Как посчитать передаточное число кпп: передаточные числа рядов и главных пар

Содержание

передаточные числа рядов и главных пар

Калькулятор КПП позволяет рассчитать зависимость скорости автомобиля от рабочих оборотов двигателя на каждой передаче с учетом ряда параметров: передаточное отношение ряда в КПП, главной пары (редуктора), размера колес. Расчет ведется для двух разных конфигураций КПП для проведения сравнительного анализа. Это позволяет правильно подобрать тюнинговый ряд и ГП для коробки переключения передач.

Результаты расчета КПП выводятся в табличном и графическом виде. Графики позволяют произвести визуальный анализ, оценить «длину» каждой передачи, и «разрыв» между ними (на сколько падают обороты двигателя при переключении на повышенную передачу)

Заполните графы параметров колеса: ширину и высоту профиля покрышки (ищите маркировку на боковине покрышки) и диаметр колесного диска. Обратите внимание: маркировка R на покрышке означает ее конструкцию – радиальная, например, R14 — покрышка радиальной конструкции диаметром 14 дюймов.


Введите передаточное число главной пары и каждой передачи в соответствующие графы калькулятора КПП (разделитель дробной части – точка). Если шестой передачи нет, вводите ноль.
Нажмите кнопку «Рассчитать КПП».

Ряды КПП переднеприводных ВАЗ (конструктив 2108)
ряд КПП 1 передача 2 передача 3 передача 4 передача 5 передача 6 передача
стандартный 3,636 1,950 1,357 0,941
0,784
5 ряд 2,923 1,810 1,276 0,969 0,784
6 ряд 2,923 1,810 1,276 1,063 0,941
7 ряд 2,923 2,050 1,555 1,310 1,129
8 ряд 3,415 2,105 1,357 0,969 0,784
11 ряд 3,636 2,222 1,538 1,167 0,880
12 ряд 3,170 1,950 1,357 1,031 0,784
15 ряд 3,170 1,810 1,276 0,941 0,730
18 ряд 3,170 2,105 1,480 1,129 0,880
20 ряд 3,170 1,950 1,276 0,941 0,730
102 ряд 3,170 1,950
1,357
0,941 0,730
103 ряд 2,923 1,950 1,357 0,941 0,692
104 ряд 2,923 1,950 1,357 1,031 0,692
111 ряд 3,170 2,222 1,538 1,167 0,880
200 ряд 2,923 2,222 1,76 1,39 1,167



Графики зависимости скорости автомобиля от рабочих оборотов двигателя на каждой передаче.

Передаточное число коробки передач – его значение и подсчет + видео » АвтоНоватор

Передаточное число коробки передач является основной характеристикой зубчатых передач, обеспечивающих перенаправление крутящего момента между шестернями редуктора, который отвечает за распределение усилия мотора во время нашего движения. Разберемся, что же все это значит?

Как устроена коробка передач?

Как известно, механическая коробка переключения передач (МКПП) есть не что иное, как многоступенчатый шестеренный редуктор, в функции которого входит изменение крутящего момента. При этом переключение передач (скоростей) можно осуществлять только вручную, поэтому ее довольно часто называют еще и ручной коробкой передач.

Абсолютно любая КПП состоит из набора валов и расположенных на них шестерен. Ведущий вал соединен с маховиком посредством сцепления, а ведомый вал, в свою очередь, имеет жесткое соединение с карданным валом. Между ними расположен промежуточный вал, который и направляет вращение от ведущего к ведомому валу. Причем между собой все три этих узла взаимодействуют посредством расположенных на них шестеренок. Для того чтобы уменьшить шум, эти шестерни делают косозубыми.

Таким образом, принцип работы КПП можно свести к кинематическому соединению ведущего и ведомого валов, обусловленному различными комбинациями шестерен с разным передаточным числом (ПЧ).

Считаем передаточное число коробки передач

ПЧ является отношением количества зубьев ведомой к числу зубьев ведущей шестеренки. Таким образом, рассчитывается оно довольно просто. Допустим, если первая имеет 50 зубьев, а вторая – 25, то, разделив первое на второе число (50:25), получим 2. Последняя цифра и будет значением ПЧ данной пары. Но если вы понятия не имеете, какое значение ПЧ у вашей коробки передач, то вычислить его можно довольно легко. Для этого понадобится смотровая яма и домкрат.

Поставив машину на смотровую яму, установите противооткатный башмак во избежание разных неприятных моментов. Затем поставьте рычаг КПП в нейтральное положение и немного приподнимите с помощью домкрата одно из ведущих колес. Далее необходимо сделать отметки мелом на полу и колесе так, чтобы они четко совпадали. Аналогичные отметки необходимо поставить и на корпусе и фланце редуктора.

В дальнейших шагах вам понадобится помощник, кто-то (например, вы) должен вращать колесо и считать количество сделанных оборотов, напарник (ваш друг) же считает количество оборотов карданного вала. Как только метки совпадут снова, необходимо прекратить подсчет. В результате вы получите два значения, количество оборотов колеса делится пополам, а затем на полученное значение необходимо разделить обороты кардана. В результате будет нужное передаточное число.

Влияние передаточного числа на динамику авто

Правильно подобранное передаточное число коробки передач является залогом согласованной работы всей трансмиссии. При его подборе стоит руководствоваться, прежде всего, мощностью и моментными характеристиками двигателя, а также размерами колес и, безусловно, личностными пожеланиями водителя. Изменяя ПЧ, можно уменьшить либо увеличить величину перенаправляемого крутящего момента. Это осуществляется изменением числа зубьев на каждой из шестеренок.

Чем выше значение данного числа, тем «мощнее» и «короче» будет передача, а значит, мотор намного быстрее будет выкручивать необходимое количество оборотов, при этом набор скорости осуществляется так же быстро, но возникает потребность в более частом переключении передач, и, следовательно, максимальное значение скорости на каждой ступени будет несколько снижено. Повышенное ПЧ способствует более стремительному ускорению.

Уменьшение же значения передаточного числа приводит к увеличению максимальной скорости, однако это хорошо только в том случае, когда двигатель имеет достаточный запас мощности. Но это негативно сказывается на разгонной динамике авто. Чем ближе значения ПЧ, тем более быстрым и плавным будет разгон при переключении передач. При обычной езде количество оборотов должно находиться в пределах 2-2,5 тысячи, это значение можно увидеть на тахометре, как только обороты превышают данное значение, а вам при этом еще необходимо набрать скорость, нужно перейти на более повышенную передачу. Безусловно, переключение передач, должно быть только последовательным.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Калькулятор кпп и главной пары: расчет максимальной скорости движения автомобиля по передаточным числам

Привет друзья! Более года ничего не писал в свой блог, но сегодня что-то пошло не так … Не туда забрел, не там почитал, и пришло вдохновение, желание двигаться вперед.

Это будет не информационный пост как обычно, а некий мануал, калькулятор, который в зависимости от заданных типоразмеров шин, оборотов мотора и указанных передаточных чисел коробки рассчитает, какая будет скорость движения у автомобиля на передачи.

Конечно, калькулятор скорости автомобиля по передаточным числам и шинам производит расчет в идеальных (лабораторных) условиях. В реальных же условиях на конечную скорость автомобиля влияет очень много факторов, начиная от климатических условий и состояния дорожного полотна, и заканчивая настройкой мотора. Другими словами, калькулятор показывает потенциал коробки передач, до какой максимальной скорости она способна разогнать автомобиль.

По умолчанию в калькуляторе расчета передаточных чисел КПП указаны характеристики коробок S4C (КПП #1) и S9B (КПП #2). Выбрал эти коробки не случайно, т.к. первая устанавливалась на Civic EK9, а вторая считается самой длинной МКПП для Б-моторов.

Размеры шин, количество оборотов двигателя, передаточные числа КПП и главную пару Вы можете подставлять на свое усмотрение. Калькулятором представляет собой универсальное средство, поэтому не стоит зацикливаться, что он работает только на КПП предназначенных для Хонды. Коробку ВАЗ’ика он тоже рассчитает без проблем

Внимание ! Калькулятор КПП и максимальной скорости движения автомобиля предоставлен исключительно в ознакомительных целях и не гарантирует 100% достоверных данных!

На форуме есть несколько тем, посвященных Honda коробкам, из которых Вы можете узнать передаточные числа для калькулятора. Информация еще не полная, но со временем, усилиями сообщества обновим топики и сделаем полную подборку характеристик:

— КПП и передаточные числа для моторов B серии;
— КПП и передаточные числа для моторов K серии;
— КПП и передаточные числа для моторов H серии;
— КПП и передаточные числа для моторов F серии.

В завершении поста, хочу заметить, что при установке на автомобиль дисков большего диаметра или шин отличных от стокового типоразмера, спидометр будет выдавать не совсем корректные данные. Единицы отдают его на калибровку, чтобы снимать точные показания, в 99.999% случаев автовладельцы оставляют все как есть. Чтобы узнать, насколько спидометр «обманывает» Вас, в блоге есть еще один полезный инструмент:

— Калькулятор погрешности спидометра.

Спасибо за внимание и отдельный респект всем тем, кто поделился ссылкой на пост

Продолжение следует …

P.S. По давней традиции, не забывайте подписываться на обновления проекта и нашего паблика ВКонтакте, рассказывать друзьям о проекте, делиться в сети ссылками на интересные посты, оставлять развернутые комментарии по теме, делать ретвиты, ставить лайки, нажимать на «мне нравится», добавлять посты в гугл плюс и … И конечно же, САМОЕ-САМОЕ ГЛАВНОЕ — приглашаю всех на форум любителей хонда !!! С момента последнего поста много чего изменилось и форум тоже. Жду всех на форуме

Понравился пост ? Вот подписка:| Помоги проекту

Калькулятор тюнинга

Используйте калькулятор тюнинга для того, чтобы определить изменения в характеристиках автомобиля при замена двигателя, внесении изменений в раздаточную коробку (установке комплектов понижения), замене мостов, увеличении диаметра колес. Необходимо всего лишь внести характеристики ДО и ПОСЛЕ тюнинга. Введите свои данный автомобиля ДО и ПОСЛЕ тюнинга и увидите, какой комплект понижения подойдет для вашего автомобиля.

Результат

Отличия в показаниях спидометра после тюнинга

Максимальный момент на колёсах, кН/м

Повышенная передача

Пониженная передача

Максимальный момент на колёсах, кН/м

Повышенная передача

Пониженная передача

Минимальная скорость при максимальном крутящем моменте двигателя, км/ч

Повышенная передача

Пониженная передача

Минимальная скорость при максимальном крутящем моменте двигателя, км/ч

Повышенная передача

Пониженная передача

Максимальная скорость, км/ч

Повышенная передача

Пониженная передача

Максимальная скорость, км/ч

Повышенная передача

Пониженная передача

Улучшение Кпп С Помощью Выбора Передаточных Чисел



Передаточное число в коробке передач явным образом характеризует зубчатые передачи. Они представляют собой крутящийся элемент, который вращает редукторные шестерни. Редуктор же в свою очередь распределяет силу мотора. У каждой коробки есть передаточное число, что это за число, на что оно влияет и как его вычислить?

Любая коробка передач обладает следующими элементами:

  1. Картер. Имеет узлы и детали самой коробки. Прикрепляется к сцеплению. При работе, шестерне подвергаются сильным нагрузкам, поэтому они нуждаются в тщательной смазке. Поэтому масло заливается до половины его объема.
  2. Валы с шестеренками первичными и вторичными. Эти элементы располагаются в подшипниках. Все шестерни различны по количеству зубцов.
  3. Синхронизаторы. Обеспечивают бесшумность, плавно переключают передачи. Очень важно плавно переключать передачи, чтобы синхронизаторы успевали срабатывать, иначе коробка может выйти из строя и машину придется отдавать в ремонт или самостоятельно заниматься ее ремонтом, что потребует финансовых затрат.
  4. Дополнительные валы для заднего хода. Аналогичны с первичными валами. Вращаются как первичные и вторичные, но в обратную сторону.
  5. Рычаг переключения. Обеспечивает передачу скоростей если вы обладатель механики. Если вы обладатель автомат коробки, то скорость переключается самостоятельно.
  6. Механизм для переключения блокировочной системы и замка. Отвечает за изменение передач посредством рычага или автоматически. Замковая система не позволяет активировать сразу несколько передач. Блокировочная система не дает самостоятельно выключаться.

Передаточные числа КПП

Изменение числа оборотов на разных передачах: давайте представим себе две шестерни у одной будет 10 зубцов, а у второй 20. Так как вторая шестерен больше, она успеет сделать только один оборот, следовательно первая сделает два вращения. Таким образом у разных шестерен разная скорость оборотов за минуту.

Пусть у нас будет 4 шестерни:

  • Первая, будет иметь 10 зубцов.
  • Вторая, будет иметь 20 зубцов.
  • Третья, будет иметь 10 зубцов.
  • И четвертая будет также как и вторая – 20 зубцов.

Пусть, первичный вал и первая шестерня будут вращаться со скоростью, к примеру 4000 оборотов за минуту. Тогда вторая шестерня будет вращаться медленней, исходя из вышесказанного, то есть – 2000 оборотов за минуту. Третья шестерня будет тоже делать 2000 оборотов за минуту, так как она закреплена на одном валу со второй шестерней. Получается, что четвертая шестерня будет самой медленной – 1000 оборотов за минуту.

Высчитав обороты за минуту, можно узнать передаточное число. Передаточное число двух пар первой и второй будет 2. Общее передаточное число 4. Это получается, что вторичный вал будет вращаться меньше в 4 раза. Вторичный вал может находится в состоянии покоя, что будет обеспечивать нейтральную передачу. Этого можно достигнуть путем съема зацепенения с третьей и четвертой шестерни. В автомате нейтралка необходима для буксировки автомобиля, используется во время поломки. В механической коробке используется для работы автомобиля если он долго стоит на месте в заведенном состоянии. Так или иначе, эта передача необходима любому автомобилю, но на автомате вы можете ни разу и не включить ее, за все время пользования машиной.

Так как коробка обладает большим набором шестерен, зацепив разные пары мы можем изменять передаточные числа.

Когда передаточное число 1, это обычно так называемая – 4 передача. На ней все валы вращаются одинаково. На самых мощных передачах 1-ой и задней двигатель обычно не испытывает перегрузок, но скорость езды автомобиля очень низкая.

Первая передача включается сразу, как только водитель садится за руль. Первая передача позволяет завести машину и сдвинуть ее с места, далее скорость увеличивается до передачи, комфортной для езды водителю. Водитель может переключаться на слабые и на мощные передачи. Все переключения на слабые передачи происходят последовательно, на сильные передачи можно переключиться перепрыгнув передачу, но так делать нежелательно. Например, с третьей передачи, можно сразу переключиться на пятую, тем самым пропуская четвертую передачу.

Если вы обладатель КПП, то все передачи будут изменяться плавно. За это отвечает гидравлическое или механическое преобразование крутящего элемента.

Чаще всего по трассе ездят на высокой скорости на 4 и 5 передачах, это обусловлено не только экономией времени, но и экономией топлива.

Ни в коем случае нельзя быстро переключать передачи резкими движениями, так как это может навредить корректной работоспособности коробки. Передачи должны переключаться плавно, чтобы успели срабатывать синхронизаторы.

Влияние передаточного на динамику машины

Правильно подобранное передаточное обеспечивает взаимосвязанную работу всех элементов автомобиля. При выборе передаточного числа необходимо руководствоваться характеристиками двигателя, но не стоит забывать и про колеса, точнее про их размер.

Изменяя передаточную величину крутящего момента может увеличиваться или уменьшаться. Это достигается изменением зубьев у каждой шестерни.

Зависимость числа и мощности следующая, чем выше число, тем мощней передача. Это говорит о том, что мотор автомобиля будет в разы быстрее выкручивать заветное количество оборотов. Высокое число обеспечивает быстрое ускорение.

Слишком малая передаточная цифра будет позволять разгонять максимальную скорость, но при этом динамика авто нарушается, поэтому не стоит слишком занижать ее.

Наиболее близкие передаточные числа обеспечивают плавный и быстрый разгон.

Для обычной повседневной езды достаточно количества оборотов в 2000-3000 тыс. Эти значения обычно высвечиваются на тахометре, и если вам все еще не хватает скорости, то нужно всего лишь переключиться на более высокую передачу.

