se zaradi tega zavrti. S tem se zgodi prenos gibanja, ki je bistvo gonil.
Kot omenjeno, je na sliki več verižnikov (v kolesarskem žargonu zadnji sklop verižnikov imenujemo kaseta). V povezavi s tem razjasnimo pojem prestavnega razmerja. Z različno kombinacijo verižnikov lahko izbiramo različna prestavna razmerja. V praksi na kolesu to pomeni lažje oziroma težje pedaliranje. Sicer pa je prestavno razmerje definirano kot razmerje med vrtljaji pogonskega / gonilnega in vrtljaji gnanega verižnika, kar je povezano z njuno velikostjo. Zato lahko prestavno razmerje definiramo tudi kot razmerje premerov gnanega in gonilnega verižnika ali s številom zob enega in drugega, ker je le to sorazmerno z velikostjo.
Prestavno razmerje podaja naslednja enačba:
i = ω1/ω2 = n1/n2 = Z2/Z1 = d2/d1 .
V zgornji enačbi je z ω označena vrtilna hitrost, z n število vrtljajev, z Z število zobnikov, z d pa premer. Številka 1 pomeni gonilni, številka 2 pa gnani verižnik. Poglejmo si dva primera izračunanih prestavnih razmerij v spodnji tabeli.
V praksi definicija prestavnega razmerja pri kolesu povezuje obrate gonilke (pedala) in obrate kolesa. En obrat gonilke je 1/i obrata kolesa. Majhno prestavno razmerje pomeni, da je veriga napeta spredaj na velikem verižniku (gonilni), zadaj pa na majhnem (gnani). Takšno prestavno razmerje nam omogoča hitro vožnjo po ravnem in po klancu navzdol. Nasprotno veliko prestavno razmerje pomeni, da je spredaj veriga na malem verižniku, zadaj pa na velikem. Veliko prestavno razmerje omogoča lažjo vožnjo v klanec.
(!!) Pri tem je potrebno opozorilo. V kolesarskem svetu se nemalokrat prestavno razmerje definira ravno obratno! Z obratno definicijo je lažje povezati obrate gonilke in vrtljaje kolesa (en obrat gonilke v tem primeru pomeni i obratov kolesa). Tudi v nekaterih delovnih zvezkih tehnike in tehnologije je uporabljena ‘kolesarska definicija’. Kot zanimivost si v videu oglej, kako pravzaprav deluje menjalnik na cestnem kolesu. Na koncu videa je grafično prikazan pomen prestavnega razmerja v kolesarskem jeziku. 🙂
Če si kolo natančneje ogledaš, lahko opaziš, da v resnici veriga ni napeljana le čez dva verižnika, ampak je v resnici napeljana čez štiri (trije se nahajajo pri zadnjem menjalniku, eden pa spredaj). Premisli in označi, ali spodnje trditve držijo.