Ubehvlgelige gear: Analyserer deres nøkkeltroller i overføringsystemer

Tannhjul er avgjørende i overføringsystemer. I automobilindusrien er de nøkkel elementer i overføringen. Manuelle overføringer bruker tannhjul i gearboksen. Forskjellige gearkombinasjoner gjør det mulig å justere farten og momentet for ulike kjøreforhold, som akselerasjon, kjøring på jevne strekker eller klatring. Helikalt tannhjul reduserer støy og vibrasjoner for en bedre kjørefortryggelse.

一、 Typer og funksjoner av tannhjul

1.0. Typer av tannhjul
Det finnes flere typer tannhjul. Den vanligste klassifiseringsmetoden er basert på tannhjulet akse. Generelt sett deles de inn i tre typer: parallelle akser, skjærende akser og kryssede akser. Parallelle aksetannhjul inkluderer rektlinjetannhjul, helikaltannhjul, inntilskjulte tannhjul, råker og helikalråker osv. Skjærende aksetannhjul inkluderer rette kevertannhjul, spiralkevertannhjul, nullgradskevertannhjul osv. Krysset aksetannhjul inkluderer krysset helikaltannhjul, orm og ormhjul, hypoidtannhjul osv.

(Klassifisering og typer av tannhjul).

De effektivitetsgradene oppført i denne tabellen er overførings-effektiviteter og inkluderer ikke tap fra lagrer, røringslubrikasjon, etc. For tannhjulsparet på parallelle akser og kryssende akser er gjenforeningen hovedsakelig rulling, og den relative glidingen er veldig liten, så effektiviteten er høy. For skråtannhjul på kryssede akser og orm og ormhjul, ettersom rotasjon opprettholdes gjennom relativ gliding for å oppnå kraftoverføring, er friksjonens innvirkning veldig stor, og overførings-effektiviteten synker i forhold til andre tannhjul. Effektiviteten til et tannhjul er overførings-effektiviteten under normale monteringsbetingelser. Hvis det er feilaktig montering, spesielt når avstanden mellom kjegletannhjulene er feil og det er en feil i kjegleskjaeringpunktet, vil dens effektivitet synke betydelig.

2.0 Rolle av tannhjul Tannhjul

Remner må brukes i par for å være effektive

2.1 Overføre kraften fra mekanisk bevegelse: Det finnes mange remner på flere biler. Disse remnene kan hjelpe i drift av biler eller ulike andre maskiner. For eksempel, som skiftapparatet på biler og industrielle reduseringskasser, osv. Med rollen til remnene, kan de fungere normalt.

2.2 Endre retningen på bevegelsen:
Følgende figur viser loven for å endre retningen på bevegelsen ved ulike remnekombinasjoner.

2.3 Endre farten på bevegelsen: Å installere kombinasjonen av store og små tannhjul på maskinen kan gjøre at maskinen akselererer eller decelerer raskt, som i reduksjonsbokser og akselereringsenheter.

2.4 Endre momentet eller vridning: Kombinasjonen av store og små tannhjul vil endre momentet som utgis av tannhjulene; (Det er en detaljert forklaring i det tredje punktet nedenfor.)

二、 Overføringsforhold og rotasjonsretninger for tannhjulssystemer
Overføringsforholdet er forholdet mellom vinkelhastighetene til to roterende komponenter i et mekanisme, også kjent som fartsforholdet. Overføringsforholdet mellom komponent a og komponent b er i = ωa/ωb = na/nb, der ωa og ωb er vinkelhastighetene til komponent a og b henholdsvis (radianer per sekund); na og nb er roteringsfartene til komponent a og b henholdsvis (omdrehninger per minutt).

1.Enkelttrinns-girmekanisme: Et girtrekk som dannes etter at et par gire har blitt koblet, kalles en enkelttrinns-girmekanisme.

La antall tenn i den drevende gira i den enkelttrinns-girmekanismen være z1, antall omdrehninger være n1, antall tenn i den drevne gira være z2, og antall omdrehninger være n2. Regneformelen for overføringsforholdet er som følger:
Overføringsforhold = z2/z1 = n1/n2
Etter verdien av overføringsforholdet kan enkelttrinnsredskapmekanismen deles inn i tre kategorier:
Overføringsforhold < 1, hastighetsøkende redskapmekanisme, n1 < n2
Overføringsforhold = 1, konstanthastighets redskapmekanisme, n1 = n2
Overføringsforhold > 1, hastighetsreduserende redskapmekanisme, n1 > n2
2.0 To-trinns redskapmekanisme: Toetriningsredskapet består av to sett med enkelttriningsredskaper.
Følgende figur viser oppbygningen av toetriningsredskapet.

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

Her er et eksempel på beregning av overføringsforholdet for et toetriningsredskap.

三、 Forholdet mellom Moment, Kraft og Rotasjonsfart
La oss først se på noen formler og forstå dem trinn for trinn.
a. I fysikken er kreftemomentet, kreftemoment = kraft × hevearm (ret linje). Formelen for å regne ut kreftemomentet er M = L×F. Momentets enhet er Newton-metrer, enkelt omtalt som N-m, med symbolet N*m.

Hevearm OA × kraft Fa = hevearm OB × kraft Fb.

b. I et roterende tilstand, er dreiemomentet (et spesialtilfelle av kreftemoment) = F (kraft) × r (roteringsradius), det vil si produktet av den tangensielle kraften og sirkelens radius fra kraften til virkningspunktet. Formelen for å regne ut dreiemomentet er: M = F*r.

c. Forholdet mellom dreiemoment og hastighet: T = 9550P/n, P = T*n/9550; P er effekt i kilowatt (kW); T er dreiemoment i Newton-meter (N·m); n er hastighet i omdreininger per minutt (r/min). 9550 er en konstant.
d. Forholdet mellom effekt, dreiemoment og hastinghet: Effekt (kW) P = Dreiemoment (N·m) T × Hastinghet (OMR) n/9550, det vil si, P = T*n/9550, som kan forstås med følgende figur.

Som kan ses fra tredjehjulsroteringsdiagrammet, forblir effekten uendret (med unntak av overførings tap), men rotationshastigheten reduseres. Ifølge effekt = moment × rotationshastighet (*konstant), er antall ganger rotationshastigheten ved hjulet reduseres likt antall ganger momentet ved hjulet økes - dette kalles det såkalte "hjulmomentet".
f. Forholdet mellom effekt og moment og vinkelhastighet: Effekt P = moment T × vinkelhastighet ω.
Fordi effekt P = arbeid W ÷ tid t, og arbeid W = kraft F × strekning s, så P = F×s/t = F×lineær hastighet v. Her er v lineær hastighet. I en motor, er lineær hastighet v av kranksaksen = vinkelhastighet ω av kranksaksen × radius r av kranksaksen.
Ved å sette inn i formelen over, får vi: effekt P = kraft F × radius r × vinkelhastighet ω. Og kraft F × radius r = dreiemoment. Derfor kan vi slutte at effekt P = dreiemoment × vinkelhastighet ω. Så effekten fra en motor kan beregnes fra dreiemoment og rotasjonsfart.

Bildeksempler.

Supplerende relasjoner: Følgende gjelder for likformig sirkulær bevegelse.

1.Linjehastighet V = s/t = 2πR/T.

2.Vinkelhastighet ω = Φ/t = 2π/T = 2πf.

3.Forholdet mellom lineær fart og vinkelhastighet: Lineær fart = vinkelhastighet × radius, V = ωR.

4.Forholdet mellom vinkelhastighet og dreihastighet ω = 2πn (her har frekvens og dreihastighet samme betydning).

5.Periode og frekvens T = 1/f.
Hovedfysiske størrelser og enheter: Buelengde (S): meter (m); vinkel (Φ): radian (rad); frekvens (f): hertz (Hz); periode (T): sekund (s); dreihastighet (n): om/s; radius (R): meter (m); lineær fart (V): m/s; vinkelhastighet (ω): rad/s.