如何确定传动比(determine gear ratio)

在机械工程中,传动比是两个或多个互锁齿轮转速比的直接测量值。作为一般规则,在处理两个齿轮时,如果驱动齿轮(直接从发动机、电机等接收旋转力的齿轮)比从动齿轮大,后者转动得更快,反之亦然。我们可以用齿轮比=T2/T1的公式来表达这个基本概念,其中T1是第一个齿轮上的齿数,T2是第二个齿轮上的齿数。...

方法1方法1/2:查找齿轮系的传动比

两档

  1. 1使用双齿轮传动系统启动。要确定传动比,必须至少有两个齿轮相互啮合——这称为“齿轮系”通常,第一个齿轮是连接到电机轴的“驱动齿轮”,第二个齿轮是连接到负载轴的“从动齿轮”。这两个齿轮之间可能有任意数量的齿轮,用于将动力从驱动齿轮传输到从动齿轮:这些齿轮被称为“惰轮”现在,让我们来看一个只有两个齿轮的齿轮系。为了找到齿轮比,这些齿轮必须相互作用——换句话说,它们的齿需要啮合,一个齿轮应该转动另一个齿轮。例如,假设一个小驱动齿轮(齿轮1)转动一个较大的从动齿轮(齿轮2)。
  2. Image titled Determine Gear Ratio Step 1
  3. 2计算驱动齿轮上的齿数。找到两个互锁齿轮之间传动比的一个简单方法是比较它们的齿数(车轮边缘的小钉状突起)。首先确定驱动齿轮上有多少齿。你可以通过手动计数来实现这一点,有时也可以通过检查齿轮上标记的信息来实现。例如,假设我们系统中较小的驱动齿轮有20个齿。
  4. Image titled Determine Gear Ratio Step 2
  5. 3计算从动齿轮上的齿数。接下来,确定从动齿轮上的齿数,与之前对主动齿轮所做的一样。假设在我们的例子中,从动齿轮有30个齿。
  6. Image titled Determine Gear Ratio Step 3
  7. 4将一颗牙齿数除以另一颗。现在你知道每个齿轮上有多少个齿,你可以相对简单地找到齿轮比。将从动齿轮齿除以主动齿轮齿。根据你的作业,你可以把答案写成小数、分数或比率形式(即x:y)。在我们的例子中,将从动齿轮的30个齿除以驱动齿轮的20个齿,得到30/20=1.5。我们也可以写为3/2或1.5:1,等等。这个传动比意味着较小的主动齿轮必须转动一次半,以使较大的从动齿轮转动一整圈。这是有道理的——因为从动齿轮更大,转动速度会更慢。
  8. Image titled Determine Gear Ratio Step 4

两档以上

  1. 1使用两个以上齿轮组启动。顾名思义,“齿轮系”也可以由一长串齿轮组成,而不仅仅是一个驱动齿轮和一个从动齿轮。在这些情况下,第一齿轮保持驱动齿轮,最后一个齿轮保持从动齿轮,中间齿轮变为“惰齿轮”。这些齿轮通常用于改变旋转方向或连接两个齿轮,因为直接齿轮传动会使它们难以操作或不易使用。比如说,上面描述的两个齿轮系现在由一个小的七齿齿轮驱动。在这种情况下,30齿齿轮仍然是从动齿轮,20齿齿轮(之前是驱动器)现在是惰轮。
  2. Image titled Determine Gear Ratio Step 5
  3. 2划分主动齿轮和从动齿轮的齿数。在处理两个以上齿轮的齿轮系时,需要记住的重要一点是,只有驱动齿轮和从动齿轮(通常是第一个和最后一个齿轮)起作用。换句话说,惰轮根本不影响整个传动系的传动比。当您确定了主动齿轮和从动齿轮后,您可以像以前一样找到传动比。在我们的示例中,我们将通过将从动齿轮的30个齿除以新驱动器的7个齿来计算传动比。30/7=约4.3(或4.3:1等)。这意味着驱动齿轮必须转动约4.3次,以使更大的从动齿轮转动一次。
  4. Image titled Determine Gear Ratio Step 6
  5. 3如果需要,找到中间齿轮的传动比。你也可以找到与惰轮有关的传动比,在某些情况下,你可能需要这样做。在这些情况下,从驱动齿轮开始,朝着负载齿轮工作。就下一个齿轮而言,将前一个齿轮视为驱动齿轮。将每个“从动”齿轮上的齿数除以每个联锁齿轮组的“主动”齿轮上的齿数,以计算中间传动比。在我们的示例中,中间传动比为20/7=2.9和30/20=1.5。请注意,这两者都不等于整个传动系的传动比4.3。但是,还要注意(20/7)×(30/20)=4.3。一般来说,齿轮系的中间传动比将相乘,等于总传动比。
  6. Image titled Determine Gear Ratio Step 7

方法2方法2/2:进行比率/速度计算

  1. 1查找驱动齿轮的转速。利用齿轮比的概念,很容易根据驱动齿轮的“输入”速度计算出从动齿轮的旋转速度。首先,找到驱动齿轮的转速。在大多数齿轮计算中,这是以每分钟转数(RPM)表示的,尽管其他速度单位也适用。例如,假设在上面的示例齿轮系中,有一个七齿驱动齿轮和一个30齿从动齿轮,驱动齿轮以130转/分的速度旋转。有了这些信息,我们将在接下来的几步中找到从动齿轮的速度。
  2. Image titled Determine Gear Ratio Step 8
  3. 2将信息填入公式S1×T1=S2×T2。在这个公式中,S1表示驱动齿轮的转速,T1表示驱动齿轮中的齿,S2和T2表示从动齿轮的转速和齿。填写变量,直到只有一个未定义。通常,在这类问题中,你要解决的是S2问题,尽管解决任何变量都是完全可能的。在我们的例子中,插入我们所拥有的信息,我们得到这个:130 rpm×7=S2×30
  4. Image titled Determine Gear Ratio Step 9
  5. 3.解决。找到剩下的变量是一个基本代数问题。只需简化方程的其余部分,将变量隔离在等号的一侧,就可以得到答案。别忘了给它贴上正确的单位标签——在学校作业中你可能会因此失分。在我们的例子中,我们可以这样求解:130 rpm×7=S2×30910=S2×30910/30=S230。33转/分=S2换句话说,如果驱动齿轮以130转/分的转速旋转,则从动齿轮将以30.33转/分的转速旋转。这是有道理的——因为从动齿轮要大得多,所以旋转速度会慢得多。
  6. Image titled Determine Gear Ratio Step 10
  • 驱动负载所需的功率通过齿轮比从电机上提升或降低。在考虑齿轮比后,电机的尺寸必须能够提供负载所需的功率。齿轮传动系统(负载转速大于电机转速)需要电机在较低转速下提供最佳功率。
  • 要了解齿轮传动比的原理,请骑自行车!请注意,当你前面有一个小齿轮,后面有一个大齿轮时,上山是最容易的。虽然使用踏板的杠杆更容易转动较小的档位,但与平档时使用的档位设置相比,需要多次旋转才能让后轮转动,这会让你走得更慢。
  • 减速系统(负载转速低于电机转速)需要电机在较高转速下提供最佳功率。
  • 发表于 2022-03-22 06:59
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  • 分类:汽车

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