Så här bestämmer du överföringsförhållandet

I maskinteknik, överföringsförhållandet Den representerar den direkta mätningen av förhållandet mellan rotationshastigheterna hos två eller flera sammankopplade växlar. Som en allmän regel, när du arbetar med två kugghjul, om enheten (dvs. en som direkt tar emot rotationskraften från motorn) är större än detta agerande kommer senare köra snabbare, och vice versa. Detta grundläggande begrepp kan uttryckas med formeln Överföringsförhållande = T2 / T1, där T1 är antalet tänder på det första kugghjulet och T2 antalet tänder på det andra kugghjulet.

Metod 1

Hitta överföringsförhållandet för ett växelsystem

Två växlar

Börja med att överväga ett tvåhjuligt tandningssystem. För att bestämma överföringsförhållandet måste du ha minst två växlar som är anslutna till varandra och som utgör a "systemet". Vanligtvis kallas förstahjulet "körning", eller ledare, och är ansluten till motoraxeln. Mellan dessa två växlar kan det finnas många andra som överför rörelsen: dessa kallas "av hänvisning".

För tillfället, begränsad att överväga endast två tandade hjul. För att hitta överföringsförhållandet måste växlarna vara sammanlänkade, med andra ord måste tänderna "meshed" och rörelsen måste överföras från ett hjul till det andra. Som exempel betraktar vi ett litet drivhjul (G1) som rör ett större drivhjul (G2).

Bildnamn Bestäm utväxlingsförhållande Steg 2

Räkna antalet tänder på varje växel. Ett enkelt sätt att beräkna överföringsförhållandet är att jämföra antalet tänder (små utskjutningar på varje hjuls omkrets). Det börjar bestämma hur många tänder det finns på motorväxeln. Du kan manuellt räkna dem eller kontrollera informationen på växellåda själv.

Till exempel betraktar vi ett drivhjul med 20 tänder.

Räkna antalet tänder på det drivna hjulet. Vid den här tiden måste du bestämma exakt antalet tänder på det andra hjulet, precis som du gjorde i föregående steg.

Låt oss överväga ett hjul som drivs med 30 tänder.

Bildnamn Bestäm utväxlingsförhållande Steg 4

Dela de båda värdena tillsammans. Nu när du vet hur många tänder som finns på varje växel kan du hitta överföringsförhållandet utan svårighet. Dela antalet tänder på det drivna hjulet till det hos drivhjulets tänder. Beroende på vad din uppgift kräver kan svaret uttryckas med ett decimaltal, en fraktion, ett förhållande (dvs. x: y).

I exemplet ovan erhålls 30-tänderna av det drivna hjulet med 20 av motorn: 30/20 = 1,5. Du kan uttrycka detta förhållande som 3/2 eller 1,5: 1.

Detta värde indikerar att det lilla motorväxeln måste rotera en och en halv gånger för att rotera det drivna växeln en gång. Resultatet ger perfekt mening, eftersom det drivna hjulet är större och blir långsammare.

Mer än två växlar

Bildnamn Bestäm utväxlingsförhållande Steg 5

Tänk på ett system med mer än två växlar. I det här fallet kommer du att ha ett visst antal tandhjul som bildar en lång rad kugghjul - du behöver inte ta itu med bara ett drivhjul och en kanal. Systemets första växel betraktas alltid som motor och den sista ledningen - bland dem finns en serie mellanliggande redskap "av hänvisning". Funktionen av dessa, ofta, är att ändra rotationsriktningen eller för att ansluta två kugghjul som, om direkt ingrepp, skulle göra systemet ineffektivt, skrymmande eller icke-reaktiva.

Tänk nu på de två tandade hjulen i föregående avsnitt, men lägg till ett 7-tandig motorhjul. 30-tandhjulet förblir driven, medan 20-hjulet blir en referens (i det föregående exemplet var det en enhet).

Dela antalet tänder på enheten och drivhjulen. Det viktiga att komma ihåg, när man arbetar med ett transmissionssystem som innehåller mer än två växlar, är det endast drivhjulet och det drivna hjulet (vanligtvis det första och sista hjulet). Med andra ord, Växellådorna påverkar inte det slutliga överföringsförhållandet av någon anledning. När du väl har identifierat drivhjulet och det drivna hjulet kan du beräkna överföringsförhållandet exakt som i föregående avsnitt.

I det här exemplet måste du hitta överföringsförhållandet genom att dividera antalet tänder på sluthjulet (30) med det för starthjulets tänder (7), sedan: 30/7 = ca. 4,3 (eller 4,3: 1 och så vidare). Detta innebär att drivhjulet måste vridas 4,3 gånger för att ge en fullständig rotation av det drivna hjulet.

Om du vill kan du också beräkna de olika överföringsförhållandena mellan mellanväxlarna. Det är ett enkelt problem att lösa och. i vissa praktiska fall. Det är användbart att känna till överföringsförhållandena hos returhjulen. För att hitta detta värde, starta från motorväxeln och flytta till det drivna växeln. Med andra ord, överväga det första hjulet i varje par som om det var motiv och det andra som om det genomfördes. För varje par som övervägs, dela upp antalet tänder på hjulet "uppträdande" för antalet hjultänder "körning" för att beräkna mellanliggande överföringsförhållanden.

I exemplet är de mellanliggande överföringsförhållandena 20/7 = 2,9 och 30/20 = 1,5. Observera att ingen av dessa är lika med värdet av överföringsförhållandena för hela systemet (4.3).

Men notera att (20/7) x (30/20) = 4,3. I allmänhet kan vi säga det produkten av de mellanliggande överföringsförhållandena är lika med transmissionsförhållandet för hela systemet.

Metod 2

Beräkna rotationshastigheten

Hitta drivhjulets rotationshastighet. Med konceptet överföringsförhållande kan du föreställa dig hur snabbt ett växel roterar baserat på det växeln "överförd" från motorväxeln. För att komma igång måste du hitta hastigheten på förstahjulet. I de flesta fall uttrycks hastigheten i varv per minut (rpm), även om du kan använda andra måttenheter.

Tänk på exempel på det föregående exemplet där ett 7-tandhjul flyttar ett 30-tandhjul. Anta i så fall att motorns växelhastighet är 130 rpm. Tack vare den här informationen kan du hitta hastigheten hos den som körs med bara några steg.

Ange data som du äger i formeln S1xT1 = S2xT2. I denna ekvation är S1 rotationshastigheten hos drivhjulet, Tl är antalet tänder, S2 är hastigheten på det drivna hjulet och T2 antalet tänder. Ange de numeriska värdena du har tills ekvationen uttrycks med endast en okänd faktor.

Ofta i dessa typer av problem uppmanas du att härleda S2-värdet även om du kan få värdet av någon annan okänd. Ange de data du vet i formeln och du kommer att ha:

130 rpm x 7 = S2 x 30

Bildnamn Bestäm omväxlingsförhållande Steg 10

Lös problemet. För att hitta värdet av den återstående variabeln behöver du bara använda en viss grundläggande algebra. Förenkla ekvationen och isolera det okända på ena sidan av likhetsskylten och du kommer att få lösningen. Glöm inte att uttrycka resultatet med rätt måttenhet - du kan få ett lägre värde om du inte gör det.

I exemplet är här stegen för lösningen:

130 rpm x 7 = S2 x 30

910 = S2 x 30

910/30 = S2

30,33 rpm = S2

Med andra ord, om drivhjulet vrider vid 130 varv per minut, vrider det drivna hjulet med 30,33 rpm. Resultatet är meningsfullt i verkligheten eftersom det drivna hjulet är större och blir långsammare.

tips

I ett hastighetsreduceringssystem (där drivhjulets hastighet är lägre än motorns) behöver du en motor som genererar ett optimalt vridmoment vid höga hastigheter.
Om du vill se principerna för överföringsförhållande i verkligheten, ta en cykeltur! Observera hur du gör det svårare att vandra uppåt när du använder ett litet växel till pedalerna och en stor till bakhjulet. Även om det är mycket lättare att rotera det lilla kugghjulet genom att trycka på pedalerna, kommer det att krävas många rotationer för att den stora bakväxeln ska utföra en full rotation. Detta är inte billigt på plana linjer eftersom hastigheten kommer att minskas.
Kraften som krävs för att röra det drivna kugghjulet förstärks eller reduceras av överföringsförhållandet. När växelkvoten har beaktats måste motorns storlek bestämmas utifrån den effekt som krävs för att aktivera belastningen. Ett hastighetsmultiplikationssystem (där hastigheten på det drivna hjulet är större än körhastigheten) behöver en motor som avger ett optimalt vridmoment vid låga varvtal.

Dela på sociala nätverk:

Relaterade