Gigi yang tidak terpisahkan: Menganalisis peran kunci mereka dalam sistem transmisi

Roda gigi sangat penting dalam sistem transmisi. Dalam otomotif, mereka merupakan kunci dalam transmisi. Transmisi manual menggunakan roda gigi di kotak persneling. Kombinasi roda gigi yang berbeda memungkinkan penyesuaian kecepatan dan torsi untuk kondisi berkendara yang beragam, seperti akselerasi, jelajah stabil, atau menaiki tanjakan. Roda gigi heliks mengurangi suara dan getaran untuk kenyamanan berkendara yang lebih baik.

一、 Jenis dan Fungsi Roda Gigi

1.0. Jenis Roda Gigi
Ada banyak jenis roda gigi. Metode klasifikasi paling umum didasarkan pada poros roda gigi. Secara umum, mereka dibagi menjadi tiga jenis: paralel-poros, berpotongan-poros, dan silang-poros. Roda gigi paralel-poros mencakup roda gigi lurus, roda gigi heliks, roda gigi internal, rak, dan rak heliks, dll. Roda gigi berpotongan-poros mencakup roda gigi bevel lurus, roda gigi bevel spiral, roda gigi bevel nol-derajat, dll. Roda gigi silang-poros mencakup roda gigi heliks silang, cacing dan roda cacing, roda gigi hipoid, dll.

(Klasifikasi dan jenis roda gigi).

Efisiensi yang tercantum dalam tabel ini adalah efisiensi transmisi dan tidak mencakup kerugian dari poros, pengadukan pelumas, dll. Penguncian pasangan gigi pada poros sejajar dan berpotongan secara dasar adalah bergulir, dan gesekan relatif sangat kecil, sehingga efisiensinya tinggi. Untuk gigi miring poros salib dan cacing serta roda cacing serta pasangan gigi poros salib lainnya, karena rotasi dihasilkan melalui gesekan relatif untuk mencapai transmisi daya, pengaruh gesekan sangat besar, dan efisiensi transmisi menurun dibandingkan dengan gigi lainnya. Efisiensi sebuah gigi adalah efisiensi transmisi gigi tersebut dalam kondisi perakitan normal. Jika ada pemasangan yang salah, terutama ketika jarak perakitan gigi kerucut salah dan ada kesalahan pada titik interseksi kerucut, efisiensinya akan menurun secara signifikan.

2.0 Fungsi gigi Gigi

Gigi harus digunakan secara berpasangan agar efektif

2.1 Menyampaikan kekuatan gerakan mekanis: Ada banyak gigi pada banyak mobil. Gigi-gigi ini dapat membantu operasi mobil atau berbagai mesin lainnya. Misalnya, seperti perangkat pemindahan pada mobil dan kotak pengurangan industri, dll. Dengan peran gigi, mereka dapat beroperasi secara normal.

2.2 Mengubah arah gerakan:
Gambar berikut menunjukkan hukum perubahan arah gerakan melalui kombinasi gigi yang berbeda.

2.3 Mengubah kecepatan gerakan: Pemasangan kombinasi gear besar dan kecil pada mesin dapat membuat mesin mempercepat atau melambat dengan cepat, seperti kotak pengurang dan perangkat percepatan.

2.4 Ubah torsi atau torsional: Kombinasi gear besar dan kecil akan mengubah torsi yang dihasilkan oleh gear; (Ada penjelasan rinci di poin ketiga di bawah ini.)

2, Rasio Transmisi dan Arah Rotasi Rantai Gear
Rasio transmisi adalah perbandingan kecepatan sudut dari dua komponen berotasi dalam suatu mekanisme, juga dikenal sebagai rasio kecepatan. Rasio transmisi antara komponen a dan komponen b adalah i = ωa/ωb = na/nb, di mana ωa dan ωb adalah kecepatan sudut dari komponen a dan b masing-masing (radian per detik); na dan nb adalah kecepatan rotasi dari komponen a dan b masing-masing (putaran per menit).

1.Mekanisme gigi satu-tahap: Rangkaian gigi yang terbentuk setelah sepasang gigi saling bergandengan disebut mekanisme gigi satu-tahap.

Misalkan jumlah gigi roda penggerak pada mekanisme gigi satu-tahap adalah z1, jumlah putaran adalah n1, jumlah gigi roda pengikut adalah z2, dan jumlah putarannya adalah n2. Persamaan perhitungan rasio transmisi adalah sebagai berikut:
Rasio transmisi = z2/z1 = n1/n2
Berdasarkan nilai rasio transmisi, mekanisme gigi satu-tahap dapat dibagi menjadi tiga kategori:
Rasio transmisi < 1, mekanisme percepatan kecepatan, n1 < n2
Rasio transmisi = 1, mekanisme gigi kecepatan konstan, n1 = n2
Rasio transmisi > 1, mekanisme gigi pengurang kecepatan, n1 > n2
2.0 Mekanisme gigi dua tahap: Mekanisme gigi dua tahap terdiri dari dua set mekanisme gigi satu tahap.
Gambar berikut menunjukkan struktur mekanisme gigi dua tahap.

Rasio transmisi = z2/z1 * z4/z3 = n1/n2 * n3/n4.

Berikut ini adalah contoh perhitungan rasio transmisi dari mekanisme gigi dua-tahap.

三、 Hubungan antara Torsi, Daya, dan Kecepatan Rotasi
Mari kita lihat terlebih dahulu beberapa rumus dan pahami langkah demi langkah.
a. Dalam fisika, momen gaya, momen gaya = gaya × lengan tuas (garis lurus). Rumus untuk menghitung momen gaya adalah M = L×F. Satuan momen gaya adalah Newton - meter, disebut singkat N - m, dengan simbol N*m.

Lengan tuas OA × gaya Fa = lengan tuas OB × gaya Fb.

b. Dalam keadaan rotasi, torsi (moment gaya khusus) = F (gaya) × r (jari-jari rotasi), yaitu hasil kali dari gaya tangensial dan jari-jari lingkaran dari gaya ke titik aplikasi. Rumus untuk menghitung torsi adalah: M = F*r.

c. Hubungan antara torsi dan kecepatan rotasi: T = 9550P / n, P = T * n / 9550; P adalah daya dalam kilowatt (kW); T adalah torsi dalam Newton-meter (N·m); n adalah kecepatan rotasi dalam putaran per menit (r/min). 9550 adalah konstanta.
d. Hubungan antara daya, torsi, dan kecepatan rotasi: Daya (kW) P = Torsi (N·m) T × Kecepatan rotasi (RPM) n/9550, yaitu, P = T*n/9550, yang dapat dipahami dengan gambar berikut.

Seperti yang dapat dilihat dari diagram rotasi gigi, daya tetap tidak berubah (mengabaikan kerugian transmisi), tetapi kecepatan rotasi berkurang. Menurut daya = torsi × kecepatan rotasi (*konstan), jumlah kali kecepatan rotasi di ujung roda berkurang sama dengan jumlah kali torsi di ujung roda bertambah - ini disebut "torsi roda".
e. Hubungan antara daya, torsi, dan kecepatan sudut: Daya P = torsi T × kecepatan sudut ω.
Karena daya P = usaha W ÷ waktu t, dan usaha W = gaya F × jarak s, maka P = F×s/t = F×kecepatan linear v. Di sini v adalah kecepatan linear. Pada mesin, kecepatan linear v poros engkol = kecepatan sudut ω poros engkol × jari-jari r poros engkol.
Mengganti ke dalam rumus di atas memberikan: daya P = gaya F × jari-jari r × kecepatan sudut ω. Dan gaya F × jari-jari r = torsi. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa daya P = torsi × kecepatan sudut ω. Jadi, daya sebuah mesin dapat dihitung dari torsi dan kecepatan putaran.

Contoh gambar.

Hubungan tambahan: Berikut ini untuk gerakan melingkar beraturan.

1.Kecepatan linear V = s/t = 2πR/T.

2.Kecepatan sudut ω = Φ/t = 2π/T = 2πf.

3.Hubungan antara kecepatan linear dan kecepatan sudut: Kecepatan linear = kecepatan sudut × jari-jari, V = ωR.

4.Hubungan antara kecepatan sudut dan kecepatan putaran ω = 2πn (di sini frekuensi dan kecepatan putaran memiliki arti yang sama).

5.Periode dan frekuensi T = 1/f.
Kuantitas fisik dan satuan utama: Panjang busur (S): meter (m); sudut (Φ): radian (rad); frekuensi (f): hertz (Hz); periode (T): detik (s); kecepatan putar (n): r/det; jari-jari (R): meter (m); kecepatan linier (V): m/det; kecepatan sudut (ω): rad/det.