Передаточное число это: Что такое передаточное число коробки передач и как его определить

Содержание

Что такое передаточное число коробки передач и как его определить

Передаточное число – это величина, которая характеризует отношение количества зубьев ведомой шестерни к ведущей. Является основным показателем эффективности работы любой зубчатой передачи.

Устройство коробки переключения передач

Механическая коробка передач – это многоступенчатый редуктор, предназначенный для увеличения или уменьшения крутящего момента, передаваемого с маховика двигателя, на карданный вал, а в последствие – на ведущие колеса. Управление таким редуктором осуществляется вручную, с помощью специального рычага, установленного в салоне автомобиля. При достижении максимальных оборотов одной передачи, водитель устанавливает рычаг в такое положение, при котором в действие включится вторая передача, таким образом, обороты уменьшаются, а крутящий момент меняется.

Любая МКПП представляет собой совокупность определенных валов и шестерней. Ведущий вал имеет связь с маховиком двигателя через сцепление и принимает на себя основной крутящий момент. Момент передается на промежуточный вал, а с последнего – на ведомый, который соединяется с карданным валом и передает измененный крутящий момент на ведущие колеса автомобиля.

Все передачи автомобиля – это комбинации положения шестерней и отличаются они друг от друга передаточным числом.

Как определить передаточное число (ПЧ)?

Как вы уже поняли, передаточное число является отношением количества зубьев ведомой шестерни к количеству зубьев ведущей. Таким образом, рассчитать передаточное число не составляет никакого труда. Рассмотрим на примере. Предположим, имеется пара шестерней, со следующими передаточными числами: 40 и 20. Для того, чтобы произвести расчет, необходимо знать, какая из них является ведущей, а какая ведомая и обозначим их буквами А и В, соответственно.

Предположим, что А=40, а В=20. Получается, что число зубьев ведущей равно 40, а число зубьев ведомой равняется 20. Соответственно, чтобы узнать передаточное число данной передачи, необходимо разделить 20 на 40 и получится 0,5.

Это означает, что передаточное число данной передачи равно 0,5. В случае, если поменять шестерни местами, то число зубьев ведущей шестерни будет равно 20, а ведомой – 40. Тогда, разделив 40 на 20, мы получаем число 2. В этом случае, передаточное число данной передачи будет равно 2.

Такой метод расчета используется при проектировании трансмиссии автомобиля. Чтобы автомобиль имел прекрасные динамические характеристики и развивал большую скорость, необходимо правильно подобрать передаточные числа коробки передач.

 

Чтобы узнать передаточное число трансмиссии своего автомобиля, достаточно взглянуть в техническую литературу к вашей модели машины. В других случаях, определение передаточного числа можно провести и без применения специальных расчетов и литературы. Достаточно знать принцип выполнения одного метода расчета передаточного числа.

Установите автомобиль на смотровую яму, под колеса обязательно поставьте противооткатные упоры. Коробка передач должна быть установлена в нейтральном положении. Возьмите мел и обозначьте специальные метки на колесе и полу, чтобы они имели совпадения. Такие же метки поставьте на корпусе и фланце редуктора заднего моста.

Попросите помощника из ямы пронаблюдать за совпадением меток на редукторе и фланце, а вы вращайте ведущее колесо. После повторного совпадения меток, подсчитывается количество оборотов (оно может быть равно даже 1) колеса, делится пополам и затем, полученное числовое значение разделите на количество оборотов, совершенных карданным валом. Конечный результат и будет передаточным числом.

Как передаточное число влияет на динамические характеристики автомобиля

Как было ранее упомянуто, правильно рассчитанное передаточное число позволит добиться максимальной эффективности работы КПП и снизить износ шестерней до минимума. На выбор передаточного числа влияют характеристики двигателя, его мощность, крутящий момент, диаметр колеса, назначение автомобиля и личные пожелания автолюбителя. Изменения, вносимые в передаточное число, могут увеличить или уменьшить крутящий момент, передаваемый на карданный вал автомобиля. Процесс изменения передаточного числа передачи заключается в изменении количества зубьев шестерни.

Если передаточное число высокое, то автомобиль будет набирать большую скорость за малый промежуток времени, однако, длина передачи будет намного меньше. Это означает, что переключение передач нужно будет осуществлять достаточно быстро. Проще говоря, увеличение передаточного числа способствует повышению величины ускорения автомобиля.

Уменьшение передаточного числа позволяет добиться большой максимальной скорости, развиваемой автомобилем. Здесь действует другой принцип, когда разгон происходит медленно, однако, скорость на выходе будет намного больше. Такое значение передаточного числа подходит только для достаточно мощных двигателей.

Исходя из выше сказанного, передаточное число должно быть таким, чтобы автомобиль имел хорошие динамические характеристики и большую максимальную скорость. В этом случае, путем подбора, можно добиться компромисса между двумя величинами, получив и то, и другое.

Многие автогонщики стараются сделать передаточные числа с последовательным уменьшением. То есть, в процессе возрастания скорости автомобиля и переключении передач, передаточное число каждой следующей передачи будет уменьшаться, что позволит добиться как повышенных динамических характеристик, так и большой максимальной скорости.

Большая скорость актуальна только при движении по прямой, с минимальным количеством поворотов. При движении по извилистой дороге, рекомендуется использовать повышенные значения передаточных чисел. Так происходит подбор ПЧ к типу трассы.

8.4: Передаточное отношение

Передачи используются не только для передачи мощности, но также для обеспечения возможности настройки механического преимущества для механизма. Как обсуждалось во введении к данному блоку, в некоторых случаях электромотор сам по себе обладает достаточной мощностью для выполнения конкретной задачи, но выходные характеристики электромотора не соответствуют требованиям. Электромотор, который вращается ОЧЕНЬ быстро, но при очень малом крутящем моменте , не подходит для подъема тяжелого груза. В таких случаях возникает необходимость использования передаточного отношения для изменения выходных характеристик и создания баланса крутящего момента и скорости.

Представьте себе велосипед: велосипедист обладает ограниченной мощностью, и хочет обеспечить максимальное использование этой мощности в любой момент времени.

Путем изменения механического преимущества изменяется скорость движения. Мощность представляет собой количество проделанной работы в единицу времени. Чем больше количество работы. тем ниже скорость ее выполнения.

Пример 8.1

В примере 8.1 показано, что если на стороне входа рычаг сместится на 1 метр, на стороне выхода рычаг сместится на 4 метра. Разница пропорциональна соотношению между длинами рычагов.

Длина на выходе / Длина на входе = 8 / 2 = 4

Интересно то, что оба расстояния преодолеваются за одно и то же время. Давайте представим, что смещение рычага на входе на 1 метр происходит за 1 секунду, так что скорость движения на входе составляет 1 метр в секунду. В то же время, на выходе смещение на 4 метра также происходит за 1 секунду, так что скорость движения здесь составляет 8 метров в секунду. Скорость на выходе БОЛЬШЕ скорости на входе за счет соотношения между длинами рычагов.

Пример 8.2

В примере 8.2 представлена та же система, что и в примере 8.1, но теперь на вход действует сила, равная 4 ньютонам. Какова равнодействующая сила на выходе?

Прежде всего, необходимо рассчитать приложенный момент в центре вращения, вызванный входной силой, с помощью формул из Блока 7:

Крутящий момент = Сила х Расстояние от центра гравитации = 4 Н х 2 м = 8 Н-м

Далее, необходимо рассчитать равнодействующую силу на выходе:

Сила = Крутящий момент / Расстояние = 8 Н-м / 8 м = 1 ньютон

Глядя на эти два примера, мы видим, что если система смещается на 1 метр под действием входной силы, равной 4 ньютона, то на выходе она сместится на 4 метра под действием силы, равной 1 ньютон. При меньшей силе рычаг смещается быстрее!

Мы можем видеть, как механическое преимущество (выраженное в форме рычагов) может быть использовано для управления входной силой в целях получения требуемого выхода. Передачи работают по тому же принципу.

Цилиндрическая прямозубая шестерня по сути представляет собой серию рычагов. Чем больше диаметр шестерни, тем длиннее рычаг.

Пример 8.3

Как видно из примера 8.3, результатом крутящего момента, приложенного к первой шестерне, является линейная сила, возникающая на кончиках ее зубьев. Эта же сила воздействует на кончики зубьев шестерни, с которой зацепляется первая шестерня, заставляя вторую вращаться по действием крутящего момента. Диаметры шестерен становятся длиной рычагов, при этом изменение крутящего момента равносильно соотношению диаметров. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, крутящий момент увеличивается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, крутящий момент уменьшается.

Пример 8.4

В примере 8.4, если входная 36-зубая шестерня поворачивается на расстояние одного зуба (d = ширина 1 зуба), это означает, что она поворачивается на 1/36-ю своего полного оборота (а1 = 360 / 36 = 10 градусов). Поворачиваясь, она приводит в движение 60-зубую шестерню, заставляя последнюю смещаться также на 1 зуб. Тем не менее, для 60-зубой шестерни это означает смещение всего лишь на 1/60-ю полного оборота (а2 = 360 / 60 = 6 градусов).

Когда малая шестерня проходит определенное расстояние в заданный интервал времени, большая шестерня при этом проходить меньшее расстояние. Это означает, что большая шестерня вращается медленнее малой. Этот принцип работает в обоих направлениях. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, скорость понижается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, скорость повышается.

Из примеров 8.1 — 8.4 видно, что отношение между размерами двух зацепляющихся между собой шестерен пропорционально изменению крутящего момента и скорости между ними. Это называется передаточным числом.

Как обсуждалось выше, количество зубьев шестерни прямо пропорционально ее диаметру, поэтому для расчета передаточного отношения вместо диаметра можно просто считать зубья.

Передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), поэтому представленная выше пара шестерен может быть описана как 12:60 (или 36 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = зубья ведомой шестерни / зубья ведущей шестерни = 60/36 = 1,67


 

Как обсуждалось выше, передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), так что пара шестерен, представленная выше, может быть выражена как 12:60 (или 12 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 60/12 = 5

Глядя на пример, представленный выше…

Предельный перегрузочный момент второго вала может быть рассчитан по формуле:

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число

Выходной момент = 1,5 Н-м х 5 = 7,5 Н-м

Свободная скорость второго вала может быть рассчитана по формуле:

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 5 = 20 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 20 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 7,5 Н-м. При понижении скорости крутящий момент увеличивается.

Для второго примера расчеты могут быть произведены тем же способом.

Передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 12/60 = 0,2

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число = 1,5 Н-м х 0,2 = 0,3 Н-м

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 0,2 = 500 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 500 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 0,3 Н-м. При повышении скорости крутящий момент уменьшается.

 

8.6: Ступенчатые зубчатые редукторы

В некоторых ситуациях, для проекта может потребоваться использование механического преимущества, которое не может быть достигнуто с помощью простого передаточного отношения, или является практически не реализуемым. Например, если для проекта робота VEX требуется создание передаточного отношения 12:500, это может стать проблемой, так как шестерни с 500-ю зубьями не существует. В данной ситуации, проектировщик может использовать несколько зубчатых редукторов в одном механизме. Это называется ступенчатым изменением передаточного числа (зубчатым редуктором).

В ступенчатой системе передач присутствует несколько пар шестерен. Каждая пара обладает собственным передаточным отношением, при этом пары соединяются между собой с помощью оси. В результате получается ступенчатая система передач, которая, как и прежде, имеет ведущую и ведомую шестерни, а также обладает передаточным числом (теперь называемым «сложным передаточным числом»). Сложное передаточное отношение рассчитывается путем умножения передаточных чисел всех взятых пар шестерен.

Для примера, представленного выше, суммарное передаточное число рассчитывается следующим образом:

Сложное передаточное число = Число 1 х Число 2 = (60 / 12) x (60 / 12) = (5) x (5) = 25

Это означает, что выходной вал вращается в 25 раз медленнее входного вала при 25-кратном крутящем моменте. Сложные передаточные числа легко складываются!

