Koneenrakennuksessa välityssuhde on kahden tai useamman kilpailevan vaihteen pyörimisnopeuden suora mittaus. Pääsääntönä, kun käsitellään kahta vaihteistoa, jos käyttövaihde (hammaspyörä, joka vastaanottaa pyörimisvoiman suoraan moottorista, moottorista jne.) On suurempi kuin käyttövaihde, käyttövaihde pyörii nopeammin ja päinvastoin. Voimme kirjoittaa tämän peruskäsitteen kaavaan Välityssuhde = T2/T1, T1 on ensimmäisen vaihteen hampaiden lukumäärä ja T2 on toisen vaihteen hampaiden lukumäärä.
Vaihe
Menetelmä 1: 2: Välityssuhteen laskeminen hammaspyörässä
Kaksi vaihdetta
Vaihe 1. Aloita kaksivaihteisella sarjalla
Välityssuhteen määrittämiseksi sinulla on oltava vähintään kaksi vaihdetta lukittuna. Näitä kahta lukittuvaa hammaspyörää kutsutaan "vaihteistoiksi". Yleensä ensimmäinen vaihde on "käyttövaihde", joka on asennettu moottorin akselille, ja toinen vaihteisto on "käyttövaihde", joka on asennettu kuorma -akselille. Välissä voi olla myös useita vaihteita voiman siirtämiseksi käyttövaihteesta käyttövaihteeseen. Näitä vaihteita kutsutaan "kuormittamattomiksi vaihteiksi".
Katsotaanpa nyt vaihteistoa, jossa on vain kaksi vaihdetta. Välityssuhteen laskemiseksi näiden kahden vaihteen on oltava vuorovaikutuksessa keskenään. Toisin sanoen hampaiden on oltava verkotettuja ja yhden on pyöritettävä toista. Oletetaan esimerkiksi, että sinulla on pieni vetopyörä (vaihde 1), joka pyörii suurempaa vetopyörää (vaihde 2)
Vaihe 2. Laske hammaspyörän hampaiden määrä
Yksi tapa laskea kahden lukittavan vaihteen välinen välityssuhde on verrata hampaiden lukumäärää (pieniä hampaan kaltaisia kuoppia pyörän reunalla). Aloita laskemalla kuinka monta hammaspyörää hammaspyörässä on. Voit tehdä tämän laskemalla manuaalisesti tai joskus katsomalla käyttölaitteeseen painettuja tietoja.
Oletetaan esimerkiksi, että järjestelmän pienemmällä käyttövaihteella on 20 hammasta.
Vaihe 3. Laske hammaspyörän hampaiden määrä
Laske seuraavaksi, kuinka monta hammaspyörää hammaspyörässä on, kuten ennenkin.
Oletetaan esimerkiksi, että käyttövaihteessa on 30 hammasta.
Vaihe 4. Jaa hampaiden lukumäärä keskenään
Nyt kun tiedät kuinka monta hammasta kussakin vaihteessa on, voit laskea välityssuhteet melko helposti. Jaa hammaspyörän hampaat hammaspyörän hampailla. Voit kirjoittaa vastauksen desimaali-, murto- tai suhde muodossa (kuten x: y) tehtävästäsi riippuen.
- Yllä olevassa esimerkissä 30 hampaan jakaminen käyttöpyörässä 20 hampaalla käyttövaihteessa antaa 30/20 = 1, 5. Voimme myös kirjoittaa sen sisään 3/2 tai 1, 5: 1.
- Tämän välityssuhteen tarkoituksena on, että pienemmän käyttöpyörän on pyöritettävä puolitoista kertaa, jotta suurempi käyttövaihde tekee yhden täydellisen kierroksen. Koska käyttöpyörä on suurempi, käyttöpyörä pyörii hitaammin.
Enemmän kuin kaksi vaihdetta
Vaihe 1. Aloita vaihteistolla, jossa on enemmän kuin kaksi vaihdetta
Kuten nimestä voi päätellä, "vaihteisto" voi koostua pitkästä vaihteistosarjasta, ei vain yhdestä käyttövaihteesta ja yhdestä käyttövaihteesta. Tässä tapauksessa ensimmäinen vaihde pysyy käyttövaihteena, viimeinen vaihde vetolaitteena ja keskimmäinen vaihteisto "kuormittamattomana vaihteena". Näitä kuormittamattomia hammaspyöriä käytetään usein pyörimissuunnan muuttamiseen tai kahden vaihteen yhdistämiseen silloin, kun vaihteen suora säätö tekee niistä raskaita tai ei ole käytettävissä.
Oletetaan esimerkiksi, että edellä kuvattua kaksivaihteista piiriä ohjaa nyt vaihteisto, jossa on seitsemän pientä hammasta. Tässä tapauksessa vaihde, jossa oli 30 kiinteää hammasta, tuli käyttövaihteeksi ja vaihde, jossa oli 20 hammasta (joka oli aiemmin veto), on nyt kuormittamaton
Vaihe 2. Jaa vetopyörän ja käyttöpyörän hampaiden lukumäärä
Tärkeä asia, joka on muistettava käsiteltäessä vaihteistoja, joissa on enemmän kuin kaksi vaihdetta, on se, että vain käyttövaihde ja käyttövaihde (yleensä ensimmäinen ja viimeinen vaihde) ovat tärkeitä. Toisin sanoen kuormittamattomat vaihteet eivät vaikuta lainkaan koko sarjan välityssuhteeseen. Kun olet tunnistanut käyttövaihteen ja käyttövaihteen, voit laskea välityssuhteet kuten ennenkin.
Yllä olevassa esimerkissä laskemme välityssuhteen jakamalla käyttöpyörän kolmekymmentä hammasta uuden käyttövaihteen seitsemällä hampaalla. 30/7 = n. 4, 3 (tai 4, 3: 1). Tämä tarkoittaa, että käyttöpyörän on pyöritettävä noin 4,3 kertaa, jotta paljon suurempi käyttövaihde kääntyy kerran.
Vaihe 3. Laske tarvittaessa keskivaihteen välityssuhde
Voit laskea välityssuhteet, jotka sisältävät myös kuormittamattomia vaihteita, ja saatat haluta tehdä sen tietyissä tilanteissa. Aloita tässä tapauksessa käyttövaihteesta ja siirry kuormavaihteeseen. Käsittele edellinen vaihde kuin käyttövaihde aina seuraavaan vaihteeseen asti. Jaa kunkin "käyttö" -vaihteen hampaiden lukumäärä "käyttö" -hammaspyörän hampaiden lukumäärällä kullekin lukitusvaihteiden sarjalle keskivaihteiston laskemiseksi.
- Yllä olevassa esimerkissä keskivaihteisto on 20/7 = 2, 9 ja 30/20 = 1, 5. On huomattava, että nämä välityssuhteet eivät ole samat kuin koko sarjan välityssuhde, joka on 4,3.
- kuitenkin, on myös huomattava, että (20/7) × (30/20) = 4, 3. Yleensä hammaspyörästön keskivaihteiden välityssuhteet tulee kertoa yhtä suureksi kuin kaikki vaihteet.
Menetelmä 2/2: Suhde/nopeuslaskelmien tekeminen
Vaihe 1. Laske käyttöpyörän pyörimisnopeus
Välityssuhteiden käsitteen avulla on helppo määrittää, kuinka nopeasti käyttöpyörä pyörii käyttövaihteen "sisääntulonopeuden" perusteella. Laske aluksi käyttöpyörän pyörimisnopeus. Monissa vaihteistolaskelmissa tämä johtaa kierroksiin minuutissa (rpm), vaikka voidaan käyttää myös muita nopeusyksiköitä.
Oletetaan esimerkiksi, että yllä olevan hammaspyöräpiirin esimerkissä, jossa käyttöhammaspyörä, jossa on seitsemän hammasta ja käyttöhammaspyörä, jossa on 30 hammasta, käyttöpyörä pyörii 130 rpm: n nopeudella. Näiden tietojen perusteella laskemme käyttövaihteen nopeuden seuraavissa vaiheissa
Vaihe 2. Liitä nämä tiedot kaavaan S1 × T1 = S2 × T2
Tässä kaavassa S1 viittaa käyttöpyörän pyörimisnopeuteen, T1 käyttöpyörän hampaisiin ja S2 ja T2 käyttöpyörän nopeuteen ja hampaisiin. Täytä nämä muuttujat, kunnes jäljellä on vain yksi muuttuja.
- Usein tällaisissa kysymyksissä on S2: n suuruus, vaikka on mahdollista löytää muita muuttujia. Yllä olevassa esimerkissä syöttämällä saamamme tiedot saamme:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
Vaihe 3. Viimeistele
Jäljellä olevien muuttujien laskeminen on vain perusmatemaattinen tehtävä. Yksinkertaista jäljellä olevat yhtälöt ja eristä muuttuja yhtälömerkin toiselta puolelta, niin saat vastauksen. Muista kirjoittaa se oikeisiin yksiköihin. Voit menettää arvon kotitehtävistä tämän vuoksi.
- Yllä olevassa esimerkissä voimme ratkaista tämän seuraavasti:
- 130 rpm × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 rpm = S2
- Toisin sanoen, jos käyttöpyörä pyörii 130 rpm: n nopeudella, käyttövaihde pyörii 30,33 rpm. Koska käyttövaihde on paljon suurempi, vetävä vaihde pyörii paljon hitaammin.
Vinkkejä
- Nähdäksesi kuinka välityssuhdeperiaate pätee, aja pyörällä. Huomaa, että helpoin tapa kiivetä on, kun edessä on pieni vaihde ja takana suuri. Pienemmän vaihteen kääntäminen on helpompaa polkimien voimalla, mutta takapyörän kääntyminen vie paljon kierroksia verrattuna tasaisilla pinnoilla käytettävään vaihteistoon. Tämä saa sinut liikkumaan hitaammin.
- Alennettu järjestelmä (kun kuorman kierrosluku on pienempi kuin moottorin kierrosluku) vaatii moottorin, joka tuottaa optimaalisen tehon suuremmilla pyörimisnopeuksilla.
- Kuorman kuljettamiseen tarvittavaa tehoa nostetaan tai lasketaan moottorista vaihteiden välityksellä. Tämän moottorin kokoa on muutettava, jotta kuorman tarvitsema teho saadaan välityssuhteen laskemisen jälkeen. Nostettu järjestelmä (kun kuorman kierrosluku on suurempi kuin moottorin kierrosluku) vaatii moottorin, joka tuottaa optimaalisen tehon pienemmillä pyörimisnopeuksilla.
