Στη μηχανολογία, η σχέση μετάδοσης είναι μια άμεση μέτρηση της ταχύτητας περιστροφής δύο ή περισσοτέρων γραναζιών που είναι ανταγωνιστικά. Κατά γενικό κανόνα όταν πρόκειται για δύο σχέσεις, εάν το κιβώτιο μετάδοσης κίνησης (το γρανάζι που δέχεται την περιστροφική δύναμη απευθείας από τον κινητήρα, τον κινητήρα κ.λπ.) είναι μεγαλύτερο από το κινούμενο, το κινούμενο γρανάζι περιστρέφεται γρηγορότερα και αντίστροφα. Μπορούμε να γράψουμε αυτήν τη βασική έννοια σε έναν τύπο Λόγος μετάδοσης = T2/T1, T1 είναι ο αριθμός των δοντιών στην πρώτη ταχύτητα και T2 είναι ο αριθμός των δοντιών στη δεύτερη ταχύτητα.
Βήμα
Μέθοδος 1 από 2: Υπολογισμός της σχέσης μετάδοσης στο κύκλωμα εργαλείων
Two Gears
Βήμα 1. Ξεκινήστε με ένα σετ δύο ταχυτήτων
Για να προσδιορίσετε την σχέση μετάδοσης, πρέπει να έχετε τουλάχιστον δύο σχέσεις κλειδωμένες. Αυτά τα δύο αλληλένδετα γρανάζια ονομάζονται "σετ γραναζιών". Γενικά, η πρώτη ταχύτητα είναι ένα "κιβώτιο ταχυτήτων" τοποθετημένο στον άξονα του κινητήρα και η δεύτερη σχέση είναι ένα "κινούμενο γρανάζι" τοποθετημένο στον άξονα φορτίου. Μπορεί επίσης να υπάρχει ένας αριθμός γραναζιών για τη μεταφορά ισχύος από το μηχανισμό μετάδοσης κίνησης στο κινούμενο. Αυτά τα γρανάζια ονομάζονται "γρανάζια χωρίς φορτίο".
Τώρα ας δούμε ένα σετ ταχυτήτων που έχει μόνο δύο ταχύτητες μέσα. Για να υπολογίσετε τη σχέση μετάδοσης, αυτά τα δύο γρανάζια πρέπει να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Με άλλα λόγια, τα δόντια πρέπει να πλέκονται και το ένα πρέπει να περιστρέφεται το άλλο. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα μικρό γρανάζι μετάδοσης (γρανάζι 1) που περιστρέφει ένα μεγαλύτερο κινούμενο γρανάζι (γρανάζι 2)
Βήμα 2. Μετρήστε τον αριθμό των δοντιών στο γρανάζι μετάδοσης κίνησης
Ένας τρόπος για τον υπολογισμό της σχέσης μετάδοσης μεταξύ δύο γραναζιών είναι η σύγκριση του αριθμού των δοντιών (μικρά χτυπήματα που μοιάζουν με δόντια στην άκρη του τροχού) που έχουν. Ξεκινήστε μετρώντας πόσα δόντια υπάρχουν στο γρανάζι μετάδοσης κίνησης. Μπορείτε να το κάνετε αυτό υπολογίζοντας χειροκίνητα ή μερικές φορές κοιτάζοντας τις πληροφορίες που αναγράφονται στο γρανάζι κίνησης.
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχει το μικρότερο σύστημα μετάδοσης κίνησης στο σύστημα 20 δόντια.
Βήμα 3. Μετρήστε τον αριθμό των δοντιών στο κινούμενο γρανάζι
Στη συνέχεια, μετρήστε πόσα δόντια υπάρχουν στο κινούμενο γρανάζι όπως κάνατε πριν για το γρανάζι κίνησης.
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι το κιβώτιο ταχυτήτων έχει 30 δόντια.
Βήμα 4. Χωρίστε τον αριθμό των δοντιών μεταξύ τους
Τώρα που γνωρίζετε πόσα δόντια υπάρχουν σε κάθε γρανάζι, μπορείτε να υπολογίσετε αρκετά εύκολα τις σχέσεις ταχυτήτων. Χωρίστε τα δόντια στο κινούμενο γρανάζι με τα δόντια στο γρανάζι μετάδοσης κίνησης. Μπορείτε να γράψετε την απάντηση σε δεκαδική, κλασματική ή αναλογία (όπως x: y) ανάλογα με την εργασία σας.
- Στο παραπάνω παράδειγμα, διαιρώντας 30 δόντια στο κινούμενο γρανάζι με 20 δόντια στο γρανάζι μετάδοσης δίνει 30/20 = 1, 5 Το Μπορούμε επίσης να το γράψουμε 3/2 ή 1, 5: 1.
- Το νόημα αυτής της σχέσης μετάδοσης είναι ότι η μικρότερη μετάδοση κίνησης πρέπει να περιστρέφεται μιάμιση φορά για να πραγματοποιήσει μια πλήρη περιστροφή η μεγαλύτερη κίνηση. Επειδή το κιβώτιο ταχυτήτων είναι μεγαλύτερο, το κινούμενο γρανάζι περιστρέφεται πιο αργά.
Περισσότερο από δύο ταχύτητες
Βήμα 1. Ξεκινήστε με ένα σετ ταχυτήτων που έχει περισσότερες από δύο ταχύτητες
Όπως υποδηλώνει το όνομα, ένα "σετ γραναζιών" μπορεί να αποτελείται από μια μεγάλη σειρά γραναζιών, όχι μόνο ένα κιβώτιο ταχυτήτων και ένα κινούμενο γρανάζι. Σε αυτήν την περίπτωση, η πρώτη ταχύτητα παραμένει η οδοντωτή ταχύτητα, η τελευταία ταχύτητα παραμένει η κινούμενη ταχύτητα και η μεσαία ταχύτητα γίνεται η "ταχύτητα χωρίς φορτίο". Αυτά τα μη φορτωμένα γρανάζια χρησιμοποιούνται συχνά για να αλλάξουν την κατεύθυνση περιστροφής ή να συνδέσουν δύο γρανάζια όταν η άμεση ρύθμιση των ταχυτήτων θα τα καθιστούσε βαριά ή μη διαθέσιμα.
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι το κύκλωμα δύο ταχυτήτων που περιγράφεται παραπάνω οδηγείται τώρα από ένα γρανάζι που έχει επτά μικροσκοπικά δόντια. Σε αυτή την περίπτωση, το γρανάζι που είχε 30 σταθερά δόντια έγινε το κινούμενο γρανάζι και το γρανάζι που είχε 20 δόντια (το οποίο ήταν προηγουμένως η κίνηση) είναι τώρα το μη εκφορτωμένο γρανάζι
Βήμα 2. Διαχωρίστε τον αριθμό των δοντιών του κιβωτίου ταχυτήτων και του κιβωτίου ταχυτήτων
Το σημαντικό πράγμα που πρέπει να θυμάστε όταν ασχολείστε με σετ ταχυτήτων που έχουν περισσότερες από δύο σχέσεις είναι ότι είναι σημαντικά μόνο το κιβώτιο ταχυτήτων και το κινούμενο (συνήθως η πρώτη και η τελευταία ταχύτητα). Με άλλα λόγια, τα γρανάζια χωρίς φορτίο δεν επηρεάζουν καθόλου την σχέση μετάδοσης ολόκληρου του σετ. Αφού προσδιορίσετε τη σχέση μετάδοσης κίνησης και την ταχύτητα κίνησης, μπορείτε να υπολογίσετε τις σχέσεις μετάδοσης όπως πριν.
Στο παραπάνω παράδειγμα, θα υπολογίσουμε την σχέση μετάδοσης διαιρώντας τα τριάντα δόντια του κινούμενου γραναζιού με τα επτά δόντια του νέου μηχανισμού μετάδοσης κίνησης. 30/7 = περ. 4, 3 (ή 4, 3: 1). Αυτό σημαίνει ότι ο μηχανισμός μετάδοσης κίνησης πρέπει να περιστρέφεται περίπου 4,3 φορές για να στρίψει μία φορά ο πολύ μεγαλύτερος κινητήριος οδοντωτός τροχός.
Βήμα 3. Εάν είναι απαραίτητο, υπολογίστε τη σχέση μετάδοσης για την κεντρική σχέση
Μπορείτε να υπολογίσετε τις σχέσεις ταχυτήτων που περιλαμβάνουν επίσης εκφορτωμένα γρανάζια και μπορεί να θέλετε να το κάνετε σε ορισμένες περιπτώσεις. Σε αυτή την περίπτωση, ξεκινήστε από τη μετάδοση κίνησης και προχωρήστε μέχρι το γρανάζι φορτίου. Αντιμετωπίστε την προηγούμενη ταχύτητα σαν κιβώτιο κίνησης μέχρι την επόμενη ταχύτητα. Διαιρέστε τον αριθμό των δοντιών σε κάθε "κινούμενο" γρανάζι με τον αριθμό των δοντιών στο γρανάζι "κίνησης" για κάθε σετ γρανάζων που αλληλοσυνδέονται για να υπολογίσετε την αναλογία του κεντρικού γραναζιού.
- Στο παραπάνω παράδειγμα, ο λόγος κεντρικής σχέσης είναι 20/7 = 2, 9 και 30/20 = 1, 5 Το Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτές οι αναλογίες δεν είναι ίδιες με την σχέση μετάδοσης για ολόκληρο το σετ, που είναι 4,3.
- Ωστόσο, θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι (20/7) × (30/20) = 4, 3. Γενικά, οι αναλογίες των κεντρικών γραναζιών του σετ γραναζιών πρέπει να πολλαπλασιαστούν για να ισούται με την αναλογία όλων των γραναζιών.
Μέθοδος 2 από 2: Πραγματοποίηση υπολογισμών αναλογίας/ταχύτητας
Βήμα 1. Υπολογίστε την ταχύτητα περιστροφής του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης
Χρησιμοποιώντας την έννοια των σχέσεων μετάδοσης, είναι εύκολο να προσδιοριστεί πόσο γρήγορα περιστρέφεται το κινούμενο γρανάζι με βάση την ταχύτητα "εισόδου" του κιβωτίου ταχυτήτων. Για αρχή, υπολογίστε την ταχύτητα περιστροφής του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης. Σε πολλούς υπολογισμούς σχέσεων, αυτό έχει ως αποτέλεσμα περιστροφές ανά λεπτό (σ.α.λ.), αν και μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλες μονάδες ταχύτητας.
Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε στο παράδειγμα του παραπάνω κυκλώματος μετάδοσης με έναν οδοντωτό τροχό με επτά δόντια και έναν οδοντωτό τροχό με 30 δόντια, το κιβώτιο ταχυτήτων περιστρέφεται με ταχύτητα 130 σ.α.λ. Με αυτές τις πληροφορίες, θα υπολογίσουμε την ταχύτητα του κινούμενου γραναζιού στα ακόλουθα βήματα
Βήμα 2. Συνδέστε αυτές τις πληροφορίες στον τύπο S1 × T1 = S2 × T2
Σε αυτόν τον τύπο, το S1 αναφέρεται στην ταχύτητα περιστροφής του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης, το T1 αναφέρεται στα δόντια του κιβωτίου ταχυτήτων και τα S2 και T2 στην ταχύτητα και τα δόντια του κινούμενου γραναζιού. Συμπληρώστε αυτές τις μεταβλητές μέχρι να απομείνει μόνο μία μεταβλητή.
- Συχνά σε ερωτήσεις όπως αυτή θα βρείτε το μέγεθος του S2, αν και είναι δυνατό να βρείτε άλλες μεταβλητές. Στο παραπάνω παράδειγμα, εισάγοντας τις πληροφορίες που έχουμε, θα λάβουμε:
- 130 σ.α.λ. × 7 = S2 × 30
Βήμα 3. Τελειώστε
Ο υπολογισμός των υπόλοιπων μεταβλητών είναι απλώς ένα βασικό μαθηματικό πρόβλημα. Απλοποιήστε τις υπόλοιπες εξισώσεις και απομονώστε τη μεταβλητή στη μία πλευρά του σημείου εξίσωσης και θα πάρετε την απάντηση. Μην ξεχάσετε να το γράψετε στις σωστές ενότητες. Μπορείτε να χάσετε αξία από τις εργασίες του σπιτιού εξαιτίας αυτού.
- Στο παραπάνω παράδειγμα, μπορούμε να το λύσουμε με:
- 130 σ.α.λ. × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 σ.α.λ = S2
- Με άλλα λόγια, εάν το κιβώτιο ταχυτήτων περιστρέφεται με ταχύτητα 130 σ.α.λ., το κινούμενο γρανάζι θα περιστρέφεται με ταχύτητα 30,33 σ.α.λ. Δεδομένου ότι το κιβώτιο ταχυτήτων είναι πολύ μεγαλύτερο, το κινούμενο γρανάζι θα περιστρέφεται πολύ πιο αργά.
Συμβουλές
- Για να δείτε πώς ισχύει η αρχή της σχέσης μετάδοσης, δοκιμάστε να οδηγήσετε το ποδήλατό σας. Σημειώστε ότι ο ευκολότερος τρόπος για αναρρίχηση είναι όταν έχετε ένα μικρό γρανάζι μπροστά και ένα μεγάλο γρανάζι πίσω. Είναι πιο εύκολο να γυρίσετε τη μικρότερη ταχύτητα με τη δύναμη των πεντάλ, αλλά χρειάζονται πολλές στροφές για να γυρίσει ο πίσω τροχός σε σύγκριση με τη ρύθμιση του γραναζιού που θα χρησιμοποιούσατε για επίπεδες επιφάνειες. Αυτό σε κάνει να κινείσαι πιο αργά.
- Ένα υποβαθμισμένο σύστημα (όταν οι στροφές ανά λεπτό είναι μικρότερες από τις στροφές στροφών του κινητήρα) θα απαιτήσει έναν κινητήρα που παρέχει βέλτιστη ισχύ σε υψηλότερες ταχύτητες περιστροφής.
- Η ισχύς που απαιτείται για την οδήγηση του φορτίου αυξάνεται ή μειώνεται από τον κινητήρα μέσω των σχέσεων μετάδοσης. Αυτός ο κινητήρας πρέπει να αλλάξει το μέγεθος για να παρέχει την ισχύ που απαιτείται από το φορτίο μετά τον υπολογισμό της σχέσης μετάδοσης. Ένα ανυψωμένο σύστημα (όταν το RPM φορτίου είναι μεγαλύτερο από το RPM του κινητήρα) θα απαιτήσει έναν κινητήρα που παρέχει βέλτιστη ισχύ σε χαμηλότερες στροφές περιστροφής.