В примере выше представлена коробка передач, состоящая из двенадцати передач 12:60 в составе ступенчатого редуктора. Этим достигается сложное передаточное число 224 140 625, что равно почти четверти биллиона к одному. Это означает, что количество оборотов на входе, равное 244 140 625, даст всего 1 оборот на выходе! Интересный факт: если вход будет вращаться раз в секунду, для получения одного единственного оборота на выходе потребуется приблизительно 7 лет и 9 месяцев.

 

Передаточное число: расчет, формула, определение

Любое подвижное соединение, передающее усилие и меняющее направление движения, имеет свои технические характеристики. Основным критерием, определяющим изменение угловой скорости и направления движения, является передаточное число. С ним неразрывно связано изменение силы – передаточное отношение. Оно вычисляется для каждой передачи: ременной, цепной, зубчатой при проектировании механизмов и машин.

Перед тем как узнать передаточное число, надо посчитать количество зубьев на шестернях. Затем разделить их количество на ведомом колесе на аналогичный показатель ведущей шестерни. Число больше 1 означает повышающую передачу, увеличивающую количество оборотов, скорость. Если меньше 1, то передача понижающая, увеличивающая мощность, силу воздействия.

Общее определение

Наглядный пример изменения числа оборотов проще всего наблюдать на простом велосипеде. Человек медленно крутит педали. Колесо вращается значительно быстрее. Изменение количества оборотов происходит за счет 2 звездочек, соединенных в цепь. Когда большая, вращающаяся вместе с педалями, делает один оборот, маленькая, стоящая на задней ступице, прокручивается несколько раз.

Передачи с крутящим моментом

В механизмах используют несколько видов передач, изменяющих крутящий момент. Они имеют свои особенности, положительные качества и недостатки. Наиболее распространенные передачи:

  • ременная;
  • цепная;
  • зубчатая.

Ременная передача самая простая в исполнении. Используется при создании самодельных станков, в станочном оборудование для изменения скорости вращения рабочего узла, в автомобилях.

Ремень натягивается между 2 шкивами и передает вращение от ведущего в ведомому. Производительность низкая, поскольку ремень скользит по гладкой поверхности. Благодаря этому, ременной узел является самым безопасным способом передавать вращение. При перегрузке происходит проскальзывание ремня, и остановка ведомого вала.

Передаваемое количество оборотов зависит от диаметра шкивов и коэффициента сцепления. Направление вращения не меняется.

Переходной конструкцией является ременная зубчатая передача.

На ремне имеются выступы, на шестерне зубчики. Такой тип ремня расположен под капотом автомобиля и связывает звездочки на осях коленвала и карбюратора. При перегрузе ремень рвется, так как это самая дешевая деталь узла.

Цепная состоит из звездочек и цепи с роликами. Передающееся число оборотов, усилие и направление вращения не меняются. Цепные передачи широко применяются в транспортных механизмах, на конвейерах.

Характеристика зубчатой передачи

В зубчатой передаче ведущая и ведомая детали взаимодействуют непосредственно, за счет зацепления зубьев. Основное правило работы такого узла – модули должны быть одинаковыми. В противном случае механизм заклинит. Отсюда следует, что диаметры увеличиваются в прямой зависимости от количества зубьев. Одни значения можно в расчетах заменить другими.

Модуль – размер между одинаковыми точками двух соседних зубьев.

Например, между осями или точками на эвольвенте по средней линии Размер модуля состоит из ширины зуба и промежутка между ними. Измерять модуль лучше в точке пересечения линии основания и оси зубца. Чем меньше радиус, тем сильнее искажается промежуток между зубьями по наружному диаметру, он увеличивается к вершине от номинального размера. Идеальные формы эвольвенты практически могут быть только на рейке. Теоретически на колесе с максимально бесконечным радиусом.

Деталь с меньшим количеством зубьев называют шестерней. Обычно она ведущая, передает крутящий момент от двигателя.

Зубчатое колесо имеет больший диаметр и в паре ведомое. Оно соединено с рабочим узлом. Например, передает вращение с необходимой скоростью на колеса автомобиля, шпиндель станка.

Обычно посредством зубчатой передачи уменьшается количество оборотов и увеличивается мощность. Если в паре деталь, имеющая больший диаметр, ведущая, на выходе шестерня имеет большее количество оборотов, вращается быстрее, но мощность механизма падает. Такие передачи называют понижающими.

Зачем нужна паразитка

При взаимодействии шестерни и колеса происходит изменение сразу нескольких величин:

  • количества оборотов;
  • мощности;
  • направление вращения.

Только в планетарных узлах с нарезкой зубьев по внутреннему диаметру венца сохраняется направление вращения. При наружном зацеплении ставится две одинаковые шестерни подряд. Их взаимодействие не меняет ничего, кроме направления движения. В этом случае обе зубчатые детали называются шестернями, колеса нет. Вторая, промежуточная, получила название «паразитка», поскольку в вычислениях не участвует, меняет только знак.

Виды зубчатых соединений

Зубчатое зацепление может иметь различную форму зуба на деталях. Это зависит от исходной нагрузки и расположения осей сопрягаемых деталей. Различают виды зубчатых подвижных соединений:

  • прямозубая;
  • косозубая;
  • шевронная;
  • коническая;
  • винтовая;
  • червячная.

Самое распространенное и простое в исполнении прямозубое зацепление. Наружная поверхность зуба цилиндрическая. Расположение осей шестерни и колеса параллельное. Зуб расположен под прямым углом к торцу детали.

Когда нет возможности увеличить ширину колеса, а надо передать большое усилие, зуб нарезают под углом и за счет этого увеличивают площадь соприкосновения. Расчет передаточного числа при этом не изменяется. Узел становится более компактным и мощным.

Недостаток косозубых зацеплений в дополнительной нагрузки на подшипники. Сила от давления ведущей детали действует перпендикулярно плоскости контакта. Кроме радиального, появляется осевое усилие.

Компенсировать напряжение вдоль оси и еще больше увеличить мощность позволяет шевронное соединение. Колесо и шестерня имеют 2 ряда косых зубьев, направленных в разные стороны. Передающее число рассчитывается аналогично прямозубому зацеплению по соотношению количества зубьев и диаметров. Шевронное зацепление сложное в исполнении. Оно ставится только на механизмах с очень большой нагрузкой.

В конической зубчатой передачи оси расположены под углом. Рабочий элемент нарезается по конической плоскости. Передаточное число таких пар может равняться 1, когда надо только изменить плоскость действия силы. Для увеличения мощности нарезается полукруглый зуб. Передающееся количество оборотов считается только по зубу, диаметр в основном используется при расчетах габаритов узла.

Винтовая передача имеет зуб, нарезанный под углом 45⁰. Это позволяет располагать оси рабочих элементов перпендикулярно в разных плоскостях.

У червячной передачи нет шестерни, ее заменяет червяк. Оси деталей не пересекаются. Они расположены перпендикулярно в пространстве, но разных плоскостях. Передаточное число пары определяется количеством заходов резьбы на червяке.

Кроме перечисленных производят и другие виды передач, но они встречаются крайне редко и к стандартным не относятся.

Многоступенчатые редукторы

Как подобрать нужное передаточное число. Двигатель обычно выдает несколько тысяч оборотов в минуту. На выходе – колесах автомобиля и шпинделе станка, такая скорость вращения приведет к аварии. Мощности исполняющего механизма не хватит, чтобы рабочий инструмент мог резать металл, а колеса сдвинули автомобиль. Одна пара зубчатого зацепления не сможет обеспечить требуемое понижение или ведомая деталь  должна иметь огромные размеры.

Создается многоступенчатый узел с несколькими парами зацеплений. Передаточное число редуктора считается как произведение чисел каждой пары.

Uр = U1×U2 × … ×Un;

Где:

Uр – передаточное число редуктора;

U1,2,n – каждой из пар.

Перед тем как подобрать передаточное число редуктора, надо определиться с количеством пар, направлением вращения выходного вала, и делать расчет в обратном порядке, исходя из максимально допустимых габаритов колес.

В многоступенчатом редукторе все зубчатые детали, находящиеся между ведущей шестерней на входе в редуктор и ведомым зубчатым венцом на выходном валу, называются промежуточными. Каждая отдельная пара имеет свое передающееся число, шестерню и колесо.

Редуктор и коробка скоростей

Любая коробка скоростей с зубчатым зацеплением является редуктором, но обратное утверждение неверно.

Коробка скоростей представляет собой редуктор с подвижным валом, на котором расположены шестерни разного размера. Смещаясь вдоль оси, он включает в работу то одну, то другую пару деталей. Изменение происходит за счет поочередного соединения различных шестерен и колес. Они отличаются диаметром и передающимся количеством оборотов. Это дает возможность изменять не только скорость, но и мощность.

Трансмиссия автомобиля

В машине поступательное движение поршня преобразуется во вращательное коленвала. Трансмиссия представляет собой сложный механизм с большим количеством различных узлов, взаимодействующих между собой. Ее назначение — передать вращение от двигателя на колеса и регулировка количества оборотов – скорости и мощности автомобиля.

В состав трансмиссии входит несколько редукторов. Это, прежде всего:

  • коробка передач – скоростей;
  • дифференциал.

Коробка передач в кинематической схеме стоит сразу за коленвалом, изменяет скорость и направление вращения.

Посредством переключения – перемещения вала, шестерни на валу соединяются поочередно с разными колесами. При включении задней скорости, через паразитку меняется направление вращения, автомобиль в результате движется назад.

Дифференциал представляет собой конический редуктор с двумя выходными валами, расположенными в одной оси напротив друг друга. Они смотрят в разные стороны. Передаточное число редуктора – дифференциала небольшое, в пределах 2 единиц. Он меняет положение оси вращения и направление. Благодаря расположению конических зубчатых колес напротив друг друга, при зацеплении с одной шестерней они крутятся в одном направлении относительно положения оси автомобиля, и передают вращательный момент непосредственно на колеса. Дифференциал изменяет скорость и направление вращения ведомых коничек, а за ними и колес.

Как рассчитать передаточное число

Шестерня и колесо имеют разное количество зубов с одинаковым модулем и пропорциональный размер диаметров. Передаточное число показывает, сколько оборотов совершит ведущая деталь, чтобы провернуть ведомую на полный круг. Зубчатые передачи имеют жесткое соединение. Передающееся количество оборотов в них не меняется. Это негативно сказывается на работе узла в условиях перегрузок и запыленности. Зубец не может проскользнуть, как ремень по шкиву и ломается.

Расчет без учета сопротивления

В расчете передаточного числа шестерен используют количество зубьев на каждой детали или их радиусы.

u12 = ± Z2/Zи u21 = ± Z1/Z2,

Где u12 – передаточное число шестерни и колеса;

Z2 и Z1 – соответственно количество зубьев ведомого колеса и ведущей шестерни.

Знак «+» ставится, если направление вращения не меняется. Это относится к планетарным редукторам и зубчатым передачам с нарезкой зубцов по внутреннему диаметру колеса. При наличии паразиток – промежуточных деталей, располагающихся между ведущей шестерней и зубчатым венцом, направление вращения изменяется, как и при наружном соединении. В этих случаях в формуле ставится «–».

При наружном соединении двух деталей посредством расположенной между ними паразитки, передаточное число вычисляется как соотношение количества зубьев колеса и шестерни со знаком «+». Паразитка в расчетах не участвует, только меняет направление, и соответственно знак перед формулой.

Обычно положительным считается направление движения по часовой стрелке. Знак играет большую роль при расчетах многоступенчатых редукторов. Определяется передаточное число каждой передачи отдельно по порядку расположения их в кинематической цепи. Знак сразу показывает направление вращения выходного вала и рабочего узла, без дополнительного составления схем.

Вычисление передаточного числа редуктора с несколькими зацеплениями – многоступенчатого, определяется как произведение передаточных чисел и вычисляется по формуле:

u16 = u12×u23×u45×u56 = z2/z1×z3/z2×z5/z4×z6/z5 = z3/z1×z6/z4

Способ расчета передаточного числа позволяет спроектировать редуктор с заранее заданными выходными значениями количества оборотов и теоретически найти передаточное отношение.

Зубчатое зацепление жесткое. Детали не могут проскальзывать относительно друг друга, как в ременной передаче и менять соотношение количества вращений. Поэтому на выходе обороты не изменяются, не зависят от перегруза. Верным получается расчет скорости угловой и количества оборотов.

КПД зубчатой передачи

Для реального расчета передаточного отношения, следует учитывать дополнительные факторы. Формула действительна для угловой скорости, что касается момента силы и мощности, то они в реальном редукторе значительно меньше. Их величину уменьшает сопротивление передаточных моментов:

  • трение соприкасаемых поверхностей;
  • изгиб и скручивание деталей под воздействием силы и сопротивление деформации;
  • потери на шпонках и шлицах;
  • трение в подшипниках.

Для каждого вида соединения, подшипника и узла имеются свои корректирующие коэффициенты. Они включаются в формулу. Конструктора не делают расчеты по изгибу каждой шпонки и подшипника. В справочнике имеются все необходимые коэффициенты. При необходимости их можно рассчитать. Формулы простотой не отличаются. В них используются элементы высшей математики. В основе расчетов способность и свойства хромоникелевых сталей, их пластичность, сопротивление на растяжение, изгиб, излом и другие параметры, включая размеры детали.

Что касается подшипников, то в техническом справочнике, по которому их выбирают, указаны все данные для расчета их рабочего состояния.

При расчете мощности, основным из показателей зубчатых зацепления является пятно контакта, оно указывается в процентах и его размер имеет большое значение. Идеальную форму и касание по всей эвольвенте могут иметь только нарисованные зубья. На практике они изготавливаются с погрешностью в несколько сотых долей мм. Во время работы  узла под нагрузкой на эвольвенте появляются пятна в местах воздействия деталей друг на друга. Чем больше площадь на поверхности зуба они занимают, тем лучше передается усилие при вращении.

Все коэффициенты объединяются вместе, и в результате получается значение КПД редуктора. Коэффициент полезного действия выражается в процентах. Он определяется соотношением мощности на входном и выходном валах. Чем больше зацеплений, соединений и подшипников, тем меньше КПД.

Передаточное отношение зубчатой передачи

Значение передаточного числа зубчатой передачи совпадает передаточным отношением. Величина угловой скорости и момента силы изменяется пропорционально диаметру, и соответственно количеству зубьев, но имеет обратное значение.

Чем больше количество зубьев, тем меньше угловая скорость и сила воздействия – мощность.

При схематическом изображении величины силы и перемещения шестерню и колесо можно представить в виде рычага с опорой в точке контакта зубьев и сторонами, равными диаметрам сопрягаемых деталей. При смещении на 1 зубец их крайние точки проходят одинаковое расстояние. Но угол поворота и крутящий момент на каждой детали разный.

Например, шестерня с 10 зубьями проворачивается на 36°. Одновременно с ней деталь с 30 зубцами смещается на 12°. Угловая скорость детали с меньшим диаметром значительно больше, в 3 раза. Одновременно и путь, который проходит точка на наружном диаметре имеет обратно пропорциональное отношение. На шестерне перемещение наружного диаметра меньше. Момент силы увеличивается обратно пропорционально соотношению перемещения.

Крутящий момент увеличивается вместе с радиусом детали. Он прямо пропорционален размеру плеча воздействия – длине воображаемого рычага.

Передаточное отношение показывает, насколько изменился момент силы при передаче его через зубчатое зацепление. Цифровое значение совпадает с переданным числом оборотов.

Передаточное отношение редуктора вычисляется по формуле:

U12 = ±ω12=±n1/n2

где U12 – передаточное отношение шестерни относительно колеса;

ω1 и ω2 – угловые скорости ведущего и ведомого элемента соединения;

n1 и n2 – частота вращения.

Отношение угловых скоростей можно считать через число зубьев. При этом направление вращения не учитывается и все цифры с положительным знаком.

Зубчатая передача имеет самый высокий КПД и наименьшую защиту от перегруза – ломается элемент приложения силы, приходится делать новую дорогостоящую деталь со сложной технологией изготовления.

Передаточное число передачи и передаточное число привода

Опубликовано 29 Июн 2013
Рубрика: Механика | 2 комментария

Иногда в большом потоке информации (особенно новой) очень трудно найти какие-то важные мелочи, выделить «зерна истины». В этой небольшой статье я расскажу о передаточных числах передач и привода в целом. Эта тема очень близка темам, освещенным в…

…статьях «Расчет привода тележки» и «Расчет зубчатой передачи».

Привод – это двигатель и все, что находится и работает между валом двигателя и валом рабочего органа (муфты, редукторы, различные передачи). Что такое «вал двигателя» понятно, думаю, почти всем. Что такое «вал рабочего органа» понятно, вероятно, не многим. Вал рабочего органа – это вал, на котором закреплен тот элемент машины, который и приводится во вращательное движение всем приводом с необходимым заданным моментом и частотой вращения. Это может быть: колесо тележки (автомобиля), барабан ленточного конвейера, звездочка цепного конвейера, барабан лебедки, вал насоса, вал компрессора, и так далее.

Общее передаточное число привода U – это отношение частоты вращения вала двигателя nдв к частоте вращения вала рабочего органа машины nро.

U= nдв/ nро

Общее передаточное число привода U часто на практике из расчетов получается достаточно большим числом (более десяти, а то и более пятидесяти), и выполнить его одной передачей не всегда представляется возможным ввиду различных ограничений, в том числе силовых, прочностных и габаритных. Поэтому привод делают состоящим из последовательно соединенных нескольких передач со своими оптимальными передаточными числами Ui. При этом общее передаточное число U находится как произведение всех передаточных чисел передач Ui, входящих в привод.

U=U1*U2*U3*…Ui*…Un

Передаточное число передачи Ui– это отношение частоты вращения входного вала передачи nвхi к частоте вращения выходного вала этой передачи nвыхi.

Ui= nвхi/ nвыхi

Рекомендации по назначению передаточных чисел элементам привода представлены в таблице, записанной в программе Excel:

 

При выборе желательно отдавать предпочтение значениям близким к началу диапазона, то есть минимальным значениям.

Предложенная таблица – это всего лишь рекомендации и не догма! Например, если вы назначите цепной передаче  U=1,5, то это не будет ошибкой! Конечно, всему должно быть обоснование. И, возможно, для удешевления всего привода лучше это U=1,5 «спрятать» внутри передаточных чисел других передач, увеличив их соответственно.

Далее остановимся несколько подробнее на разбивке передаточного числа двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора по ступеням.

Вопросам оптимизации при проектировании зубчатых редукторов уделено очень много внимания различными учеными. Дунаев П.Ф., Снесарев Г.А., Кудрявцев В.Н., Ниберг Н.Я., Ниманн Г., Вольф В. и другие известные авторы пытались добиться одновременно равнопрочности зубчатых колес, компактности редуктора в целом, хороших условий смазки, уменьшения потерь на разбрызгивание масла, одинаковой и высокой долговечности всех подшипников, хорошей жесткости валов. Каждый из авторов, предложив свой алгоритм разбивки передаточного числа по ступеням редуктора, так и не решил  полностью и однозначно эту противоречивую проблему.0,5

В заключение осмелюсь порекомендовать: не проектируйте одноступенчатый зубчатый цилиндрический редуктор с передаточным числом U>6…7, двухступенчатый – с U>35…40, трехступенчатый – с U>140…150.

На этом краткий экскурс в темы  «Как оптимально «разбить» передаточное число привода по ступеням?» и «Как выбрать передаточное число передачи?» завершен.

Уважаемые читатели, подписывайтесь на получение анонсов статей моего блога. Окно с кнопкой — вверху страницы. Не понравится – всегда можно отказаться от подписки.

Жду ваших комментариев!

Ссылка на скачивание файла: peredatochnoye-chislo  (xls 32,5KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО — это… Что такое ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО?

ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО
ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО — отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни в зубчатой передаче, числа зубьев колеса к числу заходов червяка в червячной передаче, числа зубьев большой звездочки к числу зубьев малой в цепной передаче; диаметра большого шкива или катка к диаметру меньшего в ременной или фрикционной передаче (нерегулируемой). Всегда больше или равно 1.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

  • ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ
  • ПЕРЕДАЧА

Смотреть что такое «ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО» в других словарях:

  • Передаточное число — ( ) является величиной, обратной передаточному отношению, и рассчитывается как отношение числа зубьев ведомой шестерни ( ) к числу зубьев ведущей шестерни ( ), а также, как отношение длин окружностей в сечении (или радиусов окружностей в сечении) …   Википедия

  • ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО — передаточное отношение отношение числа оборотов ведомого вала к числу оборотов ведущего вала. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • передаточное число — величина, обратная постоянной счетчика, выражающая соотношение между числом оборотов подвижной части и энергией, учитываемой счетчиком: в оборотах на киловатт час [об/(кВт•ч)] для счетчиков активной энергии; в оборотах на киловар час… …   Справочник технического переводчика

  • передаточное число — отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни в зубчатой передаче, числа зубьев колеса к числу заходов червяка в червячной передаче, числа зубьев большой звёздочки к числу зубьев малой в цепной передаче; отношение диаметра большого шкива… …   Энциклопедический словарь

  • передаточное число — pavaros skaičius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. gear ratio; transmission ratio vok. Übersetzungsverhältnis, n; Übersetzungszahl, f rus. передаточное отношение, n; передаточное число, n pranc. rapport de transmission, m; rapport… …   Fizikos terminų žodynas

  • Передаточное число —         отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни Зубчатая передача), числа зубьев колеса к числу заходов червяка в червячной передаче (См. Червячная передача), числа зубьев большой звёздочки к числу зубьев малой в цепной передаче (См …   Большая советская энциклопедия

  • ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО — отношение числа зубьев большего колеса к числу зубьев меньшего в зубчатой передаче, числа зубьев колеса к числу заходов червяка в червячной передаче, числа зубьев большой звёздочки к числу зубьев малой в цепной передаче, а также диаметра большого …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Передаточное число — English: Transfer number Величина, обратная постоянной счетчика, выражающая соотношение между числом оборотов подвижной части и энергией, учитываемой счетчиком: в оборотах на киловатт час об/[(кВт×ч)] для счетчиков активной энергии; в… …   Строительный словарь

  • передаточное число зубчатой передачи — (u) передаточное число Отношение числа зубьев колеса к числу зубьев шестерни. [ГОСТ 16530 83] Тематики передачи зубчатые Обобщающие термины параметры зубчатой передачи и характеристики зубчатого зацепленияпонятия, относящиеся к зубчатому… …   Справочник технического переводчика

  • передаточное число редуктора воздушного винта ТВД — передаточное число редуктора винта Механизм для уменьшения частоты вращения воздушного винта по отношению к частоте вращения вала ГТД. [ГОСТ 23851 79] Тематики двигатели летательных аппаратов Синонимы передаточное число редуктора винта EN… …   Справочник технического переводчика

Что значит передаточное число редуктора

Прежде всего, необходимо разобраться, что такое передаточное число редуктора. Рассмотрим на примере червячного одноступенчатого универсального редуктора Ч-100-40. В данном случае цифра 40 обозначает передаточное число (отношение) редуктора. Что это значит: при вращении быстроходного вала (входного) тихоходный вал (выходной) должен сделать один оборот вокруг своей оси за 40 оборотов входного вала.

Далее необходимо понимать различие между двумя понятиями: передаточное число фактическое и передаточное число номинальное. Номинальное передаточное число – это округленное фактическое передаточное число, это необходимо для удобства и стандартизации обозначения. Пример: редуктор Ч-100 может иметь передаточное отношение фактическое 7,75, а номинальное будет равно 8 и так далее: 10=10; 12=12,5; 15,5=16; 20=20; 24=25; 31=31,5; 40=40; 48=50; 64=63; 84=80.

Теперь рассмотрим способы определения передаточного числа редуктора, в случае если не читается бирка и отсутствует, какая либо документация на оборудование.

  1. Первый способ универсален для практически любого типа редуктора или редукторной части оборудования, будь то червячный, цилиндрический, конический, планетарный и так далее редуктор. Для этого необходимо покрутить быстроходный вал и количество его оборотов за один оборот тихоходного вала и будет означать фактическое передаточное число.
  2. Второй способ применяется в случае первого варианта и отсутствием возможности прокрутить и посчитать обороты выходного вала. Здесь существуют различия между методами определения передаточного числа червячного редуктора и, например цилиндрического:

А. Рассмотрим на примере червячного одноступенчатого универсального редуктора 1Ч-160.

Прежде всего, необходимо посчитать количество зубов червячного колеса фото № 1.

У нас получилось 32 зуба.

Затем количество заходов витка на червячном валу фото № 2.

Количество заходов 1.

Теперь 32 делим на 1 получается фактическое передаточное число редуктора 1Ч-160 равное 32.

Теперь рассмотрим способ подсчета передаточного числа червячного редуктора на примере Ч-125.

Считаем количество зубов на червячном колесе фото № 3.

У нас получается 52 зуба.

И считает количество заходов витка на червячном валу фото № 4 и № 5.

У нас получилось число равное 4.

Теперь 52 делим на 4 получается фактическое передаточное число редуктора Ч-125 равное 13.

Редуктор заднего моста понижает крутящий момент двигателя и передает его ведущим колесам.

Движение автомобилю придает силовая установка – двигатель. Энергия, необходимая для движения, отбирается с вращающегося коленчатого вала двигателя, однако передавать энергию эту энергию напрямую на колеса нельзя – они будут крутиться слишком быстро и скорость автомобиля будет такой, что им невозможно будет управлять. Для понижения скорости в заднеприводном или полноприводом автомобиле есть целых два устройства – коробка передач и редуктор заднего моста.

Казалось бы, для понижения скорости вращения вала достаточно одного устройства – коробки передач. В соответствии с этим принципом построена трансмиссия мотоцикла – редуктора у него нет. Однако автомобиль отличается от мотоцикла тем, что у него два ведущих колеса, поэтому и возникает необходимость во втором устройстве, которым и является редуктор заднего моста, раздающий вращение одного входного вала двум выходным валам.

Строго говоря, в корпусе узла, который принято называть редуктором, скрываются два устройства. Второе – дифференциал, он занимается распределением крутящего момента в нужной пропорции. Задача редуктора – снижать скорость вращения выходных валов по отношению к входному. Редуктор, преобразующий высокую угловую скорость входного вала в более низкую, обычно называют демультипликатором.

Передаточное число редуктора заднего моста

Редукторы заднего моста классифицируют по так называемому передаточному числу. Передаточное число — это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомых валов. Иными словами, согласно правилу теории расчета параметров трансмиссии, разница в скорости входного вала и выходных валов может быть рассчитана по специальной формуле. На выходе останется число, которое называют передаточным.

Чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля

На практике важно знать только одно: чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля. Соответственно, чем ниже передаточное число, тем автомобиль будет быстрее. Знать это важно, потому что на одну и ту же модель в разных модификациях нередко ставят редукторы с различным передаточным числом. Например, редуктор ВАЗ-2102 в кузове универсал, предназначенной для перевозки грузов, обладал числом 4,4, а на пассажирскую ВАЗ-2101 ставился редуктор с передаточным числом 4,3. Это значит: за один оборот ведомой шестерни на выходном вале редуктора каждый ее зуб войдет в зацепление с ведущей шестерней и выйдет из него 4 целых 3 десятых раза. Такую же закономерность можно проследить и в конструкции любых заднеприводных автомобилей, например в BMW.

Особенности конструкции редуктора заднего моста

Для передачи крутящего момента с ведущего вала на расположенные под прямым углом к нему ведомые валы применяются шестерни, или иначе зубчатые колеса. Поскольку валы находятся под разными углами, зубья шестерен имеют специфическую форму — такие шестерни называются коническими.

Применение конических шестерен обусловлено не только необходимостью передавать вращение, но и тем, что зубчатые колеса этого типа издают при работе меньше всего шума, а это важно для обеспечения комфорта в небольшом легковом автомобиле.

Чтобы редуктор действительно был механизмом, понижающим скорость вращения, необходимо, чтобы ведущее зубчатое колесо отличалось по размеру от ведомых. Если это правило соблюдено, на один полный оборот входящего вала приходится неполный оборот или несколько оборотов ведомого вала – таким образом скорость вращения редуцируется, то есть снижается. В некоторых автомобилях требуется очень существенное понижение скорости вращения — к примеру, в вездеходах, которые в некоторых ситуациях передвигаются очень медленно, чтобы не застрять.

Особенности эксплуатации редуктора заднего моста

При работе зубья шестерен контактируют друг с другом, то есть входят в зацепление и выходят из него. Как бы хорошо ни были подобраны и отрегулированы шестерни, при работе зубья все равно изнашиваются. Поэтому шестерни делают из высококачественной закаленной стали, а в корпус редуктора заливают жидкое трансмиссионное масло. Масло имеет тенденцию вытекать, и удерживают его в корпусе уплотнения в местах выхода валов. Эти уплотнения называются сальниками и имеют ограниченный срок службы. Когда сальники изнашиваются, на корпусе в месте выхода валов появляются пятна масла. Если вовремя не заменить их, масло вытечет, и его износ многократно ускорится. Кроме того, через изношенные уплотнения внутрь корпуса попадает грязь. Для предотвращения этого корпус редуктора необходимо периодически осматривать из смотровой ямы.

Корпус редуктора заднего моста

Корпус редуктора – деталь, целиком отлитая из металла. Метод отливки хорош тем, что полученная при его помощи деталь обладает высокой прочностью, что необходимо, учитывая тяжелые ус?6?

Было полезно или интересно? — RePost.

Передаточное число редуктора – словосочетание, которое мало кого волнует до определенного момента. Большинство автовладельцев редко интересуются, какие же передаточные числа в их автомобиле и не понимают, что это такое и зачем нужна эта информация. Но нужно понимать, чем лучше автовладелец знает своей автомобиль и правильно им пользуется, тем дольше и стабильнее отслужит железный конь.

Автомобилисты задаются вопросом, как узнать передаточное число редуктора, когда возникают проблемы с ним. Такая информация нужна в нескольких случаях:

  • когда нужно полностью поменять дефектный узел или заменить определенную деталь;
  • при замене узла на модель, отличающуюся от стандартного, что очень важно для понимания того, как поведет себя автомобиль после замены.

Существуют определенные советы, соблюдая которые можно самостоятельно разобраться в работе и строении редуктора и правильно вычислить его параметры.

Общее определение

Редуктор, как конструкционный элемент, применяется в множестве механизмов. Это технический узел, необходимый для коррекции скорости вращения при передаче движения. Изобретение и распространение редукторов произошло во время развития двигателей разного типа. Это объясняется тем, что появилась необходимость превращать высокую оборотную скорость в усилие крутящего момента, или же наоборот. Для различных целей существует множество разновидностей редукторов, выбор которых играет важнейшую роль для нормального функционирования механизмов.

Передаточное число – это основной параметр, который характеризует различные модели редукторов. Оно зависит от типа, параметров и ступеней шестерен.

Передаточное отношение редуктора обозначается мультипликатором, который свидетельствует о типе механизма: понижающий он, или понижающий. Понижающие передаточные редукторы имеют мультипликатор больше 1, редуктор с передаточным числом менее 1 называется повышающим.

В автомобилях редуктора используются для перенаправления силового импульса на колеса с коробки передач, причем всегда скорость вращения снижается. Передаточное число — показатель того, во сколько раз скорость уменьшится. Если передаточное число равняется 4 — это означает, что крутящий момент, передающийся с редуктора на ось, в 4 раза меньше, чем скорость вращения трансмиссии.

Обычно такой механизм устанавливается на ведущую ось, если автомобиль является полноприводным, то устанавливаются два, по одному на каждую ось.

Редуктор не обязательно должен строго соответствовать установленным заводским параметрам, в некоторых случаях при поломке можно заменить на новый узел с меньшим или большим передаточным числом. Как проверить, какой механизм подойдет? Обычно можно делать замену на модели, в которых номинальное передаточное число отличаются не более чем на 0,5 в большую или меньшую сторону. Если взять, к примеру, редукторы автомобилей ВАЗ, есть возможность устанавливать 4 модели. Соответственно скорость работы редуктора уменьшается при увеличении передаточного числа.

Поэтому скорость автомобиля напрямую зависит от скорости работы редуктора, и с помощью замены этого узла можно сделать свой автомобиль более шустрым, например, поставив узел с передаточным числом 20.

Если автомобиль используется для грузовых перевозок, езды по пересеченной местности, рекомендуется устанавливать модель с более низким передаточным числом. Это добавит мощности на ось, несмотря на уменьшение скорости.

При замене узла на модель с большим или меньшим числом, стоит позаботиться о правильной работе спидометра. Так как очень часто он начинает показывать некорректные показатели. Нужно либо заменить тросик, при серьезном сбое, либо просто отрегулировать спидометр.

Что удивительно, при замене редуктора, снять старый и установить новый это самое простое, сложнее всего все правильно отрегулировать и настроить, чтобы общее передаточное число соответствовало необходимым параметрам. Если это не удастся, то даже самый качественный редуктор может быстро выйти из строя.

Способы определения

Существует несколько способов, как определить передаточное число редуктора:

Первый, наиболее простой, способ – теоретический. Обычно, для того, чтобы узнать необходимую информацию, нужно просто заглянуть в инструкцию автомобиля, где указаны подробные таблицы. Большинство авто содержат такую информацию в Vin-номере, где она зашифрована, но ее легко узнать. Автомобили российского производства обычно имеют стандартный набор типовых моделей редукторов. Это значительно облегчает процесс замены.

Другое дела, когда необходимо заменить только отдельную часть узла. Обычно, когда автомобиль сменил нескольких владельцев, неизвестно сколько раз редуктор заменялся и какая модель установлена в данный момент. Сделать это часто достаточно легко, так как необходимую информацию стараются нанести на места, наиболее удобные для просмотра.

Практический способ определения передаточного числа редуктора более сложный и требует прямого вмешательства в механизм автомобиля. Разберем подробную пошаговую инструкцию:

  1. Первое, что нужно сделать, это узнать какая модель установлена на вашем автомобиле. Существует несколько типов, которые отличаются в зависимости от типа передачи зацепления, бывают зубчатые, цепные, винтовые, гипоидные, волновые и фракционные. Передаточное число в любом случае считается как отношение скорости вращения ведомого и ведущего вала. Если вышеуказанные данные известны, придется прибегнуть к разбору узла.
  2. Нужно отсоединить редуктор от корпуса и сопутствующих узлов и открыть крышку, чтобы иметь обзор конструктивных элементов. С помощью таких манипуляций можно точно узнать, от какого элемента редуктора стоит отталкиваться при расчете.
  3. Затем провести расчет передаточного числа исходя из типа узла. Если передача зубчатая, то провести расчет довольно легко, в таком случае расчетный показатель равняется отношению количества зубьев ведомой шестерни к зубьяv ведущей. Нужно просто посчитать указанные параметры.
  4. Если передача ременная, подсчет происходит путем соотношения диаметра ведущего шкива к ведомому, или наоборот. Расчет всегда проводиться от большего числа. При цепной передачи, нужно посчитать количество зубьев ведущей и ведомой звезды, и просчитать соотношение большей к меньшей. При червячной передаче, считается количество заходов на червяке и зубья на червячном колесе, после чего рассчитывается отношение второго полученного числа к первому.

Расчетный способ измерения передаточного числа заднего редуктора заключается в фиксации скорости вращения обоих валов.

Для этого нужно использовать специальный измерительный прибор – тахометр, с помощью которого измеряется скорость вращения приводного вала двигателя и вала, приводящего в движение колеса. Соотношение первого показателя к второму поможет точно определить передаточное число.

Можно делать это проще, посчитав крутящий момент редуктора с помощью вращения колеса. Ведущую ось нужно приподнять на опорах. Фиксируется изначальное положение колеса и ведущего вала, сделать это можно с помощью простых меток. Затем стоит вращать колеса, пока метки не совпадут и подсчитать отдельно количество оборотов вала и колеса. Для этих целей рационально воспользоваться чьей-либо помощью.

После сбора всей необходимой информации нужно поделить число оборотов ведущего вала на количество вращений колеса. Чтобы получить точный результат, нужно внимательно отнестись к каждому этапу процедуры, так как даже малейшая неточность в измерении может критично повлиять на конечный результат.

Типы редукторов

Все виды устроены по схожему принципу, разница заключается только в типе зубчатой передачи. Чаще всего встречаются цилиндрические, конические, глобоидные, комбинированные, червячные и планетарные, но последнее время конструкторы прибегают к комбинированным конструкциям, что позволяет совместить преимущества нескольких типов.

Конструкция разных типов позволяют передавать усилие между узлами, которые располагаются в различных площадях, будут они перпендикулярные (конический редуктор), параллельные (цилиндрический) или пересекающиеся валы (червячные).

Диапазон передаточного числа может разнится от в несколько единиц до нескольких тысяч, что зависит от количества ступеней. Сейчас наиболее распространены механизмы, при изготовлении которых используются нескольких ступеней. Это позволяет комбинировать несколько типов передач и добиться максимально эффективной работы. Рассмотрим основные типы.

Цилиндрический редуктор

Довольно популярные при разработке и производстве машин различного назначения. Эффективно выполняют свои функции при работе с мощными установками, при этом показывают высокий КПД, превышающий 90 %. Чаще всего используется при работе параллельных и сносных валов. Может применяться с различным количеством ступеней, от которых зависит передаточное число, оно может колебаться от 1,5 до 400.

Червячный редуктор

Имеют довольно простую конструкцию, из-за чего обрели широкую популярность. Одним из плюсов также является низкая стоимость в сравнении с аналогами. Количество ступеней обычно ограничивается одной или двумя. При этом диапазон передаточного числа червячного редуктора может находиться в диапазоне от 5 до 10000, которую можно рассчитать по специальной формуле. Недостатком этого типа является низкий КПД и ограниченные мощности силовых установок, с которыми он работает. Состоит из зубчатого колеса и цилиндрического, реже глобоидного, червяка в виде винта.

Планетарный редуктор

Особый тип, который выгодно отличается от аналогов, имея ряд преимуществ. Благодаря чему получил широкое распространение в тяжелом машиностроении. Конструкция этой модели позволяет добиться высокого передаточного числа при работе с мощнейшими силовыми установками. При этом его размеры могут быть значительно меньшими, чем габариты аналогов. Механизм назван планетарным, из-за специфического расположения конструкционных элементов, к которым относятся: сателлиты, водило, солнечная и кольцевая шестерни.

Передача усилия происходит через вал на солнечную шестерню, которая находится в зацепе со всеми сателлитами. В это время кольцевая шестерня находится в статичном положении. Модель отличается высоким КПД, и работой в диапазоне передаточного числа от 6 до 450.

Выбор типа узла всегда основывается на конструкционных требованиях к механизму, при этом выбором модели должен заниматься квалифицированный конструктор. Первое что нужно определить — какой тип передачи нужен, оптимальный размер механизма, рассчитать осевые нагрузи на валах и температурный режим работы.

От количества ступеней выбранного механизма напрямую зависит передаточное отношение. Одноступенчатые применяются для выполнения простых функций, обычно это червячный тип. Сейчас чаще можно встретить комбинированные типы передач, что позволяет значительно расширить функционал узла.

В качестве входных и выходных валов применяются стандартные прямые валы, изготовлены в форме тел вращения. От их качества напрямую зависит качество работы всего механизма, так как на них действуют множество внешних нагрузок различных типов.

Срок эксплуатации редко зависит от типа и производителя. В первую очередь на это влияет качественный подбор модели, монтаж и эксплуатационное обслуживание.

Очень важно своевременно менять сальники и масло. Постоянные профилактические работы обеспечат стабильную работу и обезопасят от внезапных поломок. Для контроля уровня масла имеется специальное смотровое окно, что позволяет вовремя пополнять необходимый объем.

В целом, самостоятельно рассчитать передаточное число, подобрать подходящую модель и провести замену (ремонт) редуктора не составит труда. Главное соблюдать рекомендации специалистов и технические инструкции, указанные производителем.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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 число передаточного числа 40: 1 в очень маленьком корпусе. Вот один пример из дворника.

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. Обычное 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 ( планет ) одновременно. Все три прикреплены к пластине (водило ), и они входят в зацепление с 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 присоединяем выходной вал к водилу планетарной передачи, мы получаем другое передаточное число. В этом случае водило планеты и планеты вращаются вокруг солнечной шестерни, поэтому вместо того, чтобы солнечная шестерня должна вращаться шесть раз, чтобы водило планеты совершило один оборот, она должна вращаться семь раз. Это связано с тем, что водило планетарной передачи обернулось вокруг солнечной шестерни один раз в том же направлении, в котором она вращалась, вычитая один оборот из солнечной шестерни.Таким образом, в этом случае мы получаем сокращение 7: 1.

Вы можете снова переставить все, и на этот раз удерживайте солнечную шестерню неподвижно, снимите выход с водила планетарной передачи и подсоедините вход к коронной шестерне. Это даст вам редуктор 1,17: 1. В автоматической коробке передач используются планетарные передачи для создания различных передаточных чисел, а также используются муфты и тормозные ленты для удержания различных частей редуктора в неподвижном состоянии и изменения входов и выходов.

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 число передаточного числа 40: 1 в очень маленьком корпусе. Вот один пример из дворника.

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.Обычное 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 ( планет ) одновременно. Все три прикреплены к пластине (водило ), и они входят в зацепление с 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 присоединяем выходной вал к водилу планетарной передачи, мы получаем другое передаточное число. В этом случае водило планеты и планеты вращаются вокруг солнечной шестерни, поэтому вместо того, чтобы солнечная шестерня должна вращаться шесть раз, чтобы водило планеты совершило один оборот, она должна вращаться семь раз. Это связано с тем, что водило планетарной передачи обернулось вокруг солнечной шестерни один раз в том же направлении, в котором она вращалась, вычитая один оборот из солнечной шестерни.Таким образом, в этом случае мы получаем сокращение 7: 1.

Вы можете снова переставить все, и на этот раз удерживайте солнечную шестерню неподвижно, снимите выход с водила планетарной передачи и подсоедините вход к коронной шестерне. Это даст вам редуктор 1,17: 1. В автоматической коробке передач используются планетарные передачи для создания различных передаточных чисел, а также используются муфты и тормозные ленты для удержания различных частей редуктора в неподвижном состоянии и изменения входов и выходов.

How Gear Works — Car Craft Magazine

Итак, вы выбросили набор из 4 штук.10 секунд на заднюю ось, потому что вы хотите ехать быстро … но вы действительно знаете, что делаете? Согласно нашему опросу читателей, многие из вас готовы признать, что на самом деле нет.

Вот почему эта история расскажет об основах зубчатой ​​передачи для новичков, а также расскажет о некоторых физических аспектах ее работы, которые вы, хардкорные типы, могли не учитывать. Мы также воспользуемся нашим собственным опытом, чтобы помочь вам решить, как настроить машину для езды по улице или полосе. Может помочь, если вы сначала прочитаете «Gearing Lingo» в правом столбце.

Когда вы слышите, что люди ссылаются на числа вроде 3,08, 3,73 или 4,10, они говорят о соотношении зубчатых колес в задней оси — следовательно, числа более точны 3,08: 1, 3,73: 1 или 4,10: 1. Передаточное отношение — это количество зубьев ведомой шестерни (кольца), деленное на количество зубьев ведущей шестерни (шестерни). Таким образом, если коронная шестерня имеет 37 зубьев, а шестерня — 9 зубцов, соотношение будет 4,11: 1. Это также означает, что за каждый оборот зубчатого венца шестерня поворачивается на 4.11 раз.

Помимо изменения направления потока мощности на 90 градусов (от карданного вала к осям), задние шестерни предназначены для увеличения крутящего момента, передаваемого двигателем и трансмиссией. Механизмы можно рассматривать как сложные рычаги. Другими словами, они обеспечивают механическое преимущество, которое умножает работу — в данном случае крутящий момент — чтобы помочь мощности двигателя перемещать транспортное средство. Более низкие передачи похожи на более длинный рычаг: они обеспечивают большее механическое преимущество. Более высокие передачи похожи на более короткий рычаг: они обеспечивают меньшее механическое преимущество.Это похоже на то, когда вы используете длинную перемычку вместо короткой рукоятки с храповым механизмом для снятия затянутых гаек. Подобно тому, как длинный стержень передает больший крутящий момент на гайку, шестерни нижней оси обеспечивают больший крутящий момент на колесах.

Очень легко рассчитать умножение крутящего момента, обеспечиваемое вашими ведущими шестернями, — просто умножьте его на передаточное число. Например, предположим, что двигатель и трансмиссия передают крутящий момент 100 фунт-фут на ведущую шестерню. Если передаточное число зубчатого колеса равно 4.10: 1, то выходной крутящий момент составляет 410 фунт-фут (100×4,10). Точно так же, если передаточное число составляет 3,08: 1, то выходной крутящий момент будет 308 фунт-фут. Легко видеть, что более низкие передачи 4,10: 1 передают на землю больше мощности, чем более высокие передачи 3,08: 1. Имейте в виду, что мощность двигателя не изменилась, но изменился крутящий момент, доступный для шин.

Осевые шестерни и частота вращения двигателя

Учитывая, что понижающие передачи обеспечивают большее увеличение крутящего момента, может показаться, что они всегда являются лучшим выбором для эксплуатационных характеристик.Однако более низкие передачи требуют большей входной скорости (оборотов двигателя) для обеспечения той же выходной скорости (оборотов шины). Более высокие передачи меньше увеличивают крутящий момент, но они требуют меньшей входной скорости для обеспечения той же выходной скорости; вот почему передаточные числа также определяют крейсерские обороты двигателя.

Опять же, подумайте о длинной перемычке по сравнению с короткой трещоткой. Когда ваша рука находится на дальнем конце отбойного стержня (который является более длинным рычагом, как у нижних передач), работа намного проще, но для того, чтобы повернуть гайку, один полный оборот требует, чтобы ваша рука прошла гораздо большее расстояние, чем это было бы с гаечный ключ меньшего размера (более короткий рычаг, как у высших передач) с меньшим радиусом поворота.Точно так же для передач нижней оси (более длинный рычаг) требуется, чтобы двигатель перемещался на большее расстояние (больше оборотов) за один оборот шины, чем для более высоких передач. Чтобы взглянуть на это с другой стороны, если трансмиссия находится на передаче с передаточным числом 1: 1 (например, четвертая передача на большинстве четырехскоростных), а задняя передача составляет 3,08 секунды, то двигатель должен повернуться 3,08 раза за каждый оборот. шин. Более низкая передача 4,10: 1 заставит двигатель вращаться 4,10 раза за каждый оборот шины, поэтому более низкие передачи вызывают более высокие обороты двигателя при любой скорости движения.

Осевые шестерни и характеристики автомобиля

Если вы продолжите визуализировать пример снятия гаек с проушинами длинным или коротким гаечным ключом, это поможет вам понять, как настроить автомобиль на ускорение на четверть мили. Все, что вы можете сделать, чтобы уменьшить сопротивление повороту гайки, позволит вам использовать гаечный ключ меньшей длины или меньшее усилие; Точно так же, чем легче автомобиль, тем меньше усилий требуется для его перемещения, тем выше скорость, на которой вы можете уйти. Кроме того, ваш мускулистый приятель, вероятно, сможет ослабить гайку с помощью короткого гаечного ключа, тогда как слабому человеку потребуется более длинный гаечный ключ; То же самое и с автомобилем — чем больше входная мощность (крутящий момент двигателя), тем более высокую передачу вы можете использовать.

