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Übersetzungsverhältnis

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Getriebe werden nicht nur zum Übertragen von Leistung verwendet, sondern bieten auch die Möglichkeit, den mechanischen Vorteil an den Mechanismus anzupassen. Wie in der Einführung zu diesem Gerät erläutert, verfügt der Elektromotor in einigen Fällen über ausreichende Leistung, um eine bestimmte Aufgabe auszuführen, die Leistungseigenschaften des Elektromotors erfüllen jedoch nicht die Anforderungen. Ein Elektromotor, der SEHR schnell dreht, aber ein sehr geringes Drehmoment aufweist, ist nicht zum Heben schwerer Lasten geeignet. In solchen Fällen ist es erforderlich, ein Übersetzungsverhältnis zu verwenden, um die Ausgangscharakteristik zu ändern und ein Gleichgewicht zwischen Drehmoment und Drehzahl herzustellen.

Stellen Sie sich ein Fahrrad vor: Ein Radfahrer hat nur eine begrenzte Leistung und möchte sicherstellen, dass diese Leistung zu jedem Zeitpunkt maximal genutzt wird.

Durch die Änderung des mechanischen Vorteils wird die Bewegungsgeschwindigkeit geändert. Leistung ist der Arbeitsaufwand pro Zeiteinheit. Je größer der Arbeitsaufwand. Je niedriger die Geschwindigkeit der Implementierung.

Beispiel 8.1 zeigt, dass sich der Hebel auf der Eingangsseite um 1 Meter und auf der Ausgangsseite um 4 Meter bewegt. Die Differenz ist proportional zum Verhältnis der Hebellängen.

Ausgangslänge / Eingangslänge = 8/2 = 4

Es ist interessant, dass beide Strecken gleichzeitig zurückgelegt werden. Stellen wir uns vor, dass der Hebel am Eingang in 1 Sekunde um 1 Meter verschoben wird, so dass die Bewegungsgeschwindigkeit am Eingang 1 Meter pro Sekunde beträgt. Gleichzeitig tritt in 1 Sekunde auch ein Ausgangsoffset von 4 Metern auf, die Geschwindigkeit beträgt hier also 8 Meter pro Sekunde. Auslassgeschwindigkeit MEHR Einlassgeschwindigkeit aufgrund des Verhältnisses zwischen den Längen der Hebel.

Beispiel 8.2 zeigt dasselbe System wie in Beispiel 8.1, aber jetzt wirkt eine Kraft von 4 Newton auf den Eingang. Was ist die resultierende Abtriebskraft?

Zunächst muss das durch die Eingangskraft verursachte Moment im Drehmittelpunkt mit den Formeln aus Block 7 berechnet werden:

Drehmoment = Kraft x Abstand vom Schwerpunkt = 4 N x 2 m = 8 Nm

Als nächstes muss die resultierende Kraft am Ausgang berechnet werden:

Kraft = Drehmoment / Abstand = 8 Nm / 8 m = 1 Newton

Wenn wir uns diese beiden Beispiele ansehen, sehen wir, dass sich das System unter dem Einfluss einer Eingabekraft von 4 Newton um 1 Meter verschiebt, dann verschiebt es sich am Ausgang um 4 Meter unter der Wirkung einer Kraft von 1 Newton. Mit weniger Kraft bewegt sich der Hebel schneller!

Wir können sehen, wie ein mechanischer Vorteil (ausgedrückt in Form von Hebeln) verwendet werden kann, um die Eingabekraft zu steuern, um die gewünschte Ausgabe zu erhalten. Die Übertragung funktioniert nach dem gleichen Prinzip.

Ein Stirnrad ist im Wesentlichen eine Reihe von Hebeln. Je größer der Durchmesser des Zahnrads ist, desto länger ist der Hebel.

Wie aus Beispiel 8.3 hervorgeht, ist das Ergebnis des auf den ersten Gang ausgeübten Drehmoments die an den Zahnspitzen auftretende Linearkraft. Die gleiche Kraft wirkt auf die Zahnspitzen, mit denen der erste Gang eingreift, und bewirkt, dass sich der zweite durch die Wirkung eines Drehmoments dreht. Die Durchmesser der Zahnräder entsprechen der Länge der Hebel, während die Änderung des Drehmoments dem Verhältnis der Durchmesser entspricht. Wenn die kleinen Gänge mehr Gänge antreiben, erhöht sich das Drehmoment. Wenn die großen Zahnräder die kleinen Zahnräder antreiben, wird das Drehmoment reduziert.

In Beispiel 8.4 bedeutet dies, wenn sich das Eingangszahnrad mit 36 ​​Zähnen um eine Strecke von einem Zahn dreht (d = Breite von einem Zahn), dass es sich um 1/36 seiner vollen Umdrehung dreht (a1 = 360/36 = 10 Grad). Beim Wenden wird ein 60-Zahn-Gang in Gang gesetzt, der ebenfalls um 1 Zahn geschaltet werden muss. Für ein Zahnrad mit 60 Zähnen bedeutet dies jedoch einen Versatz von nur 1/60 der vollen Umdrehung (a2 = 360/60 = 6 Grad).

Wenn das kleine Zahnrad in einem bestimmten Zeitintervall eine bestimmte Strecke zurücklegt, legt das große Zahnrad eine kleinere Strecke zurück. Dies bedeutet, dass sich das große Zahnrad langsamer dreht als das kleine. Dieses Prinzip funktioniert in beide Richtungen. Wenn die kleinen Gänge mehr Gänge antreiben, nimmt die Geschwindigkeit ab. Wenn große Gänge kleine Gänge antreiben, erhöht sich die Geschwindigkeit.

Aus den Beispielen 8.1 - 8.4 geht hervor, dass das Verhältnis zwischen den Größen zweier ineinander greifender Zahnräder proportional zur Änderung des Drehmoments und der Geschwindigkeit zwischen ihnen ist. Dies wird als Übersetzungsverhältnis bezeichnet.

Wie oben erläutert, ist die Anzahl der Verzahnungen direkt proportional zu ihrem Durchmesser. Daher können Sie zur Berechnung des Übersetzungsverhältnisses anstelle des Durchmessers einfach die Zähne zählen.

Das Übersetzungsverhältnis wird ausgedrückt als (Zahnradzähne): (Zahnradzähne), daher kann das oben dargestellte Zahnradpaar als 12:60 (oder 36 bis 60) beschrieben werden.

Das Übersetzungsverhältnis errechnet sich aus der Formel (Zähne des angetriebenen Zahnrads) / (Zähne des Ritzels)

Daher ist das Übersetzungsverhältnis = Zahnradzähne / Zahnradzähne = 60/36 = 1,67


Wie oben erörtert, wird das Übersetzungsverhältnis als (Zahnradzähne): (Zahnradzähne) ausgedrückt, so dass das oben dargestellte Zahnradpaar als 12:60 (oder 12 bis 60) ausgedrückt werden kann.

Das Übersetzungsverhältnis errechnet sich aus der Formel (Zähne des angetriebenen Zahnrads) / (Zähne des Ritzels)

Daher ist das Übersetzungsverhältnis = Zähne des angetriebenen Zahnrads / Zähne des Ritzels = 60/12 = 5

Betrachten Sie das oben dargestellte Beispiel.

Das maximale Überlastmoment der zweiten Welle kann nach folgender Formel berechnet werden:

Ausgangsdrehmoment = Eingangsdrehmoment x Übersetzungsverhältnis

Ausgangsdrehmoment = 1,5 Nm x 5 = 7,5 Nm

Die freie Drehzahl der zweiten Welle kann nach folgender Formel berechnet werden:

Ausgangsdrehzahl = Eingangsdrehzahl / Übersetzungsverhältnis = 100 U / min / 5 = 20 U / min

Die zweite Welle dreht sich daher mit einer freien Drehzahl von 20 U / min, während das maximale Überlastmoment 7,5 Nm beträgt. Mit abnehmender Drehzahl steigt das Drehmoment.

Für das zweite Beispiel können Berechnungen auf die gleiche Weise durchgeführt werden.

Übersetzungsverhältnis = Abtriebsverzahnung / Abtriebsverzahnung = 12/60 = 0,2

Ausgangsdrehmoment = Eingangsdrehmoment x Übersetzungsverhältnis = 1,5 Nm x 0,2 = 0,3 Nm

Ausgangsdrehzahl = Eingangsdrehzahl / Übersetzungsverhältnis = 100 U / min / 0,2 = 500 U / min

Die zweite Welle dreht sich daher mit einer freien Drehzahl von 500 U / min, während das endgültige Überlastdrehmoment 0,3 Nm beträgt. Mit zunehmender Drehzahl nimmt das Drehmoment ab.

