Ve strojírenství je převodový poměr přímým měřením rychlosti otáčení dvou nebo více ozubených kol, která jsou soutěžně zapojena. Pokud se jedná o dva rychlostní stupně, je obecným pravidlem, že pokud je hnací ozubené kolo (ozubené kolo, které přijímá rotační sílu přímo z motoru, motoru atd.) Větší než hnané ozubené kolo, bude se poháněné ozubené kolo otáčet rychleji a naopak. Tento základní koncept můžeme napsat do vzorce Převodový poměr = T2/T1, T1 je počet zubů na prvním rychlostním stupni a T2 je počet zubů na druhém rychlostním stupni.
Krok
Metoda 1 ze 2: Výpočet převodového poměru v převodovém obvodu
Dva převody
Krok 1. Začněte se soupravou se dvěma rychlostními stupni
Abyste mohli určit převodový poměr, musíte mít zablokovány alespoň dva převody. Tyto dva do sebe zapadající převody se nazývají „soukolí“. Obecně je první převodový stupeň „hnací ozubené kolo“namontovaný na hřídeli motoru a druhý převodový stupeň je „hnané ozubené kolo“namontované na zatěžovacím hřídeli. Mezi přenosem energie z hnacího ozubeného kola na hnané ozubené kolo může být také přítomno několik převodových stupňů. Tyto převody se nazývají „převody bez zatížení“.
Nyní se podívejme na soukolí, které má v sobě pouze dva převody. Aby bylo možné vypočítat převodový poměr, musí tyto dva převody na sebe vzájemně působit. Jinými slovy, zuby musí zapadat a jeden musí otáčet druhým. Předpokládejme například, že máte malé hnací ozubené kolo (rychlostní stupeň 1), které otáčí větší poháněné ozubené kolo (převodový stupeň 2)
Krok 2. Spočítejte počet zubů na hnacím ozubeném kole
Jedním ze způsobů, jak vypočítat převodový poměr mezi dvěma do sebe zapadajícími převody, je porovnat jejich počet zubů (malé zubovité nerovnosti na okraji kola), které mají. Začněte tím, že spočítáte, kolik zubů je v hnacím ústrojí. To lze provést ručním výpočtem nebo někdy prohlížením informací vytištěných na hnacím ústrojí.
Předpokládejme například, že menší hnací ozubené kolo v systému má 20 zubů.
Krok 3. Spočítejte počet zubů na poháněném převodu
Dále spočítejte, kolik zubů je v hnacím ozubeném kole, stejně jako dříve u hnacího kola.
Předpokládejme například, že poháněný převodový stupeň má 30 zubů.
Krok 4. Rozdělte počet zubů jeden o druhý
Nyní, když víte, kolik zubů je v každém rychlostním stupni, můžete poměrně snadno vypočítat převodové poměry. Vydělte zuby na hnaném ozubeném kole zuby na hnacím ozubeném kole. Odpověď můžete napsat v desítkové, zlomkové nebo poměrové podobě (jako x: y) v závislosti na svém zadání.
- Ve výše uvedeném příkladu vydělením 30 zubů v poháněném soukolí 20 zuby v hnacím ozubeném kole 30/20 = 1, 5. Můžeme to také zapsat 3/2 nebo 1, 5: 1.
- Význam tohoto převodového poměru je, že menší hnací kolo se musí otočit jeden a půlkrát, aby větší hnané kolo provedlo jednu úplnou otáčku. Protože je poháněné ozubené kolo větší, hnané kolo se bude otáčet pomaleji.
Více než dva převody
Krok 1. Začněte soukolí, které má více než dva převody
Jak název napovídá, „soukolí“může být složeno z dlouhé řady ozubených kol, nikoli pouze z jednoho hnacího a jednoho hnaného ozubeného kola. V tomto případě zůstává první převodový stupeň hnacím ozubeným kolem, poslední převodový stupeň je poháněným ozubeným kolem a střední převodový stupeň se stává „ozubeným kolem bez zátěže“. Tyto nezatížené převody se často používají ke změně směru otáčení nebo ke spojení dvou rychlostních stupňů, když by je přímé seřízení stalo těžkým nebo nedostupným.
Předpokládejme například, že výše popsaný obvod dvou rychlostních stupňů je nyní poháněn ozubeným kolem, které má sedm malých zubů. V tomto případě se ozubené kolo, které mělo 30 pevných zubů, stalo hnaným ozubeným kolem a ozubené kolo, které mělo 20 zubů (což byl dříve pohon), je nyní nezatížené ozubené kolo
Krok 2. Rozdělte počet zubů hnacího kola a hnaného kola
Při řešení soukolí, které má více než dva převody, je důležité si uvědomit, že důležité jsou pouze hnací a hnané převody (obvykle první a poslední rychlostní stupeň). Jinými slovy, převody naprázdno vůbec neovlivňují převodový poměr celé soupravy. Jakmile identifikujete hnací a hnané ozubené kolo, můžete vypočítat převodové poměry stejně jako dříve.
