Ingombri indispensabili: Analizzando i loro ruoli chiave nei sistemi di trasmissione

I denti sono fondamentali nei sistemi di trasmissione. Nell'automotive, sono essenziali nella trasmissione. Le trasmissioni manuali utilizzano i denti all'interno del cambio. Diverse combinazioni di denti consentono aggiustamenti di velocità e coppia per varie condizioni di guida, come l'accelerazione, la crociera o la salita. I denti elicoidali riducono il rumore e le vibrazioni per un maggior comfort durante la guida.

1, Tipi e funzioni dei denti

1.0. Tipi di denti
Esistono numerosi tipi di denti. Il metodo di classificazione più comune si basa sull'asse del dente. In generale, vengono divisi in tre tipi: assi paralleli, assi intersecanti e assi incrociati. I denti con assi paralleli includono denti retti, denti elicoidali, denti interni, ingranaggi lineari e ingranaggi elicoidali, ecc. I denti con assi intersecanti includono denti conici retti, denti conici elicoidali, denti conici a zero gradi, ecc. I denti con assi incrociati includono denti elicoidali incrociati, vermi e ruote vermicolari, denti ipoidi, ecc.

(Classificazione e tipi di denti).

Le efficienze elencate in questa tabella sono efficienze di trasmissione e non includono perdite da cuscinetti, mescolamento dell'olio di lubrificazione, ecc. L'ingranaggio delle coppie di ruote dentate su assi paralleli e assi intersecanti è fondamentalmente a rotolamento, e lo scorrimento relativo è molto piccolo, quindi l'efficienza è alta. Per le ruote dentate elicoidali con assi incrociati e verme cilindrico e ruota verme e altre coppie di ruote dentate con assi incrociati, poiché la rotazione viene generata attraverso lo scorrimento relativo per realizzare la trasmissione del potere, l'influenza della frizione è molto grande, e l'efficienza di trasmissione diminuisce rispetto ad altre ruote dentate. L'efficienza di una ruota dentata è l'efficienza di trasmissione della ruota dentata sotto condizioni normali di assemblaggio. Se c'è un montaggio errato, specialmente quando la distanza di assemblaggio della ruota dentata conica è errata e c'è un errore nel punto di intersezione conico, la sua efficienza diminuirà significativamente.

2.0 La funzione delle ruote dentate

Le ruote dentate devono essere utilizzate a coppie per essere efficaci

2.1 Trasmettere la potenza del movimento meccanico: Ci sono molti ingranaggi in molte automobili. Questi ingranaggi possono aiutare il funzionamento delle automobili o di varie altre macchine. Per esempio, come il dispositivo di cambio sulle automobili e le casse riduttive industriali, ecc. Grazie al ruolo degli ingranaggi, essi possono funzionare normalmente.

2.2 Cambiare la direzione del movimento:
La figura seguente mostra la legge del cambiamento della direzione del movimento tramite diverse combinazioni di ingranaggi.

2.3 Cambiare la velocità del movimento: L'installazione della combinazione di ingranaggi grandi e piccoli sulla macchina può far accelerare o decelerare rapidamente la macchina, come le casse di riduzione e i dispositivi di accelerazione.

2.4 Modifica del couples o torsione: La combinazione di ingranaggi grandi e piccoli cambierà il couples di uscita degli ingranaggi; (Ci sarà una spiegazione dettagliata nel terzo punto qui sotto.)

2, Rapporti di trasmissione e direzioni di rotazione delle catene di ingranaggi
Il rapporto di trasmissione è il rapporto tra le velocità angolari di due componenti in rotazione all'interno di un meccanismo, noto anche come rapporto di velocità. Il rapporto di trasmissione tra la componente a e la componente b è i = ωa/ωb = na/nb, dove ωa e ωb sono le velocità angolari rispettivamente della componente a e b (radianti al secondo); na e nb sono le velocità di rotazione rispettivamente della componente a e b (giri al minuto).

1.Meccanismo ad un singolo stadio: Un treno di ingranaggi formato dopo l'incastro di un paio di ruote dentate viene chiamato meccanismo a singolo stadio.

Fissiamo il numero di denti della ruota motrice del meccanismo a singolo stadio come z1, il numero di giri come n1, il numero di denti della ruota motore come z2 e il numero di giri come n2. L'equazione di calcolo del rapporto di trasmissione è la seguente:
Rapporto di trasmissione = z2/z1 = n1/n2
In base al valore del rapporto di trasmissione, il meccanismo a singolo stadio può essere diviso in tre categorie:
Rapporto di trasmissione < 1, meccanismo ingranaggio acceleratore, n1 < n2
Rapporto di trasmissione = 1, meccanismo ingranaggio a velocità costante, n1 = n2
Rapporto di trasmissione > 1, meccanismo ingranaggio deceleratore, n1 > n2
2.0 Meccanismo a due stadi: Il meccanismo a due fasi è composto da due serie di meccanismi a una fase.
La figura seguente mostra la struttura del meccanismo a due fasi.

Per la trasmissione di energia elettrica, il rapporto di trasmissione è:

Il seguente è un esempio di calcolo del rapporto di trasmissione di un meccanismo a due fasi.

3, Relazione tra Coupola, Potenza e Velocità Rotazionale
Guardiamo prima alcune formule e cerchiamo di comprenderle passo dopo passo.
a. In fisica, il momento della forza, momento della forza = forza × braccio leva (linea retta). La formula per calcolare il momento della forza è M = L×F. L'unità di misura del momento della forza è Newton - metro, semplicemente chiamato N - m, con il simbolo N*m.

Braccio leva OA × forza Fa = braccio leva OB × forza Fb.

b. In uno stato rotazionale, la coppia (un momento particolare della forza) = F (forza) × r (raggio di rotazione), cioè il prodotto della forza tangenziale e del raggio del cerchio dalla forza al punto d'azione. La formula per calcolare la coppia è: M = F*r.

c. La relazione tra coppia e velocità angolare: T = 9550P/n, P = T * n/9550; P è la potenza in chilowatt (kW); T è la coppia in newton-metri (N·m); n è la velocità angolare in giri al minuto (g/m). 9550 è una costante.
d. La relazione tra potenza, coppia e velocità angolare: Potenza (kW) P = Coppia (N·m) T × Velocità angolare (giri/minuto) n/9550, cioè, P = T*n/9550, che può essere compresa con la seguente figura.

Come si può vedere dal diagramma di rotazione del cambio, la potenza rimane invariata (ignorando le perdite di trasmissione), ma la velocità di rotazione diminuisce. Secondo la formula potenza = coppia × velocità angolare (*costante), il numero di volte in cui la velocità angolare all'estremità della ruota viene ridotta è lo stesso numero di volte in cui la coppia all'estremità della ruota aumenta - questa è la cosiddetta "coppia alla ruota".
e. Il rapporto tra potenza e coppia e velocità angolare: Potenza P = coppia T × velocità angolare ω.
Poiché la potenza P = lavoro W ÷ tempo t, e lavoro W = forza F × distanza s, allora P = F×s/t = F×velocità lineare v. Qui v è la velocità lineare. In un motore, la velocità lineare v dell'albero a gomiti = la velocità angolare ω dell'albero a gomiti × il raggio r dell'albero a gomiti.
Sostituendo nella formula sopra riportata si ottiene: potenza P = forza F × raggio r × velocità angolare ω. E forza F × raggio r = coppia motrice. Pertanto, può essere concluso che potenza P = coppia motrice × velocità angolare ω. Quindi, la potenza di un motore può essere calcolata a partire dalla coppia e dalla velocità rotazionale.

Esempi con immagini.

Relazioni supplementari: le seguenti valgono per il moto circolare uniforme.

1.Velocità lineare V = s/t = 2πR/T.

2.Velocità angolare ω = Φ/t = 2π/T = 2πf.

3. Il rapporto tra velocità lineare e velocità angolare: Velocità lineare = velocità angolare × raggio, V = ωR.

4. Il rapporto tra velocità angolare e velocità di rotazione ω = 2πn (qui frequenza e velocità di rotazione hanno lo stesso significato).

5. Periodo e frequenza T = 1/f.
Principali quantità e unità fisiche: lunghezza dell'arco (S): metro (m); angolo (Φ): radian (rad); frequenza (f): hertz (Hz); periodo (T): secondo (s); velocità di rotazione (n): r/s; raggio (R): metro (m); velocità lineare (V