So berechnen Sie das Übersetzungsverhältnis

Wie berechnet man das Übersetzungsverhältnis von mechanischen Getrieben?

In diesem Artikel werde ich ein Beispiel für die Berechnung des Übersetzungsverhältnisses von Zahnrädern mit unterschiedlichen Durchmessern und Zähnen geben. Diese Berechnung wird verwendet, wenn es wichtig ist, zum Beispiel die Drehzahl der Getriebewelle mit einer bekannten Antriebsdrehzahl und Zahneigenschaften zu bestimmen.

Natürlich ist es möglich, die Drehzahl der Abtriebswelle zu messen, in einigen Fällen ist jedoch eine Berechnung erforderlich. Außerdem ist es in der theoretischen Mechanik erforderlich, bei der Konstruktion verschiedener Komponenten und Mechanismen Zahnräder zu berechnen, um eine bestimmte Drehzahl zu erhalten.

Der Begriff Übersetzungsverhältnis ist sehr vieldeutig. Der Begriff Übersetzungsverhältnis wird hier wiedergegeben, was jedoch nicht ganz richtig ist. Wenn wir von der Übersetzung sprechen, meinen wir, wie viele Umdrehungen das angetriebene Rad (Zahnrad) relativ zum Antrieb machen wird.

Um die Abläufe und den Aufbau des Getriebes richtig zu verstehen, sollten Sie sich zunächst mit GOST 16530-83 vertraut machen.

Betrachten Sie also ein Berechnungsbeispiel mit zwei Zahnrädern.

Um das Übersetzungsverhältnis zu berechnen, müssen wir mindestens zwei Gänge haben. Dies nennt man einen Getriebezug. Üblicherweise ist das erste Zahnrad das Antriebszahnrad und befindet sich auf der Antriebswelle, das zweite Zahnrad wird angetriebenes Zahnrad genannt und dreht sich, wenn es mit dem Antriebszahnrad in Eingriff steht. Dies können viele andere Gänge sein, die als Zwischengänge bezeichnet werden. Betrachten Sie zur Vereinfachung der Berechnung ein Zahnrad mit zwei Zahnrädern.

Im Beispiel haben wir zwei Zahnräder: das Antriebszahnrad (1) und das Abtriebszahnrad (2). Am einfachsten ist es, die Anzahl der Zähne auf den Zahnrädern zu zählen. Zählen Sie die Anzahl der Zähne des Ritzels. Sie können auch die Markierungen auf dem Getriebegehäuse sehen.

Stellen Sie sich vor, ein Ritzel (rot) hat 40 Zähne und ein angetriebenes Zahnrad (blau) 60 Zähne.

Teilen Sie die Anzahl der Zähne des angetriebenen Zahnrads durch die Anzahl der Zähne des Ritzels, um das Übersetzungsverhältnis zu berechnen. In unserem Beispiel: 60/40 = 1,5. Sie können die Antwort auch als 3/2 oder 1,5: 1 aufzeichnen.

Ein solches Übersetzungsverhältnis bedeutet, dass das rote Ritzel eineinhalb Umdrehungen zurücklegen muss, damit das blaue Ritzel eine Umdrehung macht.

Nun wollen wir die Aufgabe mit mehr Zahnrädern komplizieren. Fügen Sie unserem Zahnrad ein weiteres Zahnrad mit 14 Zähnen hinzu. Lassen Sie uns sie die Führung machen.

Beginnen wir mit dem gelben Ritzel und bewegen uns in Richtung des Ritzels. Für jedes Zahnradpaar berechnen wir unser Übersetzungsverhältnis. Wir haben zwei Paare: gelb-rot, rot-blau. In jedem Paar betrachten wir den ersten Gang als den führenden Gang und den zweiten als den angetriebenen Gang.

In unserem Beispiel betragen die Übersetzungsverhältnisse für den Leerlauf 40/14 = 2,9 und 60/40 = 1,5.

Wir multiplizieren die Werte der Übersetzungsverhältnisse jedes Paares und erhalten das Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes: (20/7) × (30/20) = 4,3. Das heißt, um das Übersetzungsverhältnis des gesamten Getriebes zu berechnen, ist es notwendig, die Übersetzungsverhältnisse für die Zwischengänge zu multiplizieren.

Wir bestimmen nun die Rotationsfrequenz.

Anhand des Übersetzungsverhältnisses und der Geschwindigkeit des gelben Zahnrads können Sie leicht die Geschwindigkeit des angetriebenen Zahnrads berechnen. Typischerweise wird die Geschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute (U / min) gemessen. Betrachten Sie ein Beispiel für einen Getriebezug mit drei Gängen. Angenommen, die Drehzahl des gelben Zahnrads beträgt 340 U / min. Wir berechnen die Rotationsfrequenz des roten Zahnrads.

Wir werden die Formel verwenden: S1 × T1 = S2 × T2,

S1 - Rotationsfrequenz des gelben (führenden) Zahnrads,

T1 - die Anzahl der Zähne des gelben (führenden) Zahnrads,

S2 - Rotationsfrequenz des roten Zahnrads,

T2 - die Anzahl der Zähne des roten Zahnrads.

In unserem Fall müssen Sie S2 finden, aber mit dieser Formel können Sie jede Variable finden.

340 U / min × 7 = S2 × 40

Es stellt sich heraus, dass sich das angetriebene rote Zahnrad mit einer Drehzahl von ungefähr 60 U / min dreht, wenn sich das vordere gelbe Zahnrad mit einer Frequenz von 340 U / min dreht. Auf die gleiche Weise berechnen wir die Rotationsfrequenz des Rot-Blau-Paares. Das Ergebnis - die Drehzahl des blauen Zahnrads - ist die gewünschte Drehzahl des gesamten Zahnradgetriebes.

Allgemeine Definition

Ein gutes Beispiel für die Änderung der Geschwindigkeit ist am einfachsten auf einem einfachen Fahrrad zu beobachten. Man tritt langsam in die Pedale. Das Rad dreht sich viel schneller. Die Änderung der Anzahl der Umdrehungen erfolgt aufgrund von 2 Kettenrädern, die in einer Kette verbunden sind. Wenn ein großer, der sich mit den Pedalen dreht, eine Umdrehung macht, rollt ein kleiner, der auf der hinteren Nabe steht, mehrmals.

Drehmomentübertragung

Die Mechanismen verwenden verschiedene Arten von Zahnrädern, die das Drehmoment ändern. Sie haben ihre eigenen Eigenschaften, positiven Eigenschaften und Nachteile. Die gängigsten Programme:

Die Riemenübertragung ist in der Ausführung am einfachsten. Es wird verwendet, um hausgemachte Maschinen in Werkzeugmaschinen herzustellen, um die Drehzahl der Arbeitseinheit in Autos zu ändern.

Der Riemen wird zwischen zwei Riemenscheiben gezogen und überträgt die Rotation vom Master auf den Follower. Die Leistung ist gering, da der Riemen über eine glatte Oberfläche gleitet. Dadurch ist die Riemeneinheit die sicherste Art, Rotation zu übertragen. Bei Überlastung rutscht der Riemen und die Abtriebswelle bleibt stehen.

Die übertragene Drehzahl hängt vom Scheibendurchmesser und vom Haftungskoeffizienten ab. Die Drehrichtung ändert sich nicht.

Die Übergangsstruktur ist ein Riemengetriebe.

Es gibt Vorsprünge am Riemen und Zähne am Zahnrad. Dieser Riementyp befindet sich unter der Motorhaube des Fahrzeugs und verbindet die Kettenräder an den Achsen der Kurbelwelle und des Vergasers. Bei Überlastung reißt der Riemen, da dies das günstigste Teil ist.

Die Kette besteht aus Kettenrädern und einer Kette mit Rollen. Die übertragene Geschwindigkeit, Kraft und Drehrichtung ändern sich nicht. Kettengetriebe werden häufig in Transportmechanismen auf Förderbändern eingesetzt.

Getriebekennlinie

Bei einem Zahnradgetriebe wirken der antreibende und der angetriebene Teil aufgrund des Eingriffs der Zähne direkt zusammen. Die Grundregel für den Betrieb eines solchen Knotens lautet, dass die Module gleich sein sollten. Andernfalls blockiert der Mechanismus. Daraus folgt, dass die Durchmesser direkt proportional zur Anzahl der Zähne zunehmen. Einige Werte können in den Berechnungen durch andere ersetzt werden.

Modul - die Größe zwischen den gleichen Punkten zweier benachbarter Zähne.

Zum Beispiel zwischen den Achsen oder Punkten auf der Evolvente in der Mittellinie Die Größe des Moduls besteht aus der Breite des Zahns und der Lücke zwischen ihnen. Es ist besser, das Modul am Schnittpunkt der Basislinie und der Zahnachse zu messen. Je kleiner der Radius ist, desto stärker verzerrt sich die Zahnlücke entlang des Außendurchmessers und vergrößert sich bis zur Spitze der Nenngröße. Ideale Evolventenformen können praktisch nur auf der Schiene sein. Theoretisch auf einem Rad mit einem maximalen unendlichen Radius.

Ein Teil mit weniger Zähnen wird als Zahnrad bezeichnet. Normalerweise fährt es und überträgt das Drehmoment vom Motor.

Das Zahnrad hat einen größeren Durchmesser und wird paarweise angetrieben. Es ist mit dem Arbeitsknoten verbunden. Beispielsweise überträgt es die Rotation mit der notwendigen Geschwindigkeit auf die Räder des Autos, die Spindel der Maschine.

In der Regel nimmt die Drehzahl ab und die Leistung zu. Wenn ein Paar eines Teils mit einem größeren Durchmesser, das führende, am Ausgang des Zahnrads eine größere Anzahl von Umdrehungen aufweist, dreht es sich schneller, aber die Kraft des Mechanismus nimmt ab. Solche Übertragungen werden Herunterschalten genannt.

Warum brauchen Sie einen Parasiten?

Wenn das Zahnrad und das Rad zusammenwirken, ändern sich mehrere Werte gleichzeitig:

  • Anzahl der Umdrehungen
  • Macht
  • Drehrichtung.

Nur bei Planetenaggregaten mit Schneiden von Zähnen entlang des Innendurchmessers der Krone bleibt die Drehrichtung erhalten. Bei Außenverzahnung werden zwei identische Zahnräder hintereinander geschaltet. Ihre Interaktion ändert nichts außer der Bewegungsrichtung. In diesem Fall heißen beide Getriebeteile Zahnräder, keine Räder. Das zweite Zwischenprodukt wurde als "Parasit" bezeichnet, da es nicht in die Berechnungen einbezogen ist, sondern nur das Vorzeichen ändert.

Arten von Zahngelenken

Die Verzahnung kann an den Teilen eine andere Zahnform aufweisen. Dies hängt von der Anfangslast und der Position der Achsen der zusammenpassenden Teile ab. Es gibt Arten von beweglichen Gelenken:

Die gebräuchlichste und am einfachsten durchzuführende Stirnradverzahnung. Die äußere Oberfläche des Zahns ist zylindrisch. Die Anordnung der Achsen von Zahnrad und Rad ist parallel. Der Zahn befindet sich im rechten Winkel zur Stirnfläche des Teils.

Wenn es keine Möglichkeit gibt, die Breite des Rades zu vergrößern, aber eine große Kraftübertragung erforderlich ist, wird der Zahn schräg geschnitten und dadurch die Kontaktfläche vergrößert. Die Übersetzungsberechnung ändert sich nicht. Der Knoten wird kompakter und leistungsfähiger.

Das Fehlen von Schrägverzahnungen bei der zusätzlichen Belastung der Lager. Die Kraft aus dem Druck des Antriebsteils wirkt senkrecht zur Kontaktebene. Neben der radialen tritt auch die axiale Kraft auf.

Um die Spannung entlang der Achse zu kompensieren und die Leistung weiter zu erhöhen, ermöglicht die Chevron-Verbindung. Das Rad und das Zahnrad haben 2 Reihen von schrägen Zähnen, die in verschiedene Richtungen gerichtet sind. Die Getriebezahl berechnet sich analog zum Stirnradgetriebe nach dem Verhältnis von Zähnezahl und Durchmesser. Chevron-Getriebe ist kompliziert. Es wird nur auf Mechanismen mit sehr großer Belastung abgestellt.

Im Kegelradgetriebe sind die Achsen abgewinkelt. Das Arbeitselement ist in einer konischen Ebene geschnitten. Das Übersetzungsverhältnis solcher Paare kann 1 sein, wenn Sie nur die Wirkebene der Kraft ändern müssen. Um die Leistung zu erhöhen, wird ein halbkreisförmiger Zahn geschnitten. Die übertragene Anzahl von Umdrehungen wird nur von Zahn berücksichtigt, der Durchmesser wird hauptsächlich bei der Berechnung der Abmessungen des Knotens verwendet.


Das Schrägzahnrad hat einen Zahnschnitt in einem Winkel von 45 °. Dadurch können Sie die Achse der Arbeitselemente senkrecht in verschiedenen Ebenen anordnen.

Das Schneckenrad hat kein Zahnrad, das Schneckenrad ersetzt es. Achsen von Teilen kreuzen sich nicht. Sie sind im Raum senkrecht, aber in verschiedenen Ebenen. Das Übersetzungsverhältnis des Paares wird durch die Anzahl der Fadenstarts an der Schnecke bestimmt.

Darüber hinaus produzieren sie andere Getriebetypen, sind jedoch äußerst selten und gehören nicht zu den Standardgetrieben.

Mehrstufengetriebe

So wählen Sie das richtige Übersetzungsverhältnis. Der Motor erzeugt normalerweise mehrere tausend Umdrehungen pro Minute. Bei der Ausfahrt - die Räder des Autos und die Spindel der Maschine, wird diese Drehzahl zu einem Unfall führen. Мощности исполняющего механизма не хватит, чтобы рабочий инструмент мог резать металл, а колеса сдвинули автомобиль. Одна пара зубчатого зацепления не сможет обеспечить требуемое понижение или ведомая деталь должна иметь огромные размеры.

Создается многоступенчатый узел с несколькими парами зацеплений. Передаточное число редуктора считается как произведение чисел каждой пары.

Uр - Übersetzungsverhältnis

Bevor Sie das Übersetzungsverhältnis des Getriebes auswählen, müssen Sie die Anzahl der Paare und die Drehrichtung der Abtriebswelle ermitteln und die Berechnung in umgekehrter Reihenfolge auf der Grundlage der maximal zulässigen Radabmessungen durchführen.

Bei einem mehrstufigen Getriebe werden alle zwischen dem Ritzel am Getriebeeingang und dem angetriebenen Zahnkranz an der Abtriebswelle befindlichen Getriebeteile als Zwischenräder bezeichnet. Jedes einzelne Paar hat eine eigene Sendernummer, einen eigenen Gang und ein eigenes Rad.

Getriebe und Getriebe

Jedes Getriebe mit Getriebe ist ein Getriebe, aber das Gegenteil ist nicht der Fall.

Das Getriebe ist ein Getriebe mit einer beweglichen Welle, auf der sich Zahnräder unterschiedlicher Größe befinden. Bei der Bewegung entlang der Achse wird das eine oder andere Teilepaar in die Arbeit einbezogen. Der Wechsel erfolgt aufgrund der abwechselnden Verbindung verschiedener Zahnräder und Räder. Sie unterscheiden sich in Durchmesser und Übertragungsgeschwindigkeit. Dies ermöglicht es, nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die Leistung zu ändern.

Autoübertragung

In der Maschine wird die translatorische Bewegung des Kolbens in eine rotierende Kurbelwelle umgewandelt. Die Übertragung ist ein komplexer Mechanismus, bei dem eine große Anzahl verschiedener Knoten miteinander interagieren. Sein Zweck ist es, die Rotation vom Motor auf die Räder zu übertragen und die Anzahl der Umdrehungen einzustellen - die Geschwindigkeit und die Leistung des Autos.

Das Getriebe enthält mehrere Getriebe. Dies ist zuallererst:

  • getriebe - geschwindigkeiten
  • Differential

Das Getriebe in der Kinematik steht unmittelbar hinter der Kurbelwelle, ändert die Drehzahl und Drehrichtung.

Durch Schalten - Bewegen der Welle werden die Zahnräder auf der Welle abwechselnd mit verschiedenen Rädern verbunden. Bei eingeschalteter Rückwärtsfahrt ändert sich die Drehrichtung durch den Parasiten, das Auto fährt dadurch rückwärts.

Das Differential ist ein Kegelradgetriebe mit zwei Ausgangswellen, die sich auf derselben Achse gegenüberliegen. Sie schauen in verschiedene Richtungen. Das Übersetzungsverhältnis des Differentialgetriebes ist klein und beträgt 2 Einheiten. Es ändert die Position der Drehachse und Richtung. Aufgrund der Position der Kegelräder, die sich gegenüberliegen, drehen sie sich, wenn sie mit einem Zahnrad in Eingriff stehen, relativ zur Position der Achse des Fahrzeugs in die gleiche Richtung und übertragen das Drehmoment direkt auf die Räder. Das Differential ändert die Geschwindigkeit und Drehrichtung der angetriebenen Kegel und hinter ihnen der Räder.

So berechnen Sie das Übersetzungsverhältnis

Das Zahnrad und das Zahnrad haben eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen mit dem gleichen Modul und einer proportionalen Größe der Durchmesser. Das Übersetzungsverhältnis gibt an, wie viele Umdrehungen der Antriebsteil macht, um den Mitnehmer im vollen Kreis zu drehen. Zahnräder haben eine starre Verbindung. Die übertragene Drehzahl in ihnen ändert sich nicht. Dies wirkt sich negativ auf den Betrieb des Geräts bei Überlastung und Staub aus. Der Zahn kann nicht wie ein Riemen über eine Riemenscheibe gleiten und reißt.

Berechnung ohne Widerstand

Bei der Berechnung des Übersetzungsverhältnisses wird die Anzahl der Zähne an jedem Teil oder deren Radien verwendet.

Wo bist du?12 - Übersetzungsverhältnis von Zahnrädern und Rädern,

Z2 und Z1 - jeweils die Anzahl der Zähne des angetriebenen Rades und des Ritzels.

Das Vorzeichen „+“ wird gesetzt, wenn sich die Drehrichtung nicht ändert. Dies gilt für Planetenräder und Zahnräder mit Schneidzähnen entlang des Innendurchmessers des Rades. Bei Vorhandensein eines parasitären Zwischenstücks zwischen Ritzel und Zahnkranz ändert sich die Drehrichtung wie bei der Außenverbindung. In diesen Fällen wird "-" in die Formel eingefügt.

Wenn zwei Teile durch einen zwischen ihnen befindlichen Parasiten extern verbunden sind, wird das Übersetzungsverhältnis als das Verhältnis der Anzahl der Zähne des Rads und des Zahnrads mit dem Vorzeichen "+" berechnet. Der Parasit nimmt nicht an den Berechnungen teil, sondern ändert nur die Richtung und dementsprechend das Vorzeichen vor der Formel.

Normalerweise wird eine Richtung im Uhrzeigersinn als positiv angesehen. Das Vorzeichen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung mehrstufiger Getriebe. Das Übersetzungsverhältnis jedes Getriebes wird separat in der Reihenfolge bestimmt, in der sie sich in der kinematischen Kette befinden. Das Schild zeigt sofort die Drehrichtung der Abtriebswelle und der Arbeitseinheit ohne zusätzliche Diagramme an.

Die Berechnung des Übersetzungsverhältnisses eines Getriebes mit mehreren Gängen - mehrstufig, wird als Produkt der Übersetzungsverhältnisse bestimmt und nach der Formel berechnet:

Mit der Methode zur Berechnung des Übersetzungsverhältnisses können Sie ein Getriebe mit vorgegebenen Ausgangswerten für die Anzahl der Umdrehungen konstruieren und theoretisch das Übersetzungsverhältnis ermitteln.

Starre Verzahnung ist starr. Teile können nicht wie bei einem Riementrieb relativ zueinander verrutschen und das Verhältnis der Umdrehungen ändern. Daher ändert sich die Abtriebsdrehzahl nicht, unabhängig von Überlast. Die Berechnung der Winkelgeschwindigkeit und der Drehzahl ist korrekt.

Getriebeeffizienz

Bei einer Berechnung des realen Übersetzungsverhältnisses sollten zusätzliche Faktoren berücksichtigt werden. Die Formel gilt für die Winkelgeschwindigkeit, da sie im Moment der Kraft und Leistung in einem realen Getriebe viel kleiner sind. Ihr Wert verringert den Widerstand der Übertragungsmomente:

  • Reibung benachbarter Oberflächen,
  • Biegen und Verdrehen von Teilen unter dem Einfluss von Kraft und Verformungswiderstand,
  • Verlust an Dübeln und Schlitzen,
  • Reibung in Lagern.

Jede Art der Verbindung, Lagerung und Montage hat ihre eigenen Korrekturfaktoren. Sie sind in der Formel enthalten. Konstrukteure führen keine Berechnungen für die Biegung der einzelnen Keile und Lager durch. Das Nachschlagewerk enthält alle notwendigen Koeffizienten. Bei Bedarf können sie berechnet werden. Formeln unterscheiden sich nicht in der Einfachheit. Sie verwenden Elemente der höheren Mathematik. Die Berechnungen basieren auf der Fähigkeit und den Eigenschaften von Chrom-Nickel-Stählen, ihrer Duktilität, Zugfestigkeit, Biegung, Knick und anderen Parametern, einschließlich der Abmessungen des Teils.

Bei den Lagern werden im technischen Nachschlagewerk, nach dem sie ausgewählt werden, alle Daten zur Berechnung ihres Betriebszustands angegeben.

Bei der Berechnung der Leistung ist der Hauptindikator für die Verzahnung der Kontaktpunkt, er wird in Prozent angegeben und seine Größe ist von großer Bedeutung. Perfekt geformt und berührt in der gesamten Evolvente können nur Zähne gemalt haben. In der Praxis werden sie mit einem Fehler von mehreren Hundertstel Millimetern hergestellt. Während des Betriebs der Einheit unter Last auf der Evolvente erscheinen Flecken an den Stellen, an denen die Teile aufeinander wirken. Je größer die Fläche auf der Zahnoberfläche ist, die sie einnehmen, desto besser ist die Kraftübertragung während der Drehung.

Alle Koeffizienten werden miteinander kombiniert und das Ergebnis ist der Wert für den Wirkungsgrad des Getriebes. Der Wirkungsgrad wird in Prozent angegeben. Sie wird durch das Leistungsverhältnis der Antriebs- und Abtriebswelle bestimmt. Je mehr Zahnräder, Gelenke und Lager vorhanden sind, desto geringer ist der Wirkungsgrad.

Übersetzungsverhältnis

Das Übersetzungsverhältnis ist dasselbe wie das Übersetzungsverhältnis. Die Größe der Winkelgeschwindigkeit und des Kraftmoments ändert sich proportional zum Durchmesser und dementsprechend zur Anzahl der Zähne, hat jedoch den entgegengesetzten Wert.

Je größer die Anzahl der Zähne ist, desto geringer sind die Winkelgeschwindigkeit und die Schlagkraft.

In einer schematischen Darstellung der Größe der Kraft und Bewegung können das Zahnrad und das Rad als Hebel mit Abstützung am Berührungspunkt der Zähne und Seiten dargestellt werden, die den Durchmessern der zusammenpassenden Teile entsprechen. Wenn sie um einen Zahn verschoben werden, gehen ihre Extrempunkte über dieselbe Distanz. Der Drehwinkel und das Drehmoment an jedem Teil sind jedoch unterschiedlich.

Beispielsweise dreht sich ein Zahnrad mit 10 Zähnen um 36 °. Gleichzeitig verschiebt sich das Teil mit 30 Zähnen um 12 °. Die Winkelgeschwindigkeit eines Teils mit einem kleineren Durchmesser ist dreimal so groß. Gleichzeitig ist der Weg, den der Punkt auf dem Außendurchmesser zurücklegt, umgekehrt proportional. Am Getriebe ist die Bewegung des Außendurchmessers geringer. Das Kraftmoment nimmt umgekehrt mit dem Verschiebungsverhältnis zu.

Das Drehmoment steigt mit dem Radius des Teils. Sie ist direkt proportional zur Größe des Schlagarms - der Länge des imaginären Hebels.

Das Übersetzungsverhältnis gibt an, um wie viel sich das Kraftmoment geändert hat, als es über das Getriebe übertragen wurde. Der digitale Wert entspricht der übertragenen Geschwindigkeit.

Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes berechnet sich nach der Formel:

Wo bist du?12 - Übersetzungsverhältnis des Gangs zum Rad,

ω1 und ω2 - die Winkelgeschwindigkeit des führenden und des angetriebenen Elements der Verbindung,


Das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten kann über die Anzahl der Zähne berechnet werden. In diesem Fall wird die Drehrichtung nicht berücksichtigt und alle Zahlen mit positivem Vorzeichen.

Das Zahnradgetriebe hat den höchsten Wirkungsgrad und den geringsten Schutz vor Überlastung - als Element der Krafteinleitung muss man mit aufwändiger Fertigungstechnik ein neues teures Teil herstellen.

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