U strojarstvu prijenosni omjer izravno je mjerenje brzine vrtnje dva ili više zupčanika koji su konkurentno uključeni. Općenito je pravilo kada se radi o dva zupčanika, ako je pogonski zupčanik (zupčanik koji prima rotacijsku silu izravno iz motora, motora itd.) Veći od pogonskog zupčanika, pogonski će se zupčanik rotirati brže i obrnuto. Ovaj osnovni pojam možemo zapisati u formulu Prijenosni omjer = T2/T1, T1 je broj zubaca u prvom stupnju prijenosa, a T2 broj zubaca u drugom stupnju prijenosa.
Korak
Metoda 1 od 2: Izračun omjera zupčanika u prijenosnom krugu
Dva zupčanika
Korak 1. Počnite s kompletom s dva stupnja prijenosa
Da biste odredili prijenosni omjer, morate imati najmanje dva zupčanika međusobno blokirana. Ova dva zupčanika koji se međusobno spajaju nazivaju se "sklopovi zupčanika". Općenito, prvi stupanj prijenosa je "pogonski zupčanik" postavljen na osovinu motora, a drugi stupanj prijenosa je "pogonski zupčanik" postavljen na osovinu tereta. U međuvremenu mogu postojati i brojni zupčanici za prijenos snage s pogonskog zupčanika na pogonski. Ti se zupčanici nazivaju "zupčanici bez opterećenja".
Pogledajmo sada set zupčanika koji ima samo dva stupnja prijenosa. Kako bi se izračunao prijenosni omjer, ova dva zupčanika moraju međusobno djelovati. Drugim riječima, zubi moraju biti isprepleteni, a jedan mora rotirati drugi. Na primjer, pretpostavimo da imate mali pogonski zupčanik (zupčanik 1) koji rotira veći pogonski zupčanik (zupčanik 2)
Korak 2. Izbrojite broj zubaca na pogonskom zupčaniku
Jedan od načina za izračun prijenosnog omjera između dva međusobno povezana zupčanika je usporedba broja zuba (malih izbočina na rubu kotača nalik zubima) koje imaju. Započnite brojenjem koliko je zuba u pogonskom zupčaniku. To možete učiniti ručnim izračunom ili ponekad gledanjem informacija ispisanih na pogonskom zupčaniku.
Na primjer, pretpostavimo da manji pogonski zupčanik u sustavu ima 20 zuba.
Korak 3. Izbrojite broj zubaca na pogonskom zupčaniku
Zatim izbrojite koliko zubi ima u pogonskom zupčaniku kao što ste to učinili prije za pogonski zupčanik.
Na primjer, pretpostavimo da pogonski zupčanik ima 30 zuba.
Korak 4. Podijelite broj zuba jedan s drugim
Sada kada znate koliko zuba ima u svakom stupnju prijenosa, možete prilično lako izračunati prijenosne omjere. Zube na pogonskom zupčaniku podijelite zubima na pogonskom zupčaniku. Odgovor možete napisati u decimalnom, razlomkom ili omjeru (poput x: y) ovisno o zadatku.
- U gornjem primjeru dijeljenje 30 zuba u pogonskom zupčaniku s 20 zuba u pogonskom zupčaniku daje 30/20 = 1, 5. Možemo ga i zapisati 3/2 ili 1, 5: 1.
- Značenje ovog prijenosnog omjera je da se manji pogonski zupčanik mora okrenuti jedan i pol puta da bi veći pogonski zupčanik napravio jedan potpuni zaokret. Budući da je pogonski zupčanik veći, pogonski će se zupčanik sporije okretati.
Više od dva zupčanika
Korak 1. Počnite s kompletom zupčanika koji ima više od dva zupčanika
Kao što naziv implicira, "set zupčanika" može se sastojati od dugog niza zupčanika, a ne samo od jednog pogona i jednog pogona. U tom slučaju prva brzina ostaje pogonska, posljednja brzina ostaje pogonska, a srednja postaje "brzina bez opterećenja". Ovi neopterećeni zupčanici često se koriste za promjenu smjera rotacije ili za spajanje dva zupčanika kada bi ih izravno podešavanje zupčanika učinilo teškim ili nedostupnima.
Na primjer, pretpostavimo da gore opisani krug s dva zupčanika sada pokreće zupčanik sa sedam sitnih zubaca. U ovom slučaju, zupčanik koji je imao 30 fiksnih zuba postao je pogonski zupčanik, a zupčanik koji je imao 20 zuba (koji je prije bio pogon) sada je neopterećeni zupčanik
Korak 2. Podijelite broj zuba pogonskog zupčanika i pogonskog zupčanika
Važna stvar koju treba zapamtiti kada se radi o sklopovima zupčanika koji imaju više od dva stupnja prijenosa je da su važni samo pogonski zupčanik i pogonski zupčanik (obično prvi i posljednji stupanj prijenosa). Drugim riječima, zupčanici u praznom hodu uopće ne utječu na prijenosni omjer cijelog skupa. Nakon što ste identificirali pogonski zupčanik i pogonski zupčanik, možete izračunati prijenosne omjere na isti način kao i prije.
U gornjem primjeru izračunat ćemo prijenosni omjer dijeljenjem trideset zuba pogonskog zupčanika sa sedam zuba novog pogonskog zupčanika. 30/7 = cca. 4, 3 (ili 4, 3: 1). To znači da se pogonski zupčanik mora okrenuti oko 4,3 puta da bi se mnogo veći pogonski zupčanik jednom okrenuo.
Korak 3. Ako je potrebno, izračunajte prijenosni omjer za središnji stupanj prijenosa
Možete izračunati omjere prijenosa koji uključuju i neopterećene zupčanike, a u nekim situacijama to možete učiniti. U tom slučaju počnite od pogonskog zupčanika pa se popnite do teretnog zupčanika. Tretirajte prethodni stupanj prijenosa kao pogonski, sve do sljedećeg stupnja prijenosa. Podijelite broj zubaca na svakom "pogonskom" zupčaniku s brojem zuba na "pogonskom" zupčaniku za svaki skup međusobno povezanih zupčanika kako biste izračunali središnji prijenosni omjer.
- U gornjem primjeru središnji prijenosni omjer je 20/7 = 2, 9 i 30/20 = 1, 5. Valja napomenuti da ti omjeri nisu isti kao prijenosni omjer za cijeli skup, što je 4,3.
- Međutim, također treba napomenuti da je (20/7) × (30/20) = 4, 3. Općenito, omjere središnjih zupčanika sklopa zupčanika treba pomnožiti na jednak omjer svih zupčanika.
Metoda 2 od 2: Izrada omjera/izračuna brzine
Korak 1. Izračunajte brzinu rotacije pogonskog zupčanika
Koristeći koncept prijenosnih omjera, lako je odrediti koliko se brzo pogonski zupčanik okreće na temelju "ulazne" brzine pogonskog zupčanika. Za početak, izračunajte brzinu okretanja pogonskog zupčanika. U mnogim proračunima zupčanika to rezultira okretajima u minuti (o / min), iako se mogu koristiti i druge jedinice brzine.
Na primjer, pretpostavimo da se u primjeru gornjeg kruga zupčanika s pogonskim zupčanikom sa sedam zuba i pogonskim zupčanikom s 30 zubaca, pogonski zupčanik okreće brzinom od 130 o / min. S ovim podacima izračunat ćemo brzinu pogonskog zupčanika u sljedećim koracima
Korak 2. Uključite ove podatke u formulu S1 × T1 = S2 × T2
U ovoj formuli S1 se odnosi na brzinu rotacije pogonskog zupčanika, T1 na zupce pogonskog zupčanika, a S2 i T2 na brzinu i zupce pogonskog zupčanika. Ispunite ove varijable dok vam ne ostane samo jedna varijabla.
- Često ćete u ovakvim pitanjima pronaći veličinu S2, iako je moguće pronaći i druge varijable. U gornjem primjeru, unosom podataka koje imamo, dobit ćemo:
- 130 okr / min × 7 = S2 × 30
Korak 3. Završite
Izračunavanje preostalih varijabli samo je osnovni matematički problem. Pojednostavite preostale jednadžbe i izolirajte varijablu s jedne strane znaka jednadžbe i dobit ćete odgovor. Ne zaboravite to napisati ispravnim jedinicama. Zbog toga možete izgubiti vrijednost od domaćih zadaća.
- U gornjem primjeru to možemo riješiti na sljedeći način:
- 130 okr / min × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 o / min = S2
- Drugim riječima, ako se pogonski zupčanik okreće brzinom od 130 o / min, pogonski zupčanik će se okretati brzinom od 30,33 o / min. Budući da je pogonski zupčanik mnogo veći, pogonski će se zupčanik rotirati mnogo sporije.
Savjeti
- Da biste vidjeli kako se primjenjuje načelo prijenosnog omjera, pokušajte voziti svoj bicikl. Imajte na umu da se najlakši način za penjanje nalazi ako imate mali zupčanik sprijeda, a veliki straga. Lakše je okrenuti manji stupanj prijenosa snagom papučica, ali potrebno je mnogo okretaja da se stražnji kotač okrene u usporedbi s postavkom stupnja prijenosa koji biste koristili za ravne površine. Zbog toga se krećete sporije.
- Sniženi sustav (kad je broj okretaja opterećenja manji od broja okretaja motora) zahtijevat će motor koji daje optimalnu snagu pri većim brzinama okretanja.
- Snaga potrebna za pokretanje tereta podiže se ili spušta s motora kroz prijenosne omjere. Taj se motor mora promijeniti kako bi osigurao potrebnu snagu opterećenja nakon izračunavanja prijenosnog omjera. Povišeni sustav (kada je broj okretaja opterećenja veći od broja okretaja motora) zahtijevat će motor koji daje optimalnu snagu pri nižim brzinama vrtnje.