Ve výše uvedeném příkladu vypočítáme převodový poměr vydělením třiceti zubů hnaného ozubeného kola sedmi zuby nového hnacího kola. 30/7 = cca. 4, 3 (nebo 4, 3: 1). To znamená, že hnací ozubené kolo se musí otočit asi 4,3krát, aby se mnohem větší hnané ozubené kolo jednou otočilo.
Krok 3. V případě potřeby vypočítejte převodový poměr pro středový převod
Můžete vypočítat převodové poměry, které zahrnují také nezatížené převody, a v určitých situacích to možná budete chtít udělat. V takovém případě začněte s hnacím kolem a pokračujte až k zátěžovému kolu. Zacházejte s předchozím převodovým stupněm jako s hnacím kolem až k dalšímu. Vydělením počtu zubů na každém „poháněném“ozubeném kole počtem zubů na „hnacím“ozubeném kole pro každou sadu blokovacích převodů vypočítejte převod středového převodu.
- Ve výše uvedeném příkladu je středový převodový poměr 20/7 = 2, 9 a 30/20 = 1, 5. Je třeba poznamenat, že tyto poměry nejsou stejné jako převodový poměr pro celou sadu, což je 4,3.
- nicméně, je třeba také poznamenat, že (20/7) × (30/20) = 4, 3. Obecně by měly být poměry středových převodů soukolí vynásobeny tak, aby se rovnaly poměru všech převodových stupňů.
Metoda 2 ze 2: Provádění výpočtů poměru/rychlosti
Krok 1. Vypočítejte rychlost otáčení hnacího kola
Pomocí konceptu převodových poměrů je snadné určit, jak rychle se hnané kolo otáčí, na základě „vstupní“rychlosti hnacího kola. Pro začátek vypočítejte rychlost otáčení hnacího kola. V mnoha výpočtech rychlostních stupňů to má za následek otáčky za minutu (ot / min), ačkoli lze použít i jiné jednotky rychlosti.
Předpokládejme například, že v příkladu výše uvedeného převodového obvodu s hnacím kolem se sedmi zuby a hnaným kolem se 30 zuby se hnací ozubené kolo otáčí rychlostí 130 ot / min. S těmito informacemi vypočítáme rychlost hnaného ozubeného kola v následujících krocích
Krok 2. Zapojte tyto informace do vzorce S1 × T1 = S2 × T2
V tomto vzorci S1 označuje rychlost otáčení hnacího kola, T1 označuje zuby hnacího kola a S2 a T2 označuje rychlost a zuby hnaného ozubeného kola. Vyplňujte tyto proměnné, dokud vám nezbude pouze jedna proměnná.
- V takovýchto otázkách často najdete velikost S2, i když je možné najít i jiné proměnné. Ve výše uvedeném příkladu zadáním informací, které máme, získáme:
- 130 ot / min × 7 = S2 × 30
Krok 3. Dokončete
Výpočet zbývajících proměnných je jen základní matematický problém. Zjednodušte zbývající rovnice a izolujte proměnnou na jedné straně znaménka rovnice a dostanete odpověď. Nezapomeňte to napsat do správných jednotek. Z tohoto důvodu můžete ztratit hodnotu z domácích úkolů.
- Ve výše uvedeném příkladu to můžeme vyřešit takto:
- 130 ot / min × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 otáček za minutu = S2
- Jinými slovy, pokud se hnací kolo otáčí rychlostí 130 ot / min, hnané kolo se bude otáčet rychlostí 30,33 ot / min. Protože je poháněné ozubené kolo mnohem větší, bude se poháněné ozubené kolo otáčet mnohem pomaleji.
Tipy
- Chcete -li zjistit, jak platí zásada převodového poměru, zkuste jet na kole. Všimněte si, že nejsnazší způsob stoupání je, když máte malý rychlostní stupeň vpředu a velký převodový stupeň vzadu. Otočení menšího rychlostního stupně je snazší pomocí síly na pedály, ale otočení zadního kola vyžaduje hodně otáček ve srovnání s nastavením převodu, které byste použili na rovné povrchy. Díky tomu se budete pohybovat pomaleji.
- Systém se sníženým výkonem (pokud jsou otáčky zátěže nižší než otáčky motoru) bude vyžadovat motor, který poskytuje optimální výkon při vyšších otáčkách.
- Síla potřebná k pohonu břemene se zvyšuje nebo snižuje z motoru prostřednictvím převodových poměrů. Po výpočtu převodového poměru je třeba změnit velikost tohoto motoru, aby poskytoval výkon požadovaný zátěží. Vyvýšený systém (pokud jsou otáčky zátěže vyšší než otáčky motoru) bude vyžadovat motor, který dodává optimální výkon při nižších otáčkách.