Итоги

Как для механической, так и для автоматической коробки передач передаточное число настраивается без особых проблем и трудностей. Единственное различие, в механической коробке вы по-прежнему будете самостоятельно переключать передачи, автоматическая, сделает эту работу за вас.

Передаточное число – хороший вариант настроить машину “под себя”, выжать из нее максимум и заточить ее под свои требования. Это можно сделать самостоятельно или же прибегнуть к помощи профессионалов. Во втором случае, вы должны максимально точно объяснить какой результат вы ожидаете получить и вам настроят автомобиль. При самостоятельном изменении передаточного числа, тщательно протестируйте полученный результат, убедитесь что все работает корректно, что двигателю достаточно мощности.

Несомненно, отладка передаточного числа настраивается индивидуально под каждого водителя. Тут необходимо не только руководствоваться техническими характеристиками, но и очень хорошо чувствовать автомобиль. Передаточное число позволяет значительно ускорить разгон автомобиля, увеличить его скорость. Самое главное, чтобы передаточное число подходило для мощности автомобиля, тогда он будет служить вам верой и правдой долгие года.

Что такое передаточное число? — Автоцентр.ua

Что такое передаточное число КПП и главной передачи?

Что такое передаточное число КПП и главной передачи?

Сергей Крововяз, г. Кировоград

Передаточное число – это не что иное как отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей (КПП или редуктора). На практике это выглядит следующим образом. Если одна (ведомая) шестерня имеет 60 зубьев, а другая (ведущая) – 30, то передаточное число данной пары равно 2 (60:30).

Передаточное число – одна из основных характеристик зубчатых передач, которые обеспечивают передачу крутящего момента от двигателя на привод какого-либо другого устройства (узла). При этом данный механизм позволяет увеличивать или уменьшать величину передаваемого момента. Например, изменяя число зубцов на обеих шестернях, можно увеличивать или уменьшать передаваемый от двигателя к «потребителю» крутящий момент. В обычных автомобилях момент, передаваемый от двигателя внутреннего сгорания к ведущим колесам через КПП (кроме 4-й, 5-й и 6-й передач) и редуктор ведущего моста, увеличивается. Во многих внедорожниках величину передаваемого момента дополнительно изменяет раздаточная коробка с пониженным рядом передач.

Величина передаточного числа в КПП и редукторе влияет на такие характеристики как разгонная динамика и максимальная скорость автомобиля. Применительно к ступеням КПП с разными передаточными числами это выглядит так: чем больше данное число, тем «короче» и «тяговитее» передача, то есть мотор при разгоне быстрее раскручивается до максимальных оборотов, а машина интенсивнее ускоряется. Правда, при этом снижается максимальная скорость на данной передаче. Следовательно, возникает необходимость в более частом переключении.

На разгонную динамику в такой же степени влияет и передаточное число главной пары редуктора. Чем оно выше, тем автомобиль динамичнее, лучше тянет на всех передачах, но максимальная скорость при этом ниже. Уменьшая передаточное число, повышают максимальную скорость (если у двигателя есть так называемый запас мощности), но проигрывают в разгонной динамике авто. Например, установка главной пары 4,1 или 4,3 вместо 3,9 делает ВАЗ-2107 болеединамичным, но менее скоростным.

Стоит отметить, что передаточные числа трансмиссии подбираются в зависимости от мощностных и моментных характеристик двигателя, размера колес, возможностей тормозной системы, а если автомобиль тюнингуют, учитываются еще и пожелания автовладельца.

Подготовили Юрий Дацык, Сергей Иванов
Фото фирм-производителей

Передаточное число коробки передач: настройка

Если проанализировать, на что автолюбитель обращает внимание при обновлении машины, то это в первую очередь окажутся технические характеристики модели. Но далеко немногие знают, что на основные показатели управляемости автомобилем, его скоростью и параметрами расхода топлива большое значение оказывает передаточное число коробки передач.

Содержание статьи

Роль передаточного числа

У любого производителя машин основной принцип устройства коробки передач одинаков – это некое количество валов, на которых размещены шестерни с определенным количеством зубьев. Вся эта сложная система предназначена для распределения усилия, вырабатываемого мотором. Не будь в устройстве этого агрегата, сдвинуть автомобиль с места было бы весьма сложно, но если это каким-то образом и удалось бы реализовать, то набрать максимум скорости, наверное, удалось бы только, пустив автомобиль с горы, а минимум – взбираясь на нее.

С другой стороны, разогнать автомобиль можно еще регулируя подачу топлива в двигатель, т.е. используя педаль акселератора, но время разгона в этом случае будет весьма длительное, ни о каких секундах уже речь не будет идти, а об экономичности автомобиля и подавно.

Поэтому в конструкцию автомобиля и ввели необходимый блок, названный коробкой передач, который продолжают устанавливать на все современные модели, оснащая их механической или автоматической КПП, за исключением лишь вариатора, у него технология работы несколько иная. Поэтому роль передаточного числа – тема довольно актуальная.

Влияние передаточного числа на динамику

Передаточное число – величина вычисляемая, она находится отношением числа зубьев ведомой шестерни к количеству ведущей. Чем выше это значение, тем двигатель быстрее накрутит нужное количество оборотов и разгонит автомобиль более стремительно. «Супер!», – скажете вы, но ошибетесь в главном – максимум скорости в этом случае будет меньшим, а переключать передачи вам придется намного чаще. Поэтому производители придерживаются средних значений передаточных чисел КПП, создавая многоступенчатые конструкции.

Сначала конструкции КПП содержали 3 вала, где 3-я передача являлась прямой и позволяла достигать предельной скорости. Последующая же регулировка скорости сводилась к уменьшению оборотов двигателя через подачу топлива, в этом случае эффект управления скоростью достигался, но терялась экономичность авто совершенно. Поэтому количество передач увеличили, и бывшая прямая третья стала четвертой или пятой, а далее достигла и более высоких ступней.

Передаточные числа механической коробки передач самой распространенной 5-скоростной КПП находятся в следующих диапазонах:

  • 1-я передача – от 3 до 4;
  • 2-я передача – от 2 до 2,9;
  • 3-я передача – от 1,2 до 1,9;
  • 4-я передача – от 0,9 до 1,2;
  • 5-я передача – от 0,7 до 0,9;
  • задний ход – от 3 до 4.

В АКПП передаточные числа имеют диапазоны несколько шире, чтобы при различных режимах агрегат функционировал более ритмично и гладко.

Если передаточные числа АКПП будут настроены неправильно, то комфорта от поездки за рулем добиться не удастся. А вот в АКПП передаточные числа при несбалансированности способны равномерное движение автомобиля превратить в езду на упрямом осле, сопровождающуюся постоянными рывками и необоснованно большим расходом топлива.

Оптимальными специалисты считают значения, расположенные близко друг к другу, тогда у автомобиля будет разгон без рывков при переключении скоростей. Такого дробления не удастся осуществить, если передач будет мало, поэтому чем больше передач – тем лучше для вашего комфорта при вождении. Особенно это касается машин с автоматом: если есть возможность выбора, то АКПП с 5-ю, 6-ю, 7-ю скоростями будет намного предпочтительнее 4АКПП. Здесь за вас скорости переключает автоматика, и чем чаще она будет это делать, тем быстрее выйдут из строя дорогостоящие механизмы.

Часто значения передаточных чисел указывают в характеристиках автомобиля. За этими цифрами стоит скрупулезный подбор производителем оптимальных значений. Каких-то идеальных величин, как при оценке других параметров, здесь не существует. Поэтому назвать одно значение плохим, а другое хорошим нельзя, так как коробки передач влияют на динамику машины, а тип вождения и предпочтения у владельцев авто зачастую кардинально различны, и сложно рассматривать КПП отдельно от всего «организма» машины. Все скоростные режимы и рекомендации завода-изготовителя формируются только после определения передаточных чисел, ибо они должны учитывать такие нюансы, как:

  • комфорт в управлении автомобилем, исключающий частое переключение передач как на механике, так и на автомате;
  • хорошие показатели динамики автомобиля;
  • все передачи должны работать слаженно, чтобы ни один режим поездки не выбивался из заданного ритма;
  • расход топлива должен быть нормальным и соизмерим заявленной литражности, перегазовок быть не должно;
  • длинная последняя передача способна разогнать авто до максимальной скорости;
  • должна быть полная совместимость двигателя и передаточных чисел.

Последний пункт поясним немного подробнее. Для каждого двигателя разработчики создают коробку с заданными передаточными числами, поэтому задумываясь о замене КПП, вариант неродной коробки даже не стоит рассматривать. С данной модификацией вы можете приобрести массу проблем. Если новая коробка взята от такого же двигателя, но более мощного, то вам гарантирован больший износ мотора и не слишком удобное переключение скоростей, но к этому со временем можно привыкнуть, а вот преждевременный износ двигателя – вещь малоприятная.   

Не лучше ситуация получается и при обратной замене – коробку взяли из пары, где двигатель был слабее. Этой модификацией вы обделите себя по потенциалу машины и увеличите топливные затраты на поездку.

Таким образом, для полноценной работы автомобиля в нем должна располагаться родная трансмиссия. Но народные умельцы автомобильного тюнинга уже научились менять в машине передаточное число, используя новые шестерни в рядах и получая другие характеристики модели. Такие модификации часто проводят с автомобилями ВАЗ. Следствие этого – более интенсивный разгон автомобиля, но приходится жертвовать максимальной скоростью.

Передаточное число гоночных автомобилей также разительно отличается от серийных моделей, ибо перед ними стоят другие задачи эксплуатации.

Видео “Ремонт КПП автомобиля марки ВАЗ”

На записи показано, как провести ремонт коробки скоростей на машине марки “ВАЗ” в домашних условиях.

Как рассчитать передаточное число и не сходить с ума

Когда вы впервые погрузитесь в мир шестерен, вы можете встретить несколько терминов: передаточное число и передаточное отношение. Вам не нужно знать, как рассчитать передаточное число, чтобы выбрать правильное, как вы можете найти в описании продукта, но понимание того, как это работает, сделает ваш выбор более… расчетливым. Используйте эту статью как свой личный фонарик, и вы не заблудитесь.

Чтобы упростить не только на словах, но и наглядно, мы постарались объяснить все с помощью Lego.Итак, приступим, или, как говорят аквалангисты, промокнем!

Семья Big Gears

Сначала было Колесо. Затем появился Gear. Шестерни вступают в игру по одной из следующих причин:

  • для изменения направления вращения
  • для синхронизации вращения
  • для увеличения или уменьшения скорости вращения
  • для перемещения вращательного движения на другую ось

Человечество знает зубчатые передачи (известные как «поезда») по крайней мере с четырех веков до нашей эры в Китае, поэтому первое изобретение может быть даже намного старше.За эти 2000 лет они развились и разделились на многочисленные династии. Назовем некоторых из самых влиятельных представителей. В зависимости от ориентации осей зубчатых колес существуют три большие группы поездов:

I. Поезда с параллельными осями: зубья параллельны оси

1. Шпора

Когда кто-то слышит слово «шестерня», в большинстве случаев ему на ум приходит простая прямозубая шестерня. Тип
Spur применяется во многих отраслях промышленности, и его легче всего найти на рынке во всех размерах.

2. Винтовой

Цилиндрическая шестерня с геликоидальными зубьями (они расположены под углом к ​​оси вращения шестерни) может выдерживать большую нагрузку, чем прямозубая шестерня, но они менее эффективны. Во время движения между двумя косозубыми шестернями возникают скользящие контакты, которые создают осевую тягу валов шестерен и повышают нагрев.

3. Рейка и шестерня

Это линейная шестерня (рейка), состоящая из прямозубой шестерни (шестерни). Вращательное движение шестерни вызывает поступательное движение рейки.При движении рейки шестерня вращается. Эта система представляет собой простейший инструмент для преобразования вращательного движения в поступательное и обратное. Вы можете узнать больше о линейных приводах и их преимуществах здесь.

4. Внутренние шестерни

Это еще один цилиндрической формы, но зубцы здесь внутри кольца. Как правило, эти шестерни встречаются в планетарных механизмах. Благодаря такой конструкции вибрации и потери в планетарных приводах незначительны. Стабильность вращения повышает надежность и повторяемость движения.Планетарные приводы предлагают большую эффективность и точность, чем другие системы.

II. Поезда с пересекающимися осями: место пересечения оси шестерни в точке

1. Фаска

В конической передаче оси валов пересекаются. Обычно угол между валами составляет 90 градусов, но шлейф существует и с другими углами (кроме 0 и 180 градусов). Такая гибкость угла позволяет нам широко использовать систему снятия фаски для изменения направления силы. Например, из горизонтального в вертикальный.По форме и количеству зубьев различают угловые, спиральные и прямые конические шестерни.

III. Системы непараллельных осей:

1. Червячные и червячные колеса

Червячная передача состоит из обычной прямозубой шестерни (червячного колеса) и шестерни с одним зубом (червяк), но этот зуб похож на резьбу винта. Движение колеса и шестерни представляет собой смесь скольжения и качения. Скользящие движения вызывают трение и нагрев, которые снижают эффективность поезда до 50%.В то же время этот тип сетки обеспечивает очень тихую работу, что делает червяк подходящим для использования в средах, где необходимо минимизировать шум. Даже при относительно низком КПД червячные передачи обеспечивают очень высокие передаточные числа.

2. Винт

Винтовой механизм представляет собой пару косозубых шестерен, передающих движение и мощность между перпендикулярными, но не пересекающимися валами. Во время взаимодействия они совершают не стандартное перекатывающее движение, а винтовое движение (поэтому винт).

Передаточное число

Каждый упомянутый тип поезда имеет свои сильные и слабые стороны, но основным параметром зацепляющих шестерен по-прежнему является передаточное число . Поскольку каждая часть поезда имеет разное количество зубьев, каждая из шестерен вращается с разной скоростью. Передаточное число показывает эту разницу.

Знание соотношения в роботизированном проекте имеет решающее значение для:

  • Определение частоты вращения ведущей шестерни.
  • Достижение баланса скорости и крутящего момента.Если передаточное число 1: 1, величина крутящего момента такая же, и скорость такая же. Например, при соотношении 1: 4 вы получите меньший крутящий момент, но большую скорость. При соотношении 4: 1 вы уменьшите скорость, но увеличите крутящий момент.
  • Оптимальный размер серводвигателя. Если инерция двигателя слишком велика по сравнению с инерцией нагрузки, двигатель больше, а это означает, что он был дороже, чем необходимо для его производства, и двигатель потребляет больше энергии, чем необходимо для приложения.
  • Минимизация ошибок и повышение точности.Идеальное передаточное число — это наименьший момент инерции, который может обеспечить максимальное ускорение, не делая систему нестабильной, перегретой или неточной.

Как рассчитать передаточное число?

Начнем с простейшей зубчатой ​​передачи, в которой всего два зубчатых колеса. Первая шестерня, прикрепленная к валу двигателя, называется «приводом». Вторая шестерня, прикрепленная к валу нагрузки, — «ведомая».

Для расчета передаточного числа:

  1. Подсчитайте количество зубцов на каждой детали.В нашем примере меньший привод имеет 21 зуб, а ведомый — 28 зубцов. Кроме того, когда мы говорим о прямозубом типе, зубчатая передача с большим количеством зубцов называется «шестерней», а с меньшим количеством зубцов — «шестерней».
  2. Разделите количество зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни. В нашем примере это 28/21 или 4: 3. Это передаточное число показывает, что меньшая ведущая шестерня должна повернуться 1,3 раза, чтобы большая ведомая шестерня сделала один полный оборот.

А теперь успокойтесь и приготовьтесь: Высокое передаточное число называется «пониженной передачей».Низкое числовое передаточное число — это «высокая передача». Низкие передачи вызывают быстрое ускорение и подходят для небольших двигателей. Высокая означает лучшую крейсерскую скорость и более высокую максимальную скорость, поэтому они применимы для более мощных двигателей.

Но что, если система включает более двух элементов? Промежуточные шестерни или так называемые «холостые колеса» используются для сохранения или изменения направления вращения.
Вы можете применить формулу передаточного числа к каждой колесной паре, но на самом деле в этом нет необходимости.Независимо от того, сколько холостых колес в поезде, конечное передаточное число — это соотношение между машинистом и ведомым колесом. Для удобства расчета вы можете использовать этот калькулятор соотношений Lego Online.

Коэффициент контакта

Еще одним важным параметром при выборе шестерен является передаточное отношение. Он представляет количество зубьев, зацепляющихся одновременно. Если несколько зубьев контактируют, нагрузка распределяется, и срок службы механизма увеличивается.

Знание коэффициента контакта в роботизированном проекте имеет решающее значение для:

  • Крутящий момент: больше соприкасающихся зубьев = механизм передает и выдерживает больший крутящий момент.
  • Жесткость: более высокое отношение контакта = меньшее количество изменений жесткости. Это означает меньший прогиб зубьев и ошибки передачи.
  • Точность: более высокое соотношение контактов = хорошая точность, меньше ошибок и единообразная работа системы.
  • Уровень шума: более высокое соотношение контактов = повышенная жесткость = пониженный уровень шума.

Как рассчитать коэффициент контакта?

Формулы для расчета передаточного отношения будут зависеть от типа шестерни.Но если рассматривать все типы в целом, коэффициент контакта состоит из двух компонентов:
Коэффициент радиального контакта, εα + коэффициент перекрытия контакта, εβ (применяется только для спирального или спирального типов).

Подробнее о расчете передаточного отношения зубчатого колеса вы можете прочитать здесь и здесь.

Итак, надеюсь, теперь вы знаете немного больше о шестеренках, их различиях и параметрах, и можете легко погрузиться в Большой океан под названием «Управление движением».

шагов для расчета передаточного числа — Блог CLR

Использование шестерен во множестве машин и устройств в настоящее время требует их использования с максимальной эффективностью, чтобы максимально использовать их преимущества.

Одна из ключевых концепций для их надлежащего использования — это передаточное число (r t ). Правильный выбор передаточного числа важен для того, чтобы:

  • Зубчатая передача могла выдерживать больший крутящий момент , сводя к минимуму ошибки.
  • Движение может быть создано таким образом, что крутящий момент мотор-шестерни преодолевает инерцию шестерни.

Ниже мы познакомимся с формулами, которые необходимы для расчета передаточного числа , и что вы должны иметь в виду для этого расчета.

Передаточное отношение имеет важное значение для движения и для того, чтобы шестерня могла выдерживать крутящий момент, не приводя к ошибкам

Что такое передача движения?

Передаточное число в трансмиссии — это соотношение между скоростями вращения двух зацепляющихся шестерен.

Поскольку каждая шестерня имеет разный диаметр, каждая из осей вращается с разной скоростью, когда они обе включены. Изменение передаточного числа эквивалентно изменению прилагаемого крутящего момента .

Передаточное число рассчитывается путем деления выходной скорости на входную скорость (i = Ws / We) или путем деления количества зубьев ведущей шестерни на количество зубьев ведомой шестерни (i = Ze / Zs).

i = Ws / We

i = Ze / Zs

Преимущества редукторных передач

Редукторные передачи обладают рядом преимуществ по сравнению с другими типами передач. Во-первых, они предлагают высокую производительность при передаче усилий и движений , с длительным сроком службы и высокой надежностью.

Но то, что отличает их от других, — это потрясающая точность передаточного числа, что означает, что они могут использоваться в точном оборудовании .

Передаточное число в зубчатых передачах очень точное, что делает эти трансмиссии идеальными для прецизионного машинного оборудования

В отличие от других механизмов, таких как цепи или шкивы, их размер небольшой , что означает, что они могут быть установлены в обоих маленькие и большие машины и помещения, а также в труднодоступных местах.

Более того, их простое обслуживание делает редукторные трансмиссии одной из самых распространенных систем в основных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение.

Параметры для проектирования зубчатой ​​передачи

При проектировании зубчатой ​​передачи необходимо учитывать следующие параметры:

Закон зацепления

Закон зацепления определяет ситуацию, при которой точка контакта между два зубца всегда будут пересекать точку O , если это позволяет профиль.

Эта точка O должна быть расположена на линии, которая соединяет центр вращения одной из шестерен и центр вращения другой .

Кроме того, радиусы тангажа и расстояния между точкой O и соответствующими центрами должны совпадать.

Передаточное число

Передаточное число ( r t ) — это передаточное число между скоростями вращения двух сопряженных передач .

В частности, это частное входной и выходной скоростей ( r t = ω s / ω e ).

Система может вызвать уменьшение , если передаточное число меньше 1, или умножение , если оно больше 1.

Вас может заинтересовать: Приводы с регулируемой скоростью: все, что вам нужно знать о редукторах скорости

Коэффициент контакта

Коэффициент контакта ( ε ) измеряет среднее количество зубьев , находящихся в постоянном контакте .

Наилучшее соотношение контактов должно быть больше 1,2, чтобы обеспечить способность передавать высокие нагрузки , придавать жесткость трансмиссии и обеспечивать бесшумную и равномерную работу.

Как рассчитать передаточное число

Вычислить передаточное число можно несколькими способами. Например:

Расчет передаточного числа конических шестерен

При обращении к коническим зубчатым колесам необходимо учитывать, что оно будет эквивалентно количеству зубьев ведущей шестерни, деленному на число зубьев ведомой шестерни. ( RT = Z1 / Z2 ).

Возможно, вас заинтересует: Расчет шестерен: повышение эффективности ваших трансмиссий.

Расчет передаточного числа зубчатой ​​передачи

В случае зубчатой ​​передачи с двумя шестернями нам необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Подсчитать количество зубьев . Для начала нам нужно будет посчитать количество зубьев ведущей шестерни и количество зубьев ведомой шестерни.
  2. Разделите количество зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни .В результате будет получено количество раз, которое ведомая меньшая шестерня должна будет повернуться, чтобы большая шестерня совершила один полный оборот.

Передаточное число будет равно количеству зубьев ведущей шестерни, деленному на количество зубьев ведомой шестерни.

В случае зубчатой ​​передачи с более чем двумя шестернями нам нужно будет выполнить следующие шаги:

  1. Определить, какая шестерня является ведущей, а какая ведомой, и разделить количество зубьев шестерни. первый и последний .Промежуточная передача никак не повлияет на передаточное число зубчатой ​​передачи.
  2. Выполните те же шаги , что и для определения передаточного числа двухступенчатой ​​зубчатой ​​передачи.

Существует много способов расчета передаточного числа, в зависимости от того, являются ли зубчатые колеса коническими или зубчатыми передачами с двумя или более зубчатыми колесами и т. Д.

Расчет передаточного числа зубчатых колес и цепи

Этот тип Трансмиссия образована двумя шестернями и цепью шарнирно-сочлененных звеньев .В нем шестерни вращаются в одном направлении.

Используется для передачи движения между удаленными параллельными валами .

Передаточное число является результатом деления числа зубьев ведущей шестерни и числа зубцов ведомой шестерни .

Вам нужна помощь в расчете передаточного числа ваших редукторных трансмиссий? Не стесняйтесь обращаться к нам, и мы поможем запустить ваш проект и рассчитаем ваши параметры.

Как рассчитать передаточное число

Обновлено 9 ноября 2018 г.

Крис Дезиел

Шестерни можно найти практически везде.Они есть в автомобилях, и в трансмиссии, и в дворниках. Они есть в велосипедах, в такой кухонной утвари, как взбиватель для яиц, и даже в часах — по крайней мере, когда-то. Шестерня представляет собой набор зубчатых колес, соединенных вместе для увеличения или уменьшения скорости вращения приводного вала двигателя.

Величина, на которую зубчатая передача может изменять скорость вращения, зависит от относительных размеров зубчатых колес и называется передаточным числом. Формула передаточного числа оказывается довольно простой.Вы в основном подсчитываете количество зубьев на ведомом колесе и делите его на количество зубцов на ведущем колесе, которое прикреплено к двигателю. Это простой расчет, даже если система передач состоит из нескольких промежуточных колес, называемых холостыми.

Передаточное число легче рассчитать, чем вы думаете

Когда вы соединяете два зубчатых колеса, их относительные размеры определяют, насколько быстро каждое из них будет вращаться. Если ведущее колесо меньше ведомого, оно будет вращаться чаще, чем большее.Если ведущее колесо больше, ведомое колесо будет вращаться быстрее.

Вы можете рассчитать величину ускорения и замедления, которую производит простая зубчатая передача, сравнивая радиусы колес, но есть более простой способ. Поскольку зубья обоих шестерен блокируются, они должны быть одинакового размера на обоих колесах, поэтому вы можете просто сравнить количество зубьев на двух колесах. Именно так вы рассчитываете передаточное число. Вы подсчитываете количество зубьев как на ведущем, так и на ведомом колесах и выражаете эти числа в виде отношения или дроби.

Например, если у ведущего колеса 20 зубьев, а у ведомого — 40, вычислите передаточное число как 40/20, что упрощается до 2/1 или 2: 1. (Число зубьев на ведомом колесе всегда идет вверху дроби или первым в соотношении). Это говорит о том, что за каждый оборот ведомого колеса ведущее колесо делает два оборота. Точно так же соотношение 1/2 говорит вам, что ведомое колесо вращается дважды за каждый оборот ведущего колеса — другими словами, ведомое колесо вращается быстрее, чем вал двигателя.

Как применить уравнение передаточного числа к сложным системам

Многие системы зубчатых передач включают в себя одно или несколько промежуточных колес, которые часто используются для обеспечения того, чтобы ведущее и ведомое колеса вращались в одном направлении или для изменения плоскости вращения. Вы можете применить формулу передаточного числа к каждой паре колес в системе передач последовательно, чтобы получить окончательное передаточное число для системы, но вам не нужно этого делать. Если вы это сделаете, вы обнаружите, что произведение всех передаточных чисел совпадает с соотношением между ведущим колесом и ведомым колесом.

Другими словами, ведущее колесо и ведомое колесо — единственные два, которые имеют значение. Независимо от того, сколько холостых колес в системе, конечное передаточное число — это соотношение между ведущим колесом и ведомым колесом. Это верно для всех типов шестерен, включая прямозубые, конические и червячные.

Использование передаточного числа для расчета скорости

Если вам известна скорость вращения ведущего колеса, которая обычно измеряется в оборотах в минуту (об / мин), передаточное число сообщает вам скорость ведомого колеса.Например, рассмотрим систему с передаточным числом 3: 1, что означает, что ведущее колесо вращается в три раза быстрее, чем ведомое. Если скорость ведущего колеса составляет 300 об / мин, скорость ведомого колеса составляет 100 об / мин.

Как правило, вы можете рассчитать скорость вращения, используя следующее уравнение передаточного числа:

S 1 • T 1 = S 2 • T 2 , где

S 1 — скорость ведущее колесо, а T 1 — количество зубьев на этом колесе.

S 2 и T 2 — скорость и количество зубьев ведомого колеса.

Если вы разрабатываете систему передач, вам пригодится таблица передаточных чисел. Вы можете найти обороты двигателя в технических характеристиках и использовать диаграмму для разработки системы зубчатых передач, которая будет обеспечивать любую требуемую скорость вращения ведомого колеса.

Передаточные числа и составные передаточные числа

Передаточные числа и составные передаточные числа

Расчет простых передаточных чисел (две передачи)

Функция, часто запрашиваемая в моей программе снаряжения в том, что он должен рассчитывать и отображать передаточное число.

Причина, по которой у него нет этой функции, заключается в том, что передаточное число также отношение числа зубьев (двух шестерен), и это значение, которое пользователь должен войти.

Слева две зацепляющие шестерни с 7 зубцами и 21 зубом. будет иметь соотношение 7:21 (то же самое, что 1: 3). То есть 7-зубчатая шестерня будет вращаться 3 раза за один оборот 21-зубной шестерни. Логика проста, каждая шестерня должна вращаться. на такое же количество зубьев, чтобы они зацепились, поэтому 7-зубчатая шестерня, имея треть зуба, нужно повернуть в три раза больше

Определение необходимых передач
Предположим, у вас есть двигатель, который вращает 1200 об / мин (оборотов в минуту), и вам нужно что-то повернуть на 500 об / мин.
Вам нужно соотношение 500: 1200 или 5:12. Однако простые шестерни всего с 5 зубами, как правило, немного шероховатая, поэтому лучше всего изготовить (или получить) шестерни с 10 и 24 зубьями.

Определение передаточных чисел составной шестерни (многоступенчатая)

Когда зубчатая передача имеет несколько ступеней, передаточное число для общая система зубчатых зацеплений является продуктом отдельных ступеней.

Например, для шестерни слева синие шестерни 7 и 21 зуб, а у зеленых шестерен 9 и 30 зубьев.Таким образом, первое передаточное число составляет 7:21, а второе — 9:30. Умножение этих двух вместе дает (7×9) 🙁 21×30) = 63: 630, что составляет 1:10. Таким образом, большая зеленая шестеренка будет делать 1 оборот на каждые 10 оборотов маленькой синей шестеренки. механизм.

Определение зубчатых колес, необходимых для создания многоступенчатых зубчатых передач
Любое передаточное число, которое может быть достигнуто за счет многоступенчатого переключения передач, может также производиться одноступенчатой ​​передачей, но для больших передаточных чисел, большая передача может стать громоздкой.

Есть много способов достичь заданного сокращения в несколько этапов, но как решить, какие зубья использовать для шестерен?

Предположим, нам нужно передаточное число 1:11, и нам нужна самая маленькая передача. иметь не менее 10 зубов.Мы могли бы сделать это с 10-зубчатой ​​и 110-зубчатой ​​шестерней. Давайте напишем соотношение как

10: 110

А теперь давайте представим, что мы ставим между ними еще одну передачу. Давайте представим, что между 10 и 110 зубами находится шестерня с 35 зубьями. шестерни. Передаточное число между шестернями с 10 и 110 зубьями будет по-прежнему будет таким же, хотя 10 и 110 зубчатые шестерни теперь будут вращаться одинаково направление, тогда как раньше они поворачивали в противоположных направлениях.

С промежуточной шестерней с 35 зубьями, теперь мы можем думать о 10:35 уменьшение зуба с последующим уменьшением зуба 35: 110.

Мы можем уменьшить 35: 110 до 7:22, но если нам не нужны шестерни меньшего размера чем 10 зубов, нам нужно удвоить это число до 14:44. Итак, теперь мы можем сделать наша передача 1:11 со следующими этапами:

10:35 и 14:44

Общее количество зубьев между двумя ступенями составляет 103 зуба, против 120 для оригинальная версия. но что более важно, этот набор передач меньше.

Общие знаменатели очень важны, и может потребоваться выберите другое промежуточное количество зубьев, чтобы сделать сокращение возможным.. Если, однако, нам нужно передаточное число 11: 127, единственный способ получить это точное соотношение было бы с 11 зубьями и 127 зубьями шестерни (или кратные ему числа), потому что оба являются простыми числами, не могут быть учтены.

При дальнейшем рассмотрении приведенного выше примера с зубчатой ​​передачей 1:11 мы могли бы получить было бы даже лучше, если бы мы вместо этого начали с 1:11 как 12: 132. Тогда мы могли бы записать это как 12:44 и 44: 132 и 44: 132. это соотношение 1: 3, которое мы также можем сделать 10:30. В результате мы получим 12:44 и 10:30, что в сумме составляет всего 96. зубы всего.Мы также могли бы поменять местами две большие шестерни, если бы захотели. Например, 10:44 и 12:30, умноженные вместе, также дают соотношение 1:11.


Пример конструкции 2: Шестерни для часовой и минутной стрелок циферблата

Предположим, мы хотим уменьшить часы до 1:12. 12 разложить на 4 и 3, так что мы можем сократить 1: 4 и 1: 3. но давайте посмотрим, сможем ли мы сделать эти два отношения ближе друг к другу.

Давайте умножим обе стороны на 8, так что соотношение 1:12 станет 8:96.
Чтобы получить передаточное число для обеих передач, мы хотим, чтобы каждая передача соотношение должно быть примерно квадратным корнем из 12, что составляет примерно 3,464. Теперь 8 * 3,464 это 27,7. Итак, давайте попробуем 28 зубьев для промежуточной шестерни.

Итак, мы можем написать 8:28:96 или 8:28 и 28:96 Мы можем разделить правую часть на 4, и мы получим 8:28 и 7:24

Не всегда получается так хорошо. Иногда одна сторона или у другого нет общих делителей, поэтому вам, возможно, придется попробовать разные значения для промежуточного.

Для часов часовая и минутная стрелки должны быть концентрическими, поэтому обе эти зубчатые пары должны иметь одинаковое расстояние между валами. Если мы используем одинаковый шаг зубьев для обеих шестерен, валы не буду выстраиваться.

Используя мою программу генератора шестерен, Я могу просто ввести расстояние между валами, и программа соответствующим образом пересчитает размер зуба. Я использовал 8 см для обоих подходов.

Я вырезал шестерни из фанеры толщиной 10 мм на ленточной пиле.

Если я положу их сверху друг друга, два набора шестерен выглядят почти одинаково, но они имеют немного разные соотношения, а зубы на одном наборе немного больше.

Вал через большую шестерню справа соединяется с меньшей. За ней 7-зубчатая шестерня, причем непосредственно прикручена более короткая «часовая» стрелка. к большой передаче.

Теперь, если бы у меня был двигатель таймера, который вращал бы 1 оборот в час, я мог бы сделайте действительно большие часы с этими шестеренками.

Я часто слышу предложение «построить часы». Может быть, на днях Я построю один, а может и нет. Во всяком случае, не нужно это предлагать, потому что эта мысль точно пришла мне в голову 🙂

Как рассчитать передаточное число? — х-инженер.org

Шестерни являются жизненно важным компонентом машин, робототехники, транспортных средств, аэрокосмической продукции и так далее. Наверное, все, что движется, в каждой машине есть хотя бы одна шестерня.

Самым простым применением является редуктор . Это машина, оборудование, которое преобразует входную скорость и крутящий момент в выходную скорость и крутящий момент. Под преобразованием мы понимаем усиление или уменьшение . Уровень трансформации задается передаточным числом .

Редуктор — это коробка передач только с одной передачей. Передаточное число получается за счет зацепления двух цилиндрических зубчатых колес .

Изображение: Анимация редуктора (щелкните изображение, чтобы просмотреть анимацию)

Редуктор обычно используется в качестве усилителя крутящего момента . Например, вам нужно привести в действие гидравлический насос, которому требуется большой крутящий момент. Ваш источник энергии, скажем, электродвигатель. Между мотором и насосом устанавливаем шестеренчатый редуктор.

Как рассчитать передаточное число?

Если вам необходимо увеличить крутящий момент двигателя в 3 раза, то вам понадобится редуктор с коэффициентом 3.0 Передаточное число . Чтобы рассчитать передаточное число двух зубчатых колес с зацеплением, нам необходимо знать:

  • количество зубьев как входной, так и выходной шестерни
  • базовый диаметр или радиус как входной, так и выходной шестерни

Изображение: Схема сил зубчатой ​​сетки

В таблице ниже у нас есть все физические значения, которые мы собираемся использовать в наших расчетах. Со знаком вопроса (?) У нас есть все переменные, которые нам нужно вычислить.

выходная (вращательная) скорость
Переменная Описание Значение Единица
\ [z_ {IN} \] количество зубцов входной шестерни 167
\ [z_ {OUT} \] количество зубьев ведомой шестерни 24
\ [r_ {IN} \] радиус основания ведущей шестерни 80 мм
\ [r_ {OUT} \] радиус основания выходной шестерни 120 мм
\ [i \] передаточное число?
\ [Tq_ {IN} \] входной крутящий момент 250 Нм
\ [Tq_ {OUT} \] выходной крутящий момент? Нм
\ [\ omega_ {IN} \] входная (вращательная) скорость 1500 об / мин
\ [\ omega_ {OUT} \] выходная (вращательная) скорость? об / мин
\ [F_ {t} \] контактная (касательная) сила (нет необходимости) N
\ [v_ {t} \] контактная (касательная) скорость (нет необходимости) м / с

Под вводом понимается источник энергии, в нашем случае это может быть электродвигатель.Под мощностью мы подразумеваем, где подается мощность (например, гидравлический насос).

Передаточное число i можно рассчитать двумя способами:

  • как отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубцов ведущей шестерни
\ [i = \ frac {z_ { OUT}} {z_ {IN}} \]
  • как отношение между базовым радиусом выходной шестерни и базовым радиусом входной шестерни
\ [i = \ frac {r_ {OUT}} {r_ {IN }} \]

Базовый радиус измеряется от центра вращения шестерни до точки контакта зубьев.Тот же результат достигается при использовании внешнего радиуса, который проходит от центра шестерни до вершины зубьев.

Заменяя математические выражения на фактическое количество зубьев и радиус, мы получаем передаточное число i :

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
i & = \ frac {z_ { OUT}} {z_ {IN}} & = \ frac {24} {16} & = 1.5 \\
i & = \ frac {r_ {OUT}} {r_ {IN}} & = \ frac {120} { 80} & = 1,5
\ end {split} \ end {формула *} \]

Связь между крутящим моментом на выходе и крутящим моментом на входе следующая:

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
Tq_ {OUT} = i \ cdot Tq_ {IN}
\ end {split} \ end {формула *} \]

Зубчатый редуктор будет усиливать входной крутящий момент в количество раз, равное передаточному отношению:

\ [\ begin { уравнение *} \ begin {split}
Tq_ {OUT} = 1.5 \ cdot 250 = 375 \ text {Nm}
\ end {split} \ end {формула *} \]

Соотношение между выходной скоростью и входной скоростью следующее:

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
\ omega_ {OUT} = \ frac {\ omega_ {IN}} {i}
\ end {split} \ end {формула *} \]

Редуктор уменьшит входную скорость в несколько раз равно передаточному отношению:

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
\ omega_ {OUT} = \ frac {1500} {1.5} = 1000 \ text {rpm}
\ end {split} \ end {уравнение *} \]

Теперь мы собираемся продемонстрировать, почему значение выходного крутящего момента — это входной крутящий момент, умноженный на передаточное число.Кто придумал эту формулу?

В точке контакта между зубьями шестерен возникает касательная сила. Эта тангенциальная сила может быть вычислена функцией входной шестерни и функцией выходной шестерни.

Мы знаем, что крутящий момент — это произведение прилагаемой силы на длину плеча рычага. В нашем случае сила — это тангенциальная сила между зубьями, а рычаг — это радиус шестерни.

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
Tq_ {in} = r_ {IN} \ cdot F_ {t} \\
\ end {split} \ end {уравнение *} \]

Отсюда мы извлеките касательную силу:

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
F_ {t} = \ frac {Tq_ {IN}} {r_ {IN}}
\ end {split} \ end {уравнение * } \]

Та же сила действует на выходную шестерню:

\ [\ begin {формула *} \ begin {split}
F_ {t} = \ frac {Tq_ {OUT}} {r_ {OUT}}
\ end {split} \ end {формула *} \]

Соединяя два математических выражения тангенциальной силы, мы получаем:

\ [\ begin {equal *} \ begin {split}
\ frac {Tq_ {OUT} } {r_ {OUT}} & = \ frac {Tq_ {IN}} {r_ {IN}} \\
Tq_ {OUT} & = \ frac {r_ {OUT}} {r_ {IN}} \ cdot Tq_ { IN} \\
Tq_ {OUT} & = i \ cdot Tq_ {IN}
\ end {split} \ end {формула *} \]

Теперь давайте продемонстрируем влияние передаточного числа на выходную скорость.Мы используем то же изображение, что и выше, но с обозначениями скорости вместо сил.

Изображения: Схема скоростей зубчатого зацепления

Тангенциальная скорость одинакова в точке контакта двух шестерен. В качестве тангенциальной силы мы можем записать функцию тангенциальной скорости входной шестерни и выходной шестерни:

Мы знаем, что тангенциальная скорость — это произведение между радиусом и скоростью вращения.

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
v_ {t} = \ omega_ {IN} \ cdot r_ {IN}
\ end {split} \ end {уравнение *} \]

Та же скорость применяется на выходной шестерне:

\ [\ begin {формула *} \ begin {split}
v_ {t} = \ omega_ {OUT} \ cdot r_ {OUT}
\ end {split} \ end {формула *} \ ]

Соединяя два математических выражения тангенциальной скорости, мы получаем:

\ [\ begin {уравнение *} \ begin {split}
\ omega_ {OUT} \ cdot r_ {OUT} & = \ omega_ {IN} \ cdot r_ {IN} \\
\ omega_ {OUT} & = \ frac {r_ {IN}} {r_ {OUT}} \ cdot \ omega_ {IN} \\
\ omega_ {OUT} & = \ frac { \ omega_ {IN}} {i}
\ end {split} \ end {формула *} \]

К концу этого урока вы должны знать, как рассчитать функцию передаточного числа шестерен, а также влияние шестерни. соотношение по крутящему моменту и скорости.

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Расчет передаточного числа — Техническая статья

Просмотреть все 6 фото

Хотроддинг — это в первую очередь отношения. Нет, мы говорим не о том, что ваша девушка или жена любят обсуждать, а об оптимальных механических отношениях для работы вашего автомобиля. Несколько простых математических формул помогут вам выбрать правильное передаточное число и диаметр шин для оптимизации характеристик вашего автомобиля.Поскольку высокопроизводительные автомобили часто используются как для уличных, так и для беговых дорожек, настройка автомобиля для обоих типов обычно требует компромисса. Скорость автомобиля, частота вращения двигателя, общее передаточное число и диаметр шины — все это связано с ускорением. Для использования гусеницы двигатель должен работать в диапазоне оборотов, в котором он обеспечивает максимальную мощность. При использовании на улице оптимальная экономия топлива и срок службы двигателя гарантируют более низкие обороты двигателя. Хорошая новость заключается в том, что, вооружившись некоторой базовой информацией, вы можете получить автомобиль с впечатляющими тактами.т. находится на драгстрипе и демонстрирует отличную управляемость на низких оборотах на автостраде. Кто сказал, что математика — это неинтересно?

В автомобиле используются передаточные числа как в трансмиссии, так и в ведущем мосту для увеличения мощности. Два передаточных числа, умноженные вместе, равны передаточному отношению главной передачи. Проведите несколько минут в любой гонке на скамейке запасных, и вскоре вы услышите, как обсуждаются передаточные числа заднего моста. Для многих автомобилей с высокими характеристиками обычно выбирают передачи 3,73 и 4,10. Передаточное число задней шестерни относится к соотношению между зубчатым венцом и ведущей шестерней.Соотношение определяется простым делением количества зубьев коронной шестерни на количество зубьев ведущей шестерни. Например, если мы разделим зубчатый венец с 41 зубом на ведущую шестерню с 10 зубьями, мы обнаружим, что передаточное число составляет 4,10: 1 (41/10 = 4,10).

Диаметр шины также влияет на передаточное число главной передачи автомобиля. По мере изменения диаметра шины изменяется и частота вращения двигателя при заданной скорости. Мы можем продемонстрировать это с помощью упрощенной формулы: об / мин = (миль / ч x конечное передаточное число x 336 *) / диаметр шины (* см. Врезку «Формулы успеха»).Например, учитывая 65 миль в час, диаметр шины 30 дюймов и конечное передаточное число 4,10, частота вращения двигателя будет примерно 2984 об / мин — (65 миль в час x 4,10 конечное передаточное число x 336) на шину диаметром 30 дюймов. Если уменьшить диаметр шины до 25 дюймов, частота вращения двигателя возрастет до 3581 об / мин. При установке более коротких шин автомобиль будет ускоряться, как если бы у него была передача 4,73 (более высокое численное значение), без затрат на переключение передач.

Поскольку трансмиссия состоит из нескольких вариантов передач, трансмиссия позволяет автомобилю быстро ускоряться на более низких передачах и поддерживать крейсерскую скорость на более высоких передачах.В 60-х и 70-х годах большинство трансмиссий предлагали три или четыре передачи с высокой передачей 1: 1. На примере Th500: первая передача составляет 2,48: 1, вторая передача — 1,48: 1, а третья передача — 1: 1. Умножение первой передачи 2,48 на заднюю ось 4,10 дает передаточное число главной передачи 10,16: 1 (2,48 x 4,10 = 10,16). Для большинства уличных применений оптимальным обычно считается конечное передаточное число первой передачи 10: 1. Недостатком эксплуатации передаточного числа осей 4,10: 1 на улице с высокой передачей 1: 1 является чрезмерная частота вращения двигателя на шоссе.

К счастью, в современных трансмиссиях часто используются высокие передачи Overdrive в районе 0,70: 1, что позволяет снизить частоту вращения двигателя. Совместите эти трансмиссии с повышающей передачей с передаточным числом осей 4,10, и вы получите экономичное для топлива передаточное число главной передачи 2,87: 1 (4,10 x 0,70 = 2,87) на высокой передаче. Автоматический овердрайв Th300-4R использует первую передачу 2,74, вторую 1,57, третью 1,00 и 0,67 овердрайв. С передаточным числом первой передачи 2,74 этой трансмиссии в сочетании с передаточным числом оси 3,73 передаточное число главной передачи >> дает 10.22 (2,74 х 3,73 = 10,22). При повышающей передаче передаточное число главной передачи равно 2,49: 1 для Бонневилля.

Ускорение зависит от крутящего момента. Один из способов ускорить ускорение — увеличить крутящий момент на низких скоростях, чтобы автомобиль двигался вперед. Вот что делает гидротрансформатор. Гидротрансформатор имеет компонент, называемый статором. Статор изменяет направление потока масла относительно направления вращения рабочего колеса насоса, а также включает в себя узел односторонней муфты. Это перенаправление жидкости увеличивает крутящий момент за счет использования энергии, оставшейся в масле.

Применяя основы передаточного числа и рычага мощности, вы можете легко улучшить ускорение, не заплатив слишком высокую цену за скорость на шоссе. Все дело в соотношениях.

Посмотреть все 6 фотоСмотреть все 6 фотоСмотреть все 6 фотоСмотреть все 6 фотоСмотреть все 6 фото

Как работают передаточные числа | HowStuffWorks

Если вы хотите создать высокое передаточное число, ничто не сравнится с червячной передачей . В червячной передаче вал с резьбой входит в зацепление с зубьями шестерни. Каждый раз, когда вал совершает один оборот, шестерня перемещается на один зуб вперед.Если шестерня имеет 40 зубьев, передаточное отношение 40: 1 в очень маленьком корпусе. Вот один из примеров стеклоочистителя.

Механический одометр — это еще одно место, где используется много червячных передач:

Планетарные передачи

Есть много других способов использования шестерен. Одна специализированная зубчатая передача называется планетарной зубчатой ​​передачей . Планетарные передачи решают следующую проблему. Допустим, вам нужно передаточное число 6: 1, при котором входной сигнал вращается в том же направлении, что и выходной.Один из способов создать это передаточное число — использовать следующую трехступенчатую передачу:

В этой цепочке синяя шестерня в шесть раз больше диаметра желтой шестерни (что дает передаточное число 6: 1). Размер красной шестерни не важен, потому что она просто меняет направление вращения, чтобы синяя и желтая шестерни вращались одинаково. Однако представьте, что вы хотите, чтобы ось выходной шестерни была такой же, как и у входной шестерни. Распространенное место, где требуется возможность такой же оси, — это электрическая отвертка.В этом случае вы можете использовать планетарную передачу, как показано здесь:

В этой системе передач желтая передача (солнце ) включает все три красные передачи (планеты ) одновременно. Все три прикреплены к пластине (водило ) и зацепляют внутри синей шестерни (кольцо ), а не снаружи. Поскольку вместо одной красные шестерни используются три, эта зубчатая передача чрезвычайно прочная. Выходной вал прикреплен к синей коронной шестерне, а водило планетарной передачи удерживается неподвижно — это дает то же передаточное число 6: 1.Вы можете увидеть изображение двухступенчатой ​​планетарной передачи на странице электрической отвертки и трехступенчатой ​​планетарной системы на странице спринклерных систем. Внутри автоматических трансмиссий вы также найдете планетарные передачи.

Еще одна интересная особенность планетарных редукторов заключается в том, что они могут создавать разные передаточные числа в зависимости от того, какую передачу вы используете в качестве входной, какую передачу вы используете в качестве выхода, а какую вы держите неподвижно. Например, если вход — солнечная шестерня, и мы удерживаем коронную шестерню неподвижно и прикрепляем выходной вал к водилу планетарной передачи, мы получаем другое передаточное число.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *