В машиностроении передаточное число - это прямое измерение скорости вращения двух или более шестерен, участвующих в соревновании. Как правило, при работе с двумя передачами, если ведущая шестерня (шестерня, которая получает вращающее усилие непосредственно от двигателя, двигателя и т. Д.) Больше, чем ведомая шестерня, ведомая шестерня будет вращаться быстрее, и наоборот. Мы можем записать эту основную концепцию в формулу Передаточное отношение = T2 / T1, T1 - количество зубьев первой шестерни, а T2 - количество зубьев второй шестерни.
Шаг
Метод 1 из 2: Расчет передаточного числа в зубчатой цепи
Две шестерни
Шаг 1. Начните с двухступенчатой передачи
Чтобы определить передаточное число, у вас должны быть заблокированы как минимум две передачи. Эти две взаимосвязанные шестерни называются «зубчатыми передачами». Обычно первая шестерня представляет собой «ведущую шестерню», установленную на валу двигателя, а вторая шестерня - это «ведомая шестерня», установленная на валу нагрузки. Между ними также может присутствовать ряд шестерен для передачи мощности от ведущей шестерни на ведомую шестерню. Эти шестерни называют «шестернями холостого хода».
Теперь давайте посмотрим на набор шестерен, в котором всего две шестерни. Для расчета передаточного числа эти две шестерни должны взаимодействовать друг с другом. Другими словами, зубы должны сцепляться, и один должен вращать другой. Например, предположим, что у вас есть маленькая ведущая шестерня (шестерня 1), которая вращает большую ведомую шестерню (шестерню 2)
Шаг 2. Подсчитайте количество зубьев ведущей шестерни
Один из способов рассчитать передаточное число между двумя блокирующими шестернями - это сравнить количество имеющихся у них зубьев (небольших зубчатых выступов на краю колеса). Начните с подсчета количества зубьев ведущей шестерни. Вы можете сделать это, рассчитав вручную или иногда просматривая информацию, напечатанную на приводной шестерне.
Например, предположим, что меньшая ведущая шестерня в системе имеет 20 зубов.
Шаг 3. Подсчитайте количество зубьев ведомой шестерни
Затем посчитайте, сколько зубцов у ведомой шестерни, как вы делали раньше для ведущей шестерни.
Например, предположим, что ведомая шестерня имеет 30 зубов.
Шаг 4. Разделите количество зубцов друг на друга
Теперь, когда вы знаете, сколько зубцов у каждой шестерни, вы можете довольно легко рассчитать передаточные числа. Разделите зубья ведомой шестерни на зубья ведущей шестерни. Вы можете записать ответ в десятичной, дробной или пропорциональной форме (например, x: y) в зависимости от вашего задания.
- В приведенном выше примере разделение 30 зубьев ведомой шестерни на 20 зубьев ведущей шестерни дает 30/20 = 1, 5. Мы также можем записать это в 3/2 или 1, 5: 1.
- Значение этого передаточного числа состоит в том, что меньшая ведущая шестерня должна повернуться полтора раза, чтобы большая ведомая шестерня совершила один полный оборот. Поскольку ведомая шестерня больше, ведомая шестерня будет вращаться медленнее.
Более двух передач
Шаг 1. Начните с набора шестерен, у которого больше двух передач
Как следует из названия, «зубчатая передача» может состоять из длинной серии шестерен, а не только из одной ведущей шестерни и одной ведомой шестерни. В этом случае первая передача остается ведущей шестерней, последняя шестерня остается ведомой, а средняя шестерня становится «шестерней холостого хода». Эти ненагруженные шестерни часто используются для изменения направления вращения или для соединения двух шестерен, когда прямая регулировка шестерен может сделать их тяжелыми или недоступными.
Например, предположим, что описанная выше двухступенчатая схема теперь приводится в движение шестерней с семью крошечными зубьями. В этом случае шестерня с 30 неподвижными зубьями стала ведомой шестерней, а шестерня с 20 зубьями (которая ранее была приводом) теперь является ненагруженной шестерней
Шаг 2. Разделите количество зубьев ведущей шестерни и ведомой шестерни
При работе с зубчатыми передачами, которые имеют более двух передач, важно помнить, что важны только ведущая шестерня и ведомая шестерня (обычно первая и последняя передача). Другими словами, холостые передачи совершенно не влияют на передаточное число всего набора. После того, как вы определили ведущую шестерню и ведомую шестерню, вы можете рассчитать передаточные числа так же, как и раньше.
В приведенном выше примере мы рассчитаем передаточное число, разделив тридцать зубцов ведомой шестерни на семь зубцов новой ведущей шестерни. 30/7 = прибл. 4, 3 (или 4, 3: 1). Это означает, что ведущая шестерня должна повернуться примерно в 4,3 раза, чтобы ведомая шестерня гораздо большего размера повернулась один раз.
Шаг 3. При необходимости рассчитайте передаточное число для центральной шестерни
Вы можете рассчитать передаточные числа, которые также включают ненагруженные шестерни, и вы можете сделать это в определенных ситуациях. В этом случае начните с ведущей шестерни и продвигайтесь к нагрузочной передаче. Относитесь к предыдущей передаче как к ведущей на всем пути к следующей передаче. Разделите количество зубьев на каждой «ведомой» шестерне на количество зубьев на «ведущей» шестерне для каждого набора блокирующих шестерен, чтобы вычислить передаточное отношение центральной шестерни.
- В приведенном выше примере передаточное число центральной передачи составляет 20/7 = 2, 9 и 30/20 = 1, 5. Следует отметить, что эти передаточные числа не совпадают с передаточным числом для всего комплекта, которое составляет 4,3.
- тем не мение, следует также отметить, что (20/7) × (30/20) = 4, 3. Как правило, передаточные числа центральных шестерен зубчатого ряда должны быть умножены, чтобы равняться передаточному отношению всех шестерен.
Метод 2 из 2: Расчет соотношения / скорости
Шаг 1. Рассчитайте скорость вращения ведущей шестерни
Используя концепцию передаточных чисел, легко определить, насколько быстро вращается ведомая шестерня, исходя из «входной» скорости ведущей шестерни. Для начала рассчитайте частоту вращения ведущей шестерни. Во многих расчетах передач это приводит к оборотам в минуту (об / мин), хотя можно использовать и другие единицы скорости.
Например, предположим, что в приведенном выше примере схемы зубчатой передачи с ведущей шестерней с семью зубьями и ведомой шестерней с 30 зубьями ведущая шестерня вращается со скоростью 130 об / мин. Имея эту информацию, мы рассчитаем скорость ведомой шестерни в следующих шагах
Шаг 2. Подставьте эту информацию в формулу S1 × T1 = S2 × T2
В этой формуле S1 относится к скорости вращения ведущей шестерни, T1 относится к зубьям ведущей шестерни, а S2 и T2 относятся к скорости и зубцам ведомой шестерни. Заполняйте эти переменные, пока у вас не останется только одна переменная.
- Часто в подобных вопросах вы найдете величину S2, хотя можно найти и другие переменные. В приведенном выше примере, введя имеющуюся у нас информацию, мы получим:
- 130 об / мин × 7 = S2 × 30
Шаг 3. Готово
Вычисление остальных переменных - это простая математическая задача. Упростите оставшиеся уравнения и выделите переменную с одной стороны от знака уравнения, и вы получите ответ. Не забудьте указать правильные единицы измерения. Из-за этого вы можете потерять ценность домашней работы.
- В приведенном выше примере мы можем решить эту проблему следующим образом:
- 130 об / мин × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 об / мин = S2
- Другими словами, если ведущая шестерня вращается со скоростью 130 об / мин, ведомая шестерня будет вращаться со скоростью 30,33 об / мин. Поскольку ведомая шестерня намного больше, ведомая шестерня будет вращаться намного медленнее.
подсказки
- Чтобы увидеть, как действует принцип передаточного числа, попробуйте покататься на велосипеде. Обратите внимание, что самый простой способ лазать - это когда у вас маленькая передача спереди и большая сзади. Меньшую шестерню легче повернуть с помощью педалей, но заднему колесу требуется много оборотов, по сравнению с настройкой шестерни, которую вы использовали бы для плоских поверхностей. Это заставляет вас двигаться медленнее.
- Для системы с пониженной оценкой (когда частота вращения нагрузки меньше, чем частота вращения двигателя) потребуется двигатель, обеспечивающий оптимальную мощность при более высоких скоростях вращения.
- Мощность, необходимая для привода нагрузки, увеличивается или уменьшается от двигателя через передаточные числа. Размер этого двигателя необходимо изменить, чтобы обеспечить мощность, требуемую нагрузкой, после расчета передаточного числа. Для поднятой системы (когда частота вращения нагрузки больше, чем частота вращения двигателя) потребуется двигатель, обеспечивающий оптимальную мощность при более низких скоростях вращения.