В реальном мире типичные уличные машины, стремящиеся к хорошим характеристикам драгстрипа, обычно быстрее всего работают с передачами 4,10: 1. Пониженные передачи требуются, если автомобиль очень тяжелый или если двигатель развивает свою мощность на верхнем пределе шкалы оборотов. Иногда используются более высокие передачи, если двигатель развивает крутящий момент на низких оборотах и ​​не любит крутиться на высоких оборотах — 455 Buick, Olds и Pontiacs являются прекрасными примерами автомобилей, которые могут работать быстро с 3,50: 1 или 3,73: 1. шестерни. Кроме того, закись азота позволяет использовать более высокие передачи не только потому, что он резко увеличивает крутящий момент, но и потому, что он вызывает быстрое увеличение оборотов двигателя.Добавьте закись азота, и вы можете обнаружить, что переключитесь раньше, а если вы на высшей передаче на полпути, то двигатель будет кричать на финише. Использование более высоких передач помогает закиси азота лучше работать под нагрузкой, а также помогает двигателю поддерживать диапазон мощности на всем протяжении всей трассы.

Вот причина, по которой низкие передачи могут быть полезны для производительности драгстрипа, о которой вы, вероятно, никогда не задумывались. Предположим, что автомобиль имеет передаточное отношение 1: 1, шины высотой 26 дюймов и шестерни моста 3,08: 1. При разгоне от 50 до 70 миль в час частота вращения двигателя увеличивается примерно на 800 об / мин.Включите передачу 4,10: 1 в той же машине, и частота вращения двигателя увеличится на 1060 об / мин — разница составляет 40 об / мин для 3,08 с по сравнению с 53 об / мин для 4,10 с. Более высокая скорость увеличения оборотов по сравнению со скоростью движения обеспечивает большее ускорение. Поскольку мощность в лошадиных силах увеличивается по мере увеличения оборотов двигателя (до точки, когда кривая крутящего момента падает с большей скоростью, чем увеличение оборотов двигателя), двигатель может легче преодолевать нагрузки на более низких передачах, чем на более высоких передачах. Это помогает не только в ускорении, но и в поддержании скорости движения под нагрузкой, например, при подъеме на крутой склон.

Если вы предпочитаете максимальную скорость характеристикам драгстрипа, то могут потребоваться более высокие передачи оси, например, 2,76: 1 или 3,08: 1. Более высокие передачи уменьшают скорость вращения двигателя в зависимости от скорости движения. Другой способ взглянуть на это состоит в том, что автомобиль будет двигаться быстрее на предельных оборотах двигателя, чем на более низких передачах. Пострадает ускорение на низких скоростях, но это можно исправить с помощью одной из современных ручных пяти- или шестиступенчатых трансмиссий, которые обеспечивают более низкие Первую и Вторую передачи для ускорения, а также имеют повышающую передачу для еще большей максимальной скорости — или снижение оборотов двигателя, в зависимости от от того, как вы на это смотрите.

Почему высота шин влияет на круизные обороты?

Иногда можно услышать, как люди говорят об «эффективном передаточном числе», чтобы объяснить падение крейсерских оборотов после установки более высоких шин или увеличение оборотов на более коротких шинах. Вот их теория: если автомобиль стартует с передачей 3,50: 1 и шинами высотой 26 дюймов, но затем шины меняются на 30-дюймовые, то эффективное передаточное число составляет 3,08: 1. Другими словами, крейсерская скорость вращения с передачами 3,50: 1 и 30-дюймовыми шинами такая же, как если бы 26-дюймовые шины были сохранены и 3.Установлены шестерни 08: 1.

Нам не нравится эта концепция, потому что она сложна и неактуальна. Вы не можете подойти к машине в ночное время круиза и вычислить ее «эффективное передаточное число», если не знаете ее первоначальный размер шин. Многие скажут: «У него передачи 3,73: 1, но они действуют как 3,50, потому что шины выше». Выше чего? Нет стандарта, с которым можно было бы сравнивать. Кроме того, «эффективное передаточное число» означает, что передаточное число было изменено, но размер шины никак не влияет на передаточное число осей.Вот доказательство: если у вас есть передачи 4,10: 1, то карданный вал будет поворачиваться 4,1 раза за каждый оборот шин, независимо от их размера.

Однако изменения диаметра шин действительно влияют на крейсерские обороты автомобиля и, возможно, на его ускорение, потому что вы изменили количество оборотов шины на милю. Например, шина с истинным диаметром 26 дюймов имеет окружность 81,68 дюйма; шина высотой 30 дюймов имеет окружность 94,25 дюйма. Это означает, что каждый раз, когда 30-дюймовая шина совершает один оборот, она перемещает автомобиль примерно на 12-1 / 2 дюйма дальше, чем один оборот 26-дюймовых шин.Следовательно, более высокая шина требует меньших входных оборотов (оборотов двигателя) для прохождения того же расстояния. И наоборот, более короткие шины требуют большей скорости двигателя на милю в час. Вот почему более короткие шины, кажется, действуют как шестерни нижней оси, а более высокие — как высшие передачи.

Есть две другие причины, по которым более высокие шины могут снижать ускорение. Во-первых, выше обычно означает больше, а значит, тяжелее. Во-вторых, более высокие шины имеют больший радиус статической нагрузки или расстояние от центра полуоси до земли, когда шина установлена ​​с рабочим давлением и нагружена весом транспортного средства.Чем больше радиус статической нагрузки, чем больше длина рычага между осью и землей, тем выше способность шины сопротивляться ускорению автомобиля. Однако более высокие шины также имеют большее пятно контакта, чем более короткие шины, поэтому преимущества тягового усилия на драгстрипе обычно перевешивают любые недостатки более высоких шин, особенно когда выбираются правильные ведущие шестерни, чтобы компенсировать размер шины.

Калькулятор передаточного числа

Этот калькулятор передаточного числа определяет механическое преимущество, которое двухступенчатая установка дает в машине.Передаточное число дает нам представление о том, насколько выходная шестерня ускоряется или замедляется, или сколько крутящего момента теряется или увеличивается в системе. Мы снабдили этот калькулятор уравнением передаточного числа и уравнением редуктора, чтобы вы могли быстро определить передаточное число ваших шестерен. Чтобы узнать больше о расчете передаточного числа и о том, как это важно при создании простых (и даже сложных) машин, продолжайте читать.

Но сначала: что такое шестерня?

Шестерня представляет собой зубчатое колесо, которое может изменять направление, крутящий момент и скорость вращательного движения, приложенного к нему.Шестерни бывают разных форм и размеров, и эти различия описывают поступление или передачу вращательного движения. Передача движения происходит, когда две или более шестерен в системе сцепляются вместе во время движения. Мы называем эту систему зубчатых колес зубчатая передача .

В зубчатой ​​передаче поворот одной шестерни также приводит к вращению других шестерен. Шестерня, которая изначально получает крутящее усилие либо от мотора с приводом, либо вручную (или ногой в случае велосипеда), называется входной шестерней .Мы также можем назвать это ведущей шестерней, поскольку она инициирует движение всех других шестерен в зубчатой ​​передаче. Последняя передача, на которую влияет входная шестерня, известна как выходная шестерня . В двухступенчатой ​​системе мы можем назвать эти шестерни ведущей шестерней и ведомой шестерней соответственно.

Результирующее движение выходной шестерни может происходить в том же направлении, что и входная шестерня, но это может быть другое направление или оси вращения в зависимости от типа шестерен в зубчатой ​​передаче.Чтобы помочь вам это наглядно представить, вот иллюстрация различных типов шестерен и их взаимосвязей между входными и выходными шестернями:

Что такое передаточное число и как его рассчитать

Передаточное число — это отношение длины окружности входной шестерни к окружности выходной шестерни в зубчатой ​​передаче. Передаточное число помогает нам определить количество зубьев, необходимое каждой шестерне для достижения желаемой выходной скорости / угловой скорости или крутящего момента.

Мы вычисляем передаточное число между двумя шестернями, разделив длину окружности входной шестерни на окружность выходной шестерни.Мы можем определить окружность конкретной шестерни точно так же, как вычисляем длину окружности. В форме уравнения это выглядит так:

передаточное число = (π * диаметр входной шестерни) / (π * диаметр выходной шестерни)

Упрощая это уравнение, мы также можем получить передаточное число, когда учитываются только диаметр или радиус шестерен:

  • передаточное число = (π * диаметр входной шестерни) / (π * выходная шестерня)
  • передаточное число = (диаметр входной шестерни) / (диаметр выходной шестерни)
  • передаточное число = (радиус входной шестерни) / (радиус выходной шестерни)

Аналогичным образом мы можем рассчитать передаточное число, учитывая количество зубьев на входной и выходной шестернях.Это аналогично рассмотрению окружностей шестерен. Мы можем выразить окружность шестерни, умножив сумму толщины зуба и расстояния между зубьями на количество зубьев шестерни:

передаточное число = (количество зубьев ведущей шестерни * (толщина шестерни + расстояние между зубьями)) / (количество зубьев ведомой шестерни * (толщина шестерни + расстояние между зубьями))

Но, поскольку толщина и расстояние между зубьями зубчатой ​​передачи должны быть одинаковыми для того, чтобы зубчатые колеса зацеплялись плавно, мы можем исключить множитель толщины зубчатой ​​передачи и шага зубьев в приведенном выше уравнении, оставив нам следующее уравнение:

передаточное число = количество зубьев входной шестерни / количество зубьев выходной шестерни

Передаточное число, как и любые другие передаточные числа, может быть выражено как:

  • дробь или частное — где, если возможно, мы упрощаем дробь, разделив числитель и знаменатель на их наибольший общий множитель.
  • десятичное число — выражение передаточного числа в виде десятичного числа дает нам быстрое представление о том, насколько необходимо повернуть входную шестерню, чтобы выходная шестерня совершила один полный оборот.
  • упорядоченная пара чисел , разделенных двоеточием, например 2: 5 или 1:14 . Благодаря этому мы можем увидеть наименьшее количество оборотов, необходимое для одновременного возврата как входной, так и выходной шестерен в исходное положение.

С другой стороны, если мы возьмем обратную величину передаточного числа в ее дробной форме и упростим ее до десятичного числа, мы получим значение механического преимущества (или недостатка) нашей зубчатой ​​передачи или зубчатой ​​системы.

Понимание передаточного числа и значений механического преимущества

Передаточные числа довольно легко понять, и теперь, когда мы знаем, как рассчитать передаточное число, не лучше ли узнать, как оно влияет на сами шестерни? Чтобы лучше объяснить передаточные числа, давайте рассмотрим систему с двумя шестернями, в которой входная и выходная шестерни имеют десять и сорок зубьев соответственно:

Следуя нашему уравнению передаточного числа, мы можем сказать, что эта зубчатая передача имеет передаточное число 10:40, 10/40 или просто 1/4 (или 0.25). Это передаточное число означает, что выходная шестерня будет вращаться только на 1/4 полного оборота после того, как входная шестерня совершит полный оборот. Продолжая в том же духе и сохраняя постоянную входную скорость, мы видим, что скорость выходной шестерни также составляет 1/4 скорости входной скорости. Другими словами, скорость входной шестерни в четыре раза превышает скорость выходной шестерни, как показано на анимированном изображении ниже:

В то время как эта установка демонстрирует редуктор с точки зрения скорости, в свою очередь, он дает нам выход, который имеет на крутящий момент больше по сравнению с входом.Обратное передаточное число составляет 4/1, поэтому мы можем сказать, что мы получаем в четыре раза больше механического преимущества, когда дело касается крутящего момента.

Важное примечание о промежуточных шестернях

Прямозубая цилиндрическая шестерня с любым числом зубцов между входной и выходной шестернями не изменяет общее передаточное число зубчатой ​​передачи. Однако эта шестерня (или шестерни) может изменять направление выходной шестерни. Мы называем эту промежуточную шестерню промежуточной шестерней. В качестве примера приведем редукторную систему 1: 2,5 с дополнительной промежуточной шестерней:

Без промежуточной шестерни — та же зубчатая передача.Обратите внимание, что направление выходной шестерни обратное:

Реальные простые машины с шестернями

Мы видим шестерни в повседневной жизни, и, чтобы лучше понять передаточные числа, вот несколько реальных примеров простых машин с шестернями в них:

Механическое преимущество по скорости

Ручные дрели, хотя они кажутся менее популярными в настоящее время, являются отличным примером простой машины, которая демонстрирует механическое преимущество с точки зрения скорости.Если повернуть ручку, сверло будет вращаться с высокой скоростью.

Механическое преимущество по крутящему моменту

Поднимаясь в гору, ехать на велосипеде легче, если вы используете низкоскоростную передачу. Это приводит к лучшему крутящему моменту и большей мощности при движении в гору. Это может означать, что нам придется больше крутить педали, но подъем будет намного легче. Велосипедный цепной механизм очень похож на зубчатую рейку. Цепь действует как реечная передача, напрямую передавая движение на заднюю звездочку велосипеда.

FAQ

Что такое шестерня?

Зубчатая передача — это круглая деталь машины, которая при зацеплении со своим аналогом может передавать крутящий момент. Обычно это важная часть любой машины с движущимися частями! От наручных часов до автомобиля.

Какие бывают типы шестерен?

Существуют разные типы в зависимости от угла передачи энергии. Например, для параллельной передачи — прямозубые, косозубые, елочные, планетарные передачи. Конические и спирально-конические шестерни для перпендикулярной передачи.

Какое передаточное число?

Передаточное число определяется как отношение длины окружности двух шестерен, которые должны сцепляться вместе для передачи мощности. Этот параметр определяет величину передаваемой мощности, увеличивается она или уменьшается.

Как рассчитать передаточное число?

Для расчета передаточного числа:

  1. Умножьте диаметр 1-й передачи (ведущей) на число «пи».
  2. Умножьте диаметр второй шестерни (ведомой) на число «пи».
  3. Разделите оба результата, чтобы найти передаточное число.

Вы также можете узнать передаточное число, разделив скорость 1-й передачи на 2-ю.

Как работают передаточные числа?

Передаточное число — это фундаментальная наука, лежащая в основе почти каждой машины в современную эпоху. Они могут максимизировать мощность и эффективность и основаны на простой математике. Итак, как они работают?

Если вы работаете с передаточными числами каждый день, этот пост, вероятно, не для вас. Но если вы хотите улучшить свое понимание этого важного элемента конструкции машины, продолжайте читать.

Передаточные числа просты, если вы разбираетесь в математике, стоящей за кругами. Я избавлю вас от математики в начальной школе, но важно знать, что длина окружности связана с диаметром круга. Эта математика важна при расчете передаточного числа.

Основы расчета передаточных чисел и передаточных чисел

Чтобы начать понимать передаточные числа, проще всего начать с удаления зубьев с шестерен. Представьте себе два круга, катящихся друг против друга, и при условии отсутствия проскальзывания, как в колледже Физики 1.Дайте одному кругу диаметр 2,54 дюйма . Умножение этого числа на пи дает нам окружность 8 дюймов или, другими словами, один полный оборот окружности приведет к смещению 8 дюймов .

Обозначьте круг два диаметром ,3175 дюйма , что даст нам окружность 1 дюйм . Если эти два круга катятся вместе, они будут иметь передаточное число 8: 1, поскольку первый круг имеет окружность в в 8 раз больше , чем второй круг.Передаточное число 8: 1 означает , что круг два вращается 8 раз по за каждый раз, когда первый круг вращается один раз. Не засыпай меня еще; мы будем становиться все более и более сложными.

Шестерни — это не круги, потому что, как вы знаете, у них есть зубцы. Шестерни должны иметь зубья, потому что в реальном мире нет бесконечного трения между двумя вращающимися кругами. Зубья также позволяют легко достичь точного передаточного числа.

Вместо того, чтобы иметь дело с диаметром шестерен, вы можете использовать количество зубьев шестерни для достижения высокоточных передаточных чисел.Передаточные числа никогда не бывают произвольными, они сильно зависят от необходимого крутящего момента и выходной мощности, а также от зубчатой ​​передачи и прочности материала. Например, если вам нужно передаточное число 3,57: 1 , можно спроектировать две совместимые шестерни , одну с 75 зубьями и другую с 21 .

СВЯЗАННЫЙ: ДАННЫЙ ТУРБОФАН С ПЕРЕДАЧЕЙ НА 15 ПРОЦЕНТОВ ЭФФЕКТИВнее ДРУГИХ ДВИГАТЕЛЕЙ САМОЛЕТОВ

Еще одним важным аспектом, влияющим на использование зубьев в шестернях, являются производственные допуски. Большинство шестерен могут быть изготовлены с довольно широкими допусками, и мы знаем, что чем жестче допуски, тем дороже их производство. Зубья позволяют производить шестерни заданного диаметра в некоторой степени вариативно, а это означает, что изготовление становится дешевле. По сути, зубья становятся буфером, который допускает дефекты в производстве зубчатых колес.

Расчет передаточных чисел при проектировании машин

Хотя базовое передаточное число довольно просто понять, оно также может быть намного сложнее.При проектировании машин часто требуются зубчатые передачи большого размера, называемые зубчатыми передачами. Они состоят из множества шестерен, которые часто ставятся друг на друга или кладутся последовательно. Зубчатые передачи необходимы для достижения более надежных передаточных чисел, а также для влияния на направление вращения. Поскольку две соединенные шестерни будут вращаться в противоположных направлениях, зубчатые передачи часто необходимы для передачи мощности через определенные передаточные числа без влияния на вращение.

Например, при использовании трехступенчатой ​​зубчатой ​​передачи , с передаточным числом 1: 5, приведет к увеличению скорости вращения на 2500% , сохраняя при этом выход в том же направлении, что и вход.Чтобы дать более конкретный пример, двигатель, который прикладывал 100 об / мин к начальному концу этой зубчатой ​​передачи, будет выдавать 2500 об / мин на другом конце в том же направлении. Вы также можете изменить направление подачи питания и понизить двигатель 2500 об / мин до выходной мощности 100 об / мин . Эти изменения позволяют регулировать как крутящий момент, так и скорость.

СВЯЗАННЫЕ С: ФУТУРИСТИЧЕСКОЕ РОССИЙСКОЕ ПЕХОТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПОЛУЧАЕТ ЯДЕРНОСТОЙКОЕ ОБНОВЛЕНИЕ

Более сложные комбинации шестерен и передаточных чисел позволяют получить некоторые интересные конструкции машин.Теоретически передаточные числа просты, но, как инженер, вы можете оказаться вовлеченным в сложные конструкции зубчатых передач, которые кажутся немного подавляющими. Как и в случае с другими инженерными навыками, для полного развития навыков проектирования передаточных чисел требуется время.

Коробки передач — практическое применение передаточных чисел

Коробки передач — одни из лучших примеров практического применения передаточных чисел. Любой, кто ездил на машине или другом моторизованном транспортном средстве, получил пользу от трансмиссии в той или иной форме.И каждая трансмиссия — это, по сути, просто набор тесно связанных шестерен и передаточных чисел. Посмотрите невероятно полезное видео из Learn Engineering ниже, чтобы узнать больше о том, как работают механические коробки передач.

Важно отметить, что, хотя механические трансмиссии не пользуются популярностью у автопроизводителей, поскольку их нелегко установить в гибридные или электромобили, они работают почти так же, как автоматические трансмиссии, в том, что касается передачи. .Основное отличие заключается в том, как переключаются передачи.

СВЯЗАННЫЙ: ПЯТЬ ТЕНДЕНЦИЙ, ФОРМИРУЮЩИХ АВТОМОБИЛЬНУЮ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В 2020 ГОДУ

Механические трансмиссии будут включать в себя действия пользователя (перемещение переключателя передач и сцепления) для переключения, тогда как автоматические трансмиссии будут использовать ввод от бортового компьютера автомобиля или, в очень редких случаях. ранние модели, механическое воздействие либо от скорости автомобиля, либо от двигателя автомобиля.

Определение передаточного числа

Что такое передаточное число?

Коэффициенты заемных средств — это финансовые коэффициенты, которые сравнивают некоторую форму собственного капитала (или капитала) владельца с заемными средствами или заемными средствами компании.Заработок — это измерение финансового рычага предприятия, которое демонстрирует степень, в которой деятельность фирмы финансируется за счет средств акционеров по сравнению с средствами кредиторов.

Коэффициент заемного капитала — это показатель финансового рычага, который демонстрирует степень, в которой деятельность фирмы финансируется за счет собственного капитала по сравнению с заемным финансированием.

Ключевые выводы:

  • Коэффициенты заемного капитала — это группа финансовых показателей, которые сравнивают собственный капитал с долгом компании различными способами для оценки размера левериджа и финансовой устойчивости компании.
  • Заработок — это показатель того, какая часть операций компании финансируется за счет заемных средств по сравнению с финансированием, полученным от акционеров в качестве капитала.
  • Передаточные числа имеют большее значение при сравнении с передаточными числами других компаний в той же отрасли.

Общие сведения о передаточных числах

Наиболее известные примеры передаточных чисел включают:

Отношение заемного капитала к собственному знак равно Общая задолженность Общий капитал \ begin {выравнивается} & \ text {Отношение долга к собственному капиталу} = \ frac {\ text {Общий долг}} {\ text {Общий капитал}} \\ \ end {выравнивается} Отношение долга к собственному капиталу = Общий капитал

Количество начисленных процентов * знак равно EBIT Итого проценты \ begin {выровненный} & \ text {раз заработанный процент *} = \ frac {\ text {EBIT}} {\ text {общий процент}} \\ \ end {выровнен} Количество заработанных процентов * = Общий процент EBIT

Коэффициент собственного капитала знак равно Капитал Ресурсы \ begin {align} & \ text {Equity Ratio} = \ frac {\ text {Equity}} {\ text {Assets}} \\ \ end {align} Коэффициент капитала = Активы

Коэффициент задолженности знак равно Общая задолженность Итого Активы \ begin {align} & \ text {Debt Ratio} = \ frac {\ text {Total Debt}} {\ text {Total Assets}} \\ \ end {align} Коэффициент долга = Общая сумма активов

* раз заработанные проценты

Более высокий коэффициент заемных средств указывает на то, что компания имеет более высокий уровень финансового рычага и более восприимчива к спадам в экономике и экономическому циклу.Это связано с тем, что компании с более высоким уровнем левериджа имеют более высокие суммы долга по сравнению с собственным капиталом. У компаний с высоким коэффициентом заемных средств выше сумма долга к обслуживанию, в то время как компании с более низким расчетным коэффициентом заемных средств имеют больший капитал, на который можно полагаться при финансировании.

Передаточные числа полезны как для внутренних, так и для внешних сторон. При принятии решения о выдаче ссуды финансовые учреждения используют расчет коэффициента заемного капитала. Кроме того, кредитные соглашения могут требовать, чтобы компании действовали в соответствии с указанными руководящими принципами в отношении расчетов приемлемого коэффициента заемного капитала.В качестве альтернативы внутреннее руководство использует коэффициенты заемного капитала для анализа будущих денежных потоков и кредитного плеча.

Интерпретация передаточных чисел

Высокий коэффициент заемного капитала обычно указывает на высокую степень левериджа, хотя это не всегда означает, что компания находится в плохом финансовом состоянии. Вместо этого компания с высоким передаточным числом имеет более рискованную структуру финансирования, чем компания с более низким передаточным числом.

Регулируемые организации обычно имеют более высокие коэффициенты заемного капитала, поскольку они могут работать с более высокими уровнями долга.Кроме того, компании, находящиеся в монополистической ситуации, часто работают с более высокими коэффициентами заемных средств, поскольку их стратегическая маркетинговая позиция снижает риск дефолта. Наконец, отрасли, в которых используются дорогие основные фонды, обычно имеют более высокий коэффициент заемных средств, поскольку эти основные фонды часто финансируются за счет заемных средств.

Передаточное отношение одной фирмы следует сравнивать с пайками других компаний той же отрасли.

Пример использования передаточных чисел

Предположим, что коэффициент долга компании равен 0.6. Хотя эта цифра сама по себе дает некоторую информацию о финансовой структуре компании, более целесообразно сопоставить эту цифру с другой компанией в той же отрасли.

Например, предположим, что коэффициент долга компании в прошлом году составлял 0,3, среднее значение по отрасли — 0,8, а коэффициент долга основного конкурента компании составляет 0,9. Больше информации можно получить из сравнения передаточных чисел друг с другом. Когда результат среднего отраслевого отношения равен 0,8, а результат передаточного отношения конкурента равен 0.9, компания с коэффициентом 0,3 относительно хорошо работает в своей отрасли.

Передаточное число — Энциклопедия Нового Света

Передаточное число на сельскохозяйственном оборудовании, передаточное число 1: 1,62

Передаточное число — это соотношение между количеством зубьев на двух шестернях, находящихся в зацеплении, или двух звездочек, соединенных общей роликовой цепью, или окружностями двух шкивов, соединенных приводным ремнем.

Звездочка и роликовая цепь.

Общее описание

На рисунке справа меньшая шестерня (известная как ведущая шестерня) имеет 13 зубцов, а вторая, более крупная шестерня (известная как промежуточная шестерня) имеет 21 зуб.Таким образом, передаточное число составляет 13/21 или 1 / 1,62 (также записывается как 1: 1,62).

Это означает, что за каждый оборот шестерни шестерня совершает 1 / 1,62 или 0,62 оборота. На практике передача крутится медленнее.

Предположим, что самая большая шестерня на картинке имеет 42 зубца, таким образом, передаточное число между второй и третьей шестернями составляет 21/42 = 1/2, и за каждый оборот самой маленькой шестерни самая большая шестерня поворачивается только на 0,62 / 2 = 0,31 оборота, общее уменьшение примерно 1: 3.23.

Поскольку промежуточная (промежуточная) шестерня контактирует напрямую как с меньшей, так и с большой шестерней, ее можно исключить из расчета, что также дает соотношение 42/13 = 3,23.

Поскольку количество зубьев также пропорционально окружности зубчатого колеса (чем больше колесо, тем больше у него зубьев), передаточное число также может быть выражено как отношение между окружностями обоих колес (где d — диаметр меньшего колеса, а D — диаметр большего колеса):

gr = πdπD = dD {\ displaystyle gr = {\ frac {\ pi d} {\ pi D}} = {\ frac {d} {D}}}

Поскольку диаметр равен удвоенному радиусу ;

gr = dD = 2r2R = rR {\ displaystyle gr = {\ frac {d} {D}} = {\ frac {2r} {2R}} = {\ frac {r} {R}}}

также.

vd = vD → ωdr = ωDR → rR = ωDωd {\ displaystyle v_ {d} = v_ {D} \ rightarrow \ omega _ {d} r = \ omega _ {D} R \ rightarrow {\ frac {r} {R}} = {\ frac {\ omega _ {D}} {\ omega _ {d}}}}

и т. Д.

gr = ωDωd {\ displaystyle gr = {\ frac {\ omega _ {D}} {\ omega _ {d}}}}

Другими словами, передаточное число пропорционально отношению диаметров шестерен и обратно пропорционально соотношению скоростей передачи.

Ремни также могут иметь зубья и соединяться с зубчатыми шкивами.Специальные шестерни, называемые звездочками, могут соединяться с цепями, как на велосипедах и некоторых мотоциклах. Опять же, с этими машинами можно вести точный учет зубьев и оборотов.

Шестерни газораспределения на двигателе Ford Taunus V4 — малая шестерня находится на коленчатом валу, большая шестерня — на распредвале. Шестерня коленчатого вала имеет 34 зуба, шестерня распределительного вала — 68 зубцов и работает на половине частоты вращения коленчатого вала.
(Маленькая шестерня в левом нижнем углу находится на балансирном валу.)

Ремень с зубьями, называемый зубчатым ремнем, используется в некоторых двигателях внутреннего сгорания для точной синхронизации движения распределительного вала с движением коленчатого вала, так что клапаны открываются и закрываются в верхней части каждого цилиндра точно в нужное время. относительно движения каждого цилиндра.С момента съезда автомобиля со стоянки до момента, когда потребуется замена ремня через тысячи километров, он точно синхронизирует два вала. На некоторых автомобилях для этой цели используется цепь, называемая цепью привода ГРМ, в то время как в других распределительный вал и коленчатый вал соединяются напрямую через зацепленные шестерни. Но какая бы форма привода ни использовалась, на четырехтактных двигателях передаточное отношение коленчатого вала к распределительному валу всегда составляет 2: 1, что означает, что за каждые два оборота коленчатого вала распределительный вал будет вращаться на один оборот.

Автомобильные трансмиссии обычно имеют две или более областей, в которых используется передача: одна в трансмиссии, которая содержит ряд различных наборов передач, которые могут быть изменены для обеспечения широкого диапазона скоростей транспортного средства, а другая — в дифференциале, который содержит один дополнительный набор зубчатых колес, который обеспечивает дополнительное механическое преимущество на колесах. Эти компоненты могут быть отдельными и соединены карданным валом, или они могут быть объединены в один блок, называемый трансмиссией.

Шевроле Корвет C5 Z06 2004 года выпуска с шестиступенчатой ​​механической коробкой передач имеет следующие передаточные числа в трансмиссии:

Шестерня Соотношение
1-я передача 2.97: 1
2-я передача 2,07: 1
3-я передача 1,43: 1
4-я передача 1,00: 1
5-я передача 0,84: 1
6-я передача 0,56: 1
обратный 3,28: 1

На 1-й передаче двигатель делает 2,97 оборота на каждый оборот выходной мощности трансмиссии. На 4-й передаче передаточное число 1: 1 означает, что двигатель и трансмиссия движутся с одинаковой скоростью.5-я и 6-я передачи известны как повышающие передачи, в которых выходной сигнал трансмиссии вращается быстрее, чем двигатель.

У указанного выше Corvette передаточное число дифференциала составляет 3,42: 1. Это означает, что на каждые 3,42 оборота выхода трансмиссии колеса совершают один оборот. Передаточное число дифференциала умножается на передаточное число, поэтому на 1-й передаче двигатель делает 10,16 оборотов за каждый оборот колес.

Шины автомобиля можно рассматривать как третий тип зубчатой ​​передачи.Примерный Corvette Z06 оснащен шинами 233 / 45-14, которые имеют окружность 82,1 дюйма. Это означает, что за каждый полный оборот колеса автомобиль проходит 82,1 дюйма. Если бы у Corvette были шины большего размера, он бы путешествовал дальше с каждым оборотом колеса, что было бы похоже на более высокую передачу. Если бы у автомобиля были шины меньшего размера, это было бы похоже на более низкую передачу.

Используя передаточные числа трансмиссии и дифференциала, а также размер шин, становится возможным вычислить скорость автомобиля для конкретной передачи при определенных оборотах двигателя.

Например, можно определить расстояние, которое автомобиль пройдет за один оборот двигателя, разделив длину окружности шины на комбинированное передаточное число трансмиссии и дифференциала.

d = ctgrt × grd {\ displaystyle d = {\ frac {c_ {t}} {gr_ {t} \ times gr_ {d}}}}

Можно определить скорость автомобиля по частоте вращения двигателя, умножив длину окружности шины на частоту вращения двигателя и разделив на комбинированное передаточное число.

vc = ct × vegrt × grd {\ displaystyle v_ {c} = {\ frac {c_ {t} \ times v_ {e}} {gr_ {t} \ times gr_ {d}}}}

Шестерня дюймов на оборот двигателя Скорость на 1000 об / мин
1-я передача 8.1 дюйм 7,7 миль / ч
2-я передача 11,6 дюймов 11,0 миль / ч
3-я передача 16,8 дюймов 15,9 миль / ч
4-я передача 24,0 дюйма 22,7 миль / ч
5-я передача 28,6 дюймов 27,1 миль / ч
6-я передача 42,9 дюймов 40,6 миль / ч

Широкое соотношение сторон vs.КПП

Коробка передач с близким передаточным числом — это коробка передач, в которой имеется относительно небольшая разница между передаточными числами шестерен. Например, трансмиссия с передаточным отношением вала двигателя к ведущему валу 4: 1 на первой передаче и 2: 1 на второй передаче будет считаться трансмиссией с широким передаточным числом по сравнению с другой трансмиссией с передаточным отношением 4: 1 на первой передаче и 3: 1 в секунду. Это потому, что для первой передачи с широким передаточным числом = 4/1 = 4, второй передачи = 2/1 = 2, поэтому передаточное число трансмиссии = 4/2 = 2 (или 200 процентов).Для первой передачи с близким передаточным числом = 4/1 = 4, второй передачи = 3/1 = 3, поэтому передаточное число трансмиссии = 4/3 = 1,33 (или 133 процента), поскольку 133 процента меньше 200 процентов, трансмиссия с 133-процентным передаточным отношением между передачами считается близким передаточным числом. Однако не все трансмиссии начинаются с одинаковым передаточным числом на 1-й передаче или заканчиваются одинаковым передаточным числом на 5-й передаче, что затрудняет сравнение широкой и закрытой трансмиссий.

Коробки передач с близким передаточным числом обычно предлагаются в спортивных автомобилях, в которых двигатель настроен на максимальную мощность в узком диапазоне рабочих скоростей, и можно ожидать, что водителю понравится частое переключение передач, чтобы двигатель оставался в своем диапазоне мощности.

Холостые шестерни

Обратите внимание, что в последовательности сцепленных вместе шестерен передаточное число зависит только от количества зубьев на первой и последней шестернях. Промежуточные шестерни, независимо от их размера, не изменяют общее передаточное число цепи. Но, конечно, добавление каждой промежуточной шестерни меняет направление вращения последней шестерни.

Промежуточная шестерня, которая не приводит в движение вал для выполнения какой-либо работы, называется промежуточной шестерней и . Иногда для изменения направления используется одиночная промежуточная шестерня, и в этом случае она может упоминаться как обратная промежуточная шестерня .Например, обычная автомобильная механическая трансмиссия включает передачу заднего хода посредством вставки промежуточного колеса заднего хода между двумя передачами.

Холостые шестерни могут также передавать вращение между удаленными валами в ситуациях, когда было бы непрактично просто увеличивать удаленные шестерни, чтобы свести их вместе. Шестерни большего размера не только занимают больше места, но и масса и инерция вращения (момент инерции) шестерни квадратичны по длине радиуса. Разумеется, вместо промежуточных шестерен можно использовать зубчатый ремень или цепь для передачи крутящего момента на расстояние.

См. Также

Список литературы

  • Букингем, Эрл. 1988. Аналитическая механика зубчатых колес. Springfield, VT: Buckingham Associates. ISBN 0486657124.
  • Даути, Вентон Леви и Алекс Валланс. 1964. Конструирование деталей машин, 4-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0070176353.
  • Дадли, Дарл В. 1994. Справочник по практическому проектированию шестерен. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 1566762189.
  • Хортон, Холбрук и Эрл Бэкингем.1999. Manual of Gear Design Vol. 1-3 Нью-Йорк: Industrial Press. ISBN 0831131160.
  • Джонс, Франклин. 1961. Gear Design Simplified, 3-е изд. Нью-Йорк: Промышленная пресса. ISBN 0831111593.
  • Энциклопедия науки и техники Макгроу-Хилла. 2002. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0079136656.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 24 мая 2017 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, , так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *