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.
Передаточные числа КПП: что такое передаточное число
В автомобиле коробка переключения передач — агрегат, который позволяет изменять крутящий момент, развиваемый двигателем внутреннего сгорания, перед передачей такого момента на ведущие колеса транспортного средства. Как известно, большинство коробок передач являются ступенчатыми, а в основе КПП лежит зубчатая передача.
Если просто, ступени фактически являются парами шестерен, которые имеют разное передаточное число (передаточное отношение). В этой статье мы рассмотрим, что такое передаточное число коробки передач, на что указывает и влияет данная характеристика.
Содержание статьи
- Что такое передаточное число коробки передач
- Изменение передаточного отношения КПП: тюнинг коробки передач
- Что в итоге
Что такое передаточное число коробки передач
Передаточное число является основной характеристикой зубчатой передачи. Такая передача передает крутящий момент от двигателя (в случае с автомобилем на ведущие колеса). Также зубчатая передача позволяет как уменьшить, так и увеличить крутящий момент, поступающий от двигателя. Изменение становится возможным благодаря увеличению или уменьшению количества зубцов на шестернях.
Итак, передаточное число (АКПП, МКПП) представляет собой отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни в устройстве коробки передач, редуктора и т.
д. Если просто, например, ведущая шестерня имеет 30 зубьев, а ведомая 60. В этом случае передаточное число такой зубчатой пары будет составлять 2, то есть 60:30.
- Величина передаточного числа в коробке передач и редукторе напрямую оказывает влияние на динамику разгона, а также на показатель максимальной скорости. В ступенчатых КПП имеется несколько зубчатых пар с разными передаточными числами. Чем больше число, тем больше тяги обеспечивает данная передача. При этом мотор быстрее набирает обороты, машина активно разгоняется, однако максимальная скорость не высокая на данной передаче. Для увеличения скорости возникает необходимость в переключении на ступень выше.
Как правило, в автомобиле момент от двигателя, поступающий на КПП, увеличивается на пониженных передачах (1,2, 3). Также на внедорожниках момент может дополнительно изменяться при помощи раздаточной коробки (раздатки), которая отвечает за понижающую передачу.
На повышенных передачах (4, 5, 6) происходит уменьшение передаточного числа, что повышает максимальную скорость автомобиля.
При этом разгон на таких передачах менее интенсивный, чем на пониженных.
Еще добавим, что на динамику разгона также влияет и передаточное число главной пары редуктора. Чем большим оказывается указанное число, тем лучше динамика автомобиля, причем на всех передачах. При этом максимальная скорость ниже. Например, возьмем модели ВАЗ. Если поставить на машину главную пару, которая имеет число 4.1 или 4.3 вместо 3.9, авто будет более динамичным, однако показатель максимальной скорости также будет уменьшен.
С учетом вышесказанного становится понятно, что на разных авто передаточные числа трансмиссии подбирают с учетом мощности двигателя, крутящего момента, который выдает агрегат, целевого назначения самого ТС и т.д. Другими словами, улучшение динамических характеристик автомобиля зависит от того, насколько удачно реализован подбор передаточных чисел в коробке передач.
- Также при создании КПП конструкторы пытаются достичь оптимального баланса между разгонной динамикой и экономичностью.
Кстати, зачастую в 5-и ступенчатых КПП пятая «повышенная» передача не является передачей для достижения максимальной скорости, как многие ошибочно полагают. Стандартно такая передача позволяет получить максимальную экономию горючего, а также значительно снизить шум и нагрузки на силовой агрегат при езде с высокой скоростью или скоростью, близкой к максимальной для данного ТС.
Изменение передаточного отношения КПП: тюнинг коробки передач
Как известно, наилучшие динамические показатели достигаются в диапазоне оборотов максимального крутящего момента, а не мощности. Фактически, при нижнем и верхнем значении частоты вращения коленчатого вала крутящий момент двигателя меньше максимального.
Получается, чем больше обороты будут отличаться от оборотов максимального крутящего момента, тем медленнее разгоняется автомобиль.
В стандартных КПП передаточное отношение каждой ступени подобрано так, чтобы водителю было комфортно разгонять машину на низких передачах, после чего на повышенных можно поддерживать набранную скорость одновременно с экономией топлива.
Если же отбросить экономичность, тогда путем ряда доработок коробки можно улучшить динамику. Прежде всего, сужается диапазона частот, которые мотор развивает при езде на одной передаче. Фактически, передачи делаются более короткими, а также сближаются передаточные отношения передач, которые расположены рядом (сближенный ряд КПП).
На практике, мотор в этом случае быстро выходит на максимальные обороты на более низкой передаче, однако после переключения на ступень выше обороты не падают, например, 3500 об/мин. на 1800, а остаются на отметке около 2500. Фактически, после переключения «вверх» обороты все равно остаются в диапазоне максимального крутящего момента.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроена механическая коробка передач.
Из этой статьи вы узнаете об особенностях и принципах работы МКПП, устройстве механической коробки, преимуществах агрегатов данного типа и т.д.
Для решения такой задачи можно использовать колеса с меньшим радиусом, а также требуется установить другую главную пару редуктора с измененным передаточным числом (например, 3.9 или 4.1 вместо 3.7). Начнем с использования «стоковых» деталей.
Как правило, если модель автомобиля выпускается с разными двигателями (например, моторы 1.2, 1.4 и 1.6 литра), тогда главную пару для КПП в паре с 1.6 литровым двигателем используют от той версии, мотор которой менее мощный (в данном случае двигатель 1.2 или 1.4).
В результате после установки главной пары 3.9 или 4.1 передаточное число на 5-й передаче будет почти таким же, как и на 4-й при главной паре 3.7. Также дополнительно понизит общее передаточное число трансмиссии использование шин меньшего радиуса. В результате динамика автомобиля станет лучше, однако будет потеряна экономичность 5-й передачи.
На высоких скоростях двигатель будет на 5-й раскручиваться до максимальных оборотов, что может доставлять дискомфорт водителю и пассажирам. По этой причине ряд передаточных чисел КПП нужно подбирать с учетом конкретных задач и целей, учитывая мощность мотора, вес автомобиля, а также предпочтения водителя.
Если делать более серьезные доработки, тогда можно собрать коробку передач с измененным набором шестерен. Естественно, это дорого, однако удается сблизить ряды на всех передачах, а не только 4 и 5.
Кстати, подбором передаточных чисел трансмиссии можно или улучшить разгонную динамику, или же повысить экономичность. При этом на практике во втором случае изменения в устройство КПП вносятся достаточно редко, так как штатно передаточное отношение зачастую подобрано достаточно удачно.
Также добавим, что стандартную 5-и ступенчатую коробку иногда переделывают в 6-и ступенчатую (особенно в паре с тюнингованным форсированным двигателем). Фактически, в КПП интегрируется комплект шестой передачи.
Важно понимать, что помимо высокой стоимости такой доработки снижается общая надежность такой коробки.
Что в итоге
Как видно, передаточное число коробки передач оказывает серьезное влияние на динамические показатели и характеристики автомобиля. В рамках проектирования КПП инженеры отдельно учитывают мощность мотора, целевое назначение автомобиля и т.д., поле чего подбираются передаточные числа для всего ряда передач.
Рекомендуем также прочитать статью о том, какие существуют зубчатые передачи. Из этой статьи вы узнаете, что такое зубчатая передача, а также какие бывают виды зубчатых передач.
Главная задача – обеспечить как приемлемую динамику разгона, так и добиться необходимых показателей топливной экономичности. В результате такая трансмиссия полностью подходит для штатной эксплуатации автомобиля. Если же владелец стремится улучшить динамические показатели, тогда кроме двигателя необходимо реализовать и тюнинг коробки передач.
Также бывает достаточно внести изменения только в трансмиссию, что уже само по себе дает заметные улучшения. В рамках тюнинга трансмиссии необходимо учитывать целесообразность тех или иных доработок, а также учитывать, в каких режимах будет эксплуатироваться конкретный автомобиль.
How Gear Works – журнал Car Craft
| How-To — Transmission
Как работают шестерни
Итак, вы поставили комплект 4.10 на заднюю ось, потому что хотите ехать быстро… но вы действительно представляете, что делаете? Согласно нашему опросу читателей, многие из вас готовы признать, что на самом деле это не так.
Вот почему эта история расскажет об основах переключения передач для новичков, а также расскажет о некоторых физических особенностях механизма переключения передач, о которых вы, хардкорщики, возможно, не догадывались.
Мы также воспользуемся нашим собственным опытом, чтобы помочь вам решить, как настроить вашу машину для улицы или улицы. Это может помочь, если вы сначала прочитаете «Gearing Lingo» в правой колонке.
Что такое передаточное число?
Когда вы слышите, как люди говорят о таких числах, как 3,08, 3,73 или 4,10, они имеют в виду передаточное отношение зубчатого венца и ведущей шестерни в задней оси — следовательно, числа более точно 3,08:1, 3,73 :1 или 4,10:1. Передаточное число представляет собой число зубьев ведомой шестерни (кольца), деленное на число зубьев ведущей шестерни (шестерни). Итак, если у зубчатого венца 37 зубьев, а у шестерни 9 зубьев, передаточное число равно 4,11:1. Это также означает, что на каждый оборот зубчатого венца шестерня поворачивается 4,11 раза.
Что делают Gears?
Помимо изменения направления потока мощности на 90 градусов (от карданного вала к осям), задние шестерни предназначены для увеличения крутящего момента, создаваемого двигателем и трансмиссией. Шестерни можно рассматривать как сложные рычаги. Другими словами, они обеспечивают механическое преимущество, которое умножает работу — в данном случае крутящий момент — чтобы помочь мощности двигателя двигать транспортное средство. Пониженные передачи похожи на более длинный рычаг: они обеспечивают больше механического преимущества. Более высокие передачи подобны более короткому рычагу: они обеспечивают меньшее механическое преимущество. Это похоже на использование длинного лома вместо короткой храповой рукоятки для откручивания затянутых гаек. Точно так же, как длинный стержень передает больший крутящий момент на зажимную гайку, шестерни нижнего моста передают больший крутящий момент на колеса.
Очень легко рассчитать коэффициент усиления крутящего момента, обеспечиваемый редуктором вашего моста, — просто умножьте его на передаточное число. Например, предположим, что двигатель и трансмиссия передают крутящий момент в 100 фунт-фут на ведущую шестерню. Если передаточное число кольца и шестерни составляет 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 составит 308 фунт-футов. Легко заметить, что более низкие передачи 4,10:1 передают больше мощности земле, чем более высокие передачи 3,08:1. Имейте в виду, что мощность двигателя не изменилась, но изменился доступный крутящий момент на шинах.
Осевые шестерни в зависимости от оборотов двигателя
Учитывая, что более низкие передачи обеспечивают большее увеличение крутящего момента, кажется, что они всегда являются лучшим выбором для использования с высокими характеристиками. Однако более низкие передачи требуют большей входной скорости (об/мин двигателя) для получения той же выходной скорости (об/мин шины). Более высокие передачи умножают крутящий момент меньше, но им требуется меньшая входная скорость для обеспечения той же выходной скорости; Вот почему передаточные числа осей также определяют крейсерские обороты двигателя.
Опять же, подумайте о длинном прерывателе вместо короткого храповика. Когда ваша рука находится на дальнем конце прерывателя (который представляет собой более длинный рычаг, как и на более низких передачах), работа намного проще, но для того, чтобы повернуть зажимную гайку на один полный оборот, ваша рука должна пройти гораздо большее расстояние, чем с ключ меньшего размера (более короткий рычаг, как у более высоких передач) с меньшим радиусом поворота. Точно так же более низкие передачи оси (более длинный рычаг) требуют, чтобы двигатель перемещался на большее расстояние (больше оборотов) за оборот шины, чем более высокие передачи. Если посмотреть на это по-другому, если коробка передач находится на передаче с передаточным числом 1: 1 (например, четвертая передача на большинстве четырехступенчатых передач), а задняя передача составляет 3,08 с, то двигатель должен провернуть 3,08 раза за каждый оборот. шин. Более низкие передачи 4,10: 1 заставят двигатель проворачиваться 4,10 раза за каждый оборот шины, поэтому более низкие передачи вызывают более высокие обороты двигателя на любой скорости движения.
Осевые передачи в зависимости от характеристик автомобиля
Если вы продолжите визуализировать пример снятия гаек с помощью длинного или короткого ключа, это поможет вам понять, как настроить свой автомобиль для ускорения на четверть мили. Все, что вы можете сделать, чтобы уменьшить сопротивление повороту гайки, позволит вам использовать более короткий ключ или меньшее усилие; Точно так же, чем легче автомобиль, тем меньше усилий требуется для его перемещения, тем выше передачи, которые вам могут сойти с рук. Кроме того, ваш мускулистый приятель, вероятно, может ослабить гайку с помощью короткого ключа, тогда как слабаку потребуется ключ подлиннее; то же самое и с автомобилем — чем больше входная мощность (крутящий момент двигателя), тем выше передачу, которую вы можете использовать.
В реальном мире типичные уличные машины, стремящиеся к хорошим характеристикам для драгстрипа, обычно быстрее всего работают с передачами 4,10:1. Пониженные передачи требуются, если автомобиль очень тяжелый или если двигатель развивает мощность на верхнем конце шкалы оборотов. Иногда используются более высокие передачи, если двигатель имеет большой крутящий момент на низких оборотах и не любит крутиться на высоких оборотах — Buick, Olds и Pontiac 455 — прекрасные примеры 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 она резко увеличивает крутящий момент, но и потому, что она вызывает быстрое увеличение оборотов двигателя. Добавьте закись азота, и вы можете обнаружить, что переключаетесь раньше, а если вы находитесь на высшей передаче на полугусеничном ходу, то двигатель будет визжать на финише. Использование более высоких передач помогает закиси азота лучше работать под нагрузкой, а также помогает удерживать двигатель в диапазоне мощности на протяжении всей трассы.
Вот причина, по которой низкие передачи могут быть полезны для работы на драгстрипе, о которой вы, вероятно, никогда не задумывались. Предположим, что у автомобиля передаточное число 1:1, шины высотой 26 дюймов и передаточное отношение 3,08:1. При разгоне с 50 до 70 миль в час обороты двигателя увеличиваются примерно на 800 об/мин. Поставьте 4,10:1 на ту же машину, и скорость двигателя увеличится на 1060 об/мин — разница составит 40 об/мин на милю в час у 3,08-й против 53 об/м/ч у 4,10-й. Более высокая скорость увеличения оборотов в минуту по сравнению со скоростью движения обеспечивает большее ускорение. Поскольку мощность увеличивается с увеличением оборотов двигателя (до точки, когда кривая крутящего момента падает быстрее, чем увеличивается число оборотов двигателя), двигатель легче преодолевает нагрузки на более низких передачах, чем на более высоких. Это помогает не только в ускорении, но и в поддержании скорости движения под нагрузкой, например, при подъеме по крутому склону.
Если вы предпочитаете максимальную скорость, а не характеристики драгстрипа, вам может понадобиться более высокая передача оси, например 2,76:1 или 3,08:1. Более высокие передачи будут снижать обороты двигателя в зависимости от скорости движения. Другой способ взглянуть на это состоит в том, что автомобиль будет двигаться быстрее на пределе оборотов двигателя, чем на более низких передачах. Ускорение на низкой скорости будет страдать, 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 снижения оборотов двигателя, в зависимости от от того, как ты на это смотришь.
Почему высота шины влияет на число оборотов в крейсерском режиме?
Иногда можно услышать, как люди говорят об «эффективном передаточном числе», чтобы объяснить падение оборотов в крейсерском режиме после установки более высоких шин или увеличение оборотов в минуту на более коротких шинах. Вот их теория: если автомобиль стартует с передачами 3,50:1 и шинами высотой 26 дюймов, а 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, а передачи были установлены 3,08:1.
Нам не нравится эта концепция, потому что она сложная и неуместная. Вы не можете подойти к машине ночью в круизе и рассчитать ее «эффективное передаточное число», если вы не знаете исходный размер ее шин. Многие люди скажут: «У него есть передачи 3,73:1, но они действуют как 3,50, потому что шины выше». Выше чего? Нет эталона, с которым можно сравнивать. Кроме того, «эффективное передаточное число» подразумевает, что передаточное число было изменено, а размер шин вообще не влияет на передаточное число. Вот доказательство: если у вас есть шестерни 4,10:1, то карданный вал будет проворачиваться 4,1 раза за каждый оборот шин независимо от их размера.
Однако изменение диаметра шин влияет на крейсерские обороты автомобиля и, возможно, на его ускорение, поскольку вы изменили число оборотов шины на милю. Например, шина с реальным диаметром 26 дюймов имеет длину окружности 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 меньше 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 понижающие передачи, а более высокие шины действуют как более высокие передачи.
Есть еще две 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 под рабочим давлением и нагружена весом автомобиля. Чем больше радиус статической нагрузки, чем больше длина рычага между осью и землей, тем больше способность шины сопротивляться ускорению автомобиля. Однако более высокие шины также имеют большее пятно контакта, чем более короткие шины, поэтому преимущества тягового усилия на полосе сопротивления обычно перевешивают любые недостатки более высоких шин, особенно когда для компенсации размера шины выбраны правильные передачи оси.
Trending Pages
Электрический Ram 1500 Truck борется с Ford, Chevy, Tesla с третьим рядом, дикими характеристиками Вы AFEELA’n It? Это электромобиль, над которым работают Sony и Honda
Концепция Ram 1500 Revolution EV скрывает третий ряд сидений — вот где0063
Trending Pages
Электрический Ram 1500 Truck борется с Ford, Chevy, Tesla с третьим рядом, дикими характеристиками
Вы AFEELA’n It? Это электромобиль, над которым работают Sony и Honda
Концепция Ram 1500 Revolution EV скрывает третий ряд сидений — вот где0063
Простое объяснение передаточного числа | Наука
Обновлено 25 апреля 2017 г.
Автор Grahame Turner
То, как шестерни взаимодействуют друг с другом, важно знать всем, кто планирует максимально использовать их. У большинства современных автомобилей передаточные числа рассчитываются с помощью компьютеров, но у велосипедов и механических домашних проектов их нет. Если вас озадачивают передаточные числа, вам будет полезно узнать, что такое передаточное число и как оно влияет на другие части вашего механического устройства.
Передаточное отношение
Там, где несколько шестерен входят в зацепление, количество зубьев на них образует важное передаточное отношение: передаточное число. Когда несколько шестерен входят в зацепление, они образуют так называемую зубчатую цепь. Передаточное отношение рассчитывается только для первой передачи, ведущей шестерни, которая подключена к источнику питания, и последней передачи в цепи. Если вы подсчитаете количество зубьев на первой шестерне и на шестерне X (последней) и установите их в соотношении (1: X), это и будет передаточное число. Если число можно уменьшить, то следует его уменьшить, например, соотношение 100 зубов:40 зубов сокращается до 5:2.
Скорость и передаточное число
Передаточное отношение необходимо для расчета скорости, которую будет производить данная зубчатая цепь. Когда у вас есть эта информация, у вас есть половина информации, необходимой для расчета скорости. Уравнение: Скорость (Шестерня 1) * Зубья (Шестерня 1) = Скорость (Шестерня X) * Зубья (Шестерня X). Таким образом, если у вас есть скорость, с которой двигатель передает шестерни, вы можете очень легко рассчитать скорость шестерни X.
Шкивы
••• шестерни и складной инструмент изображение Раду Развана с Fotolia.com
На велосипеде используется немного другая система: вместо пары шестерен, сцепленных напрямую, они соединены цепью шкивов, но передаточное число сохраняется. Например, на горном велосипеде к педалям прикреплены концентрические шестерни, а к ведущему колесу — еще несколько шестерен. Отношение зубьев колесной шестерни к зубьям педальной шестерни по-прежнему будет формировать соотношение — и если вы крутите педали с заданной скоростью на велосипеде, изменение этого передаточного числа изменит скорость, с которой вы едете.
Промежуточные шестерни
••• механические шестерни и шестерни image by patrimonio designs from Fotolia.com
В зубчатой цепи, когда несколько шестерен находятся посередине, со средними шестернями происходит нечто довольно интересное. Возможно, вы заметили, что в предыдущих расчетах важны только первая и последняя передачи. Это потому, что промежуточные передачи не влияют на скорость — они будут двигаться так быстро или медленно, как им нужно. Однако они изменят направление: если число передач нечетное, первая и последняя будут вращаться в одном направлении.
Преимущества
Преимущество знания передаточного отношения заключается в том, что вы можете использовать его для получения механических преимуществ.