1. Tej odporności "wolnych" kołowrotków też nie rozumiem. Jestem inżynierem, rozumiem że na wieńcu od korbki zębów jest mniej (czyli na 50 m każdy częściej spotka się z zębatką na osi), no własnie zębatka/ślimak na osi musi wykonać dokładnie tę samą liczbę obrotów żeby zwinąć 50m? Skąd ta legendarna wytrzymałość?
Przekładnie należą do tak zwanych maszyn prostych, a ich działanie możemy wyjaśnić, posługując się zasadą działania najprostszej z prostych maszyn, czyli dźwigni - ponieważ każde koło przekładni ma określoną średnicę, a więc ramię, czyli dźwignię. Dla uproszczenia sprawy nie wnikajmy w średnice podziałowe, moduły i inne kwestie, zostańmy przy średnicach zewnętrznych.
Nasze kołowrotki mają cztery dźwignie, których wielkości wpływają na parametry tychże kołowrotków. Są to: dźwignia korby (od osi knoba do osi wału, który obraca głównym kołem zębatym), dźwignia głównego koła zębatego (czyli połowa średnicy), dźwignia tak zwanego piniona (połowa średnicy), no i dźwignia rotora (od osi jego obrotu do najbardziej oddalonej od niej powierzchni rolki, po której przesuwa się linka).
Przełożenie możemy regulować, dobierając odpowiednie średnice dwóch kół zębatych. Im większy stosunek średnicy koła głównego do piniona, tym wyższe przełożenie. Im mniejszy stosunek - odwrotnie. Oczywiście zmieniają się ilości zębów na tych kołach, ale nie komplikujmy, bo nas interesują dźwignie. Jak przenieść to na wytrzymałość?
Jeśli założymy, że ramiona korby, koła głównego i rotora będą takie same w dwóch kołowrotkach o różnych przełożeniach, to ten z niższym przełożeniem będzie miał pinion o większej średnicy, więc jego dźwignia będzie większa, co sprawi, że przykładając daną siłę do knoba, łatwiej będzie obrócić rotorem obciążonym konkretną siłą.
Jeśli przywiążemy np. kilogramowe ciężarki do linek zestawów z dwoma kołowrotkami o różnych przełożeniach, i zaczniemy ściągać te ciężarki sunące np. po asfalcie, to w przypadku kołowrotka z niższym przełożeniem włożymy w to mniej siły (takie same korby!), co przenosi się na to, że nacisk zębów koła głównego na zęby piniona będzie mniejszy niż w przypadku drugiego kołowrotka. Jeśli nacisk jest mniejszy, to wytrzymałość przekładni większa, banał. A to wszystko przez większą dźwignię mniejszego koła zębatego (piniona).
Zapewne ktoś doda, że możemy rekompensować straty długością korby, co wydaje się sensowne, jednak trzeba pamiętać, że moment obrotowy to siła razy ramię, co przekłada się na to, że odczuwamy mniejszy wysiłek wkładany w kręcenie korbą, ale musimy pamiętać, że moment siły będzie większy niż w przypadku kołowrotka z niższym przełożeniem, a więc nacisk zębów przekładni będzie większy. Jeśli zastosujemy absurdalnie długą korbę, która sprawi, że będziemy dmuchnięciem na nią ściągać wielką obrotówkę, to nie znaczy, że przekładnia nie będzie obciążona, bo tutaj nic się nie zmienia (siła razy ramię).
Jak by nie czarować, jak by nie kombinować, to fakty są takie, że siły potrzebne do ściągania danej przynęty stawiającej konkretny opór, kołowrotkami o różnym przełożeniu, mogą być takie same (dłuższa korba w kołowrotku o większym przełożeniu), to siły działające na przekładnie są różne.
Dla tych, którzy przeczytają tylko ostatnie zdania: odkręcamy śruby koła samochodu kluczem dołączonym do auta - idzie ciężko, bo ramię krótkie, a śruby zapieczone; na klucz zakładamy rurkę i zwiększamy ramię o marne 15 cm - poszło lekko. Długości ramion kluczy są odpowiednikami średnic pinionów (promieni) w kołowrotkach o różnym przełożeniu - przy założeniu, że rotory, korby i główne koła zębate są takie same. Jeśli natomiast założymy, że takie same będą rotory, korby i piniony, to w jednym kołowrotku główne koło zębate będzie większe (to ten "szybszy"), w drugim mniejsze, co nie ma znaczenia dla naszych rozważań, bo to tylko dźwignie proste...
