Angrenajele sunt practic peste tot. Sunt în mașini, atât în transmisie, cât și în ștergătoarele de parbriz. Sunt în biciclete, în ustensile de bucătărie precum batătorul de ouă și chiar în ceasuri - sau cel puțin obișnuiau să fie. Un angrenaj este practic un set de roți dințate cuplate între ele pentru a crește sau reduce viteza de rotație a unui arbore de acționare a motorului.
Cantitatea pe care un sistem de angrenaje poate modifica viteza de rotație este o funcție de dimensiunile relative ale roților dințate și este cunoscută sub numele de raport de transmisie. Formula raportului de transmisie se dovedește a fi destul de simplă. Practic, numărați numărul de dinți de pe roata condusă și îl împărțiți la numărul de dinți de pe roata șoferului, care este cel atașat motorului. Este un calcul simplu, chiar și atunci când sistemul de transmisie este format din mai multe roți intermediare numite ralanti.
Este mai ușor să calculați raportul de transmisie decât credeți
Când cuplați două roți dințate, dimensiunile lor relative determină cât de repede se va roti fiecare. Dacă roata șoferului este mai mică decât roata antrenată, aceasta se va roti mai des decât cea mai mare. Dacă roata șoferului este mai mare, roata condusă se va roti mai repede.
Ați putea calcula cantitatea de accelerare și încetinire pe care o produce un sistem de angrenaje simplu comparând razele roților, dar există o modalitate mai ușoară. Deoarece dinții ambelor roți dințate se blochează, acestea trebuie să aibă aceeași dimensiune pe ambele roți, astfel încât să puteți compara pur și simplu numărul de dinți de pe cele două roți. Acesta este de fapt modul în care calculați raportul de transmisie. Numărați numărul de dinți atât pe roata șoferului, cât și pe roata condusă și exprimați aceste numere ca un raport sau o fracțiune.
De exemplu, dacă roata șoferului are 20 de dinți, iar roata antrenată are 40, calculați raportul de transmisie ca 40/20, care se simplifică la 2/1 sau 2: 1. (Numărul de dinți de pe roata condusă merge întotdeauna peste fracțiune sau primul din raport). Acest lucru vă spune că, pentru fiecare rotație a roții conduse, roata șoferului face două rotații. În mod similar, un raport de 1/2 vă spune că roata condusă se rotește de două ori pentru fiecare rotație a roții conducătorului auto - cu alte cuvinte, roata condusă se rotește mai repede decât arborele motorului.
Cum se aplică ecuația raportului de transmisie la sistemele complexe
Multe sisteme de transmisie încorporează una sau mai multe roți de mers înapoi, care sunt deseori acolo pentru a se asigura că roata șoferului și roata condusă se rotesc în aceeași direcție sau pentru a schimba planul de rotație. Puteți aplica formula raportului de transmisie la fiecare pereche de roți din sistemul de transmisie succesiv pentru a ajunge la un raport de transmisie final pentru sistem, dar nu este necesar să faceți acest lucru. Dacă faceți acest lucru, veți găsi că produsul tuturor raporturilor de transmisie este același cu raportul dintre roata șoferului și roata antrenată.
Cu alte cuvinte, roata șoferului și roata antrenată sunt singurele două care contează. Indiferent de câte ralanti există în sistem, raportul de transmisie final este raportul dintre roata șoferului și roata antrenată. Acest lucru este valabil pentru toate tipurile de roți dințate, inclusiv roți dințate, roți dințate și roți dințate.
Utilizarea raportului de viteze pentru a calcula viteza
Dacă cunoașteți viteza de rotație a roții șoferului, care este de obicei măsurată în rotații pe minut (rpm), raportul de transmisie vă indică viteza roții conduse. De exemplu, luați în considerare un sistem cu un raport de transmisie de 3: 1, ceea ce înseamnă că roata șoferului se rotește de trei ori mai repede decât roata condusă. Dacă viteza roții șoferului este de 300 rpm, viteza roții conduse este de 100 rpm.
În general, puteți calcula viteza de rotație utilizând următoarea ecuație a raportului de transmisie:
S1 • T1 = S2 • T2, Unde
S1 este viteza roții șoferului și T1 este numărul de dinți de pe acea roată.
S2 Si t2 sunt viteza și numărul dinților roții conduse.
Dacă proiectați un sistem de transmisie, veți găsi o diagramă a raportului de transmisie la îndemână. Puteți găsi turațiile motorului în specificații și puteți utiliza graficul pentru a proiecta un sistem de transmisie care va produce orice viteză de rotație pe roata condusă de care aveți nevoie.