Oumbärliga hjul: Analysera deras nyckelroller i överföringssystem

Tänder är avgörande i överföringssystem. Inom bilindustrin är de nödvändiga i växellådan. Manuella växellådor använder tänder i växellådan. Olika tandkombinationer möjliggör hastighets- och vridmomentjusteringar för olika körförhållanden, som acceleration, sträckning eller klättring. Helikaltänder minskar buller och vibration för bättre körförtroende.

1, Typer och funktioner av tänder

1.0. Typer av tänder
Det finns flera typer av tänder. Den vanligaste klassificeringsmetoden baseras på tandaxeln. Generellt sett delas de in i tre typer: parallell-axel, skärnings-axel och korsad-axel. Parallell-axeltänder inkluderar spurtänder, helikaltänder, interna tänder, rackar och helikalrackar, etc. Skärnings-axeltänder inkluderar raka konständer, spiraliska konständer, nollgrads-konständer, etc. Korsad-axeltänder inkluderar korsade-helikaltänder, orm och ormvrida, hypoidtänder, etc.

(Klassificering och typer av tänder).

De effektiviteter som anges i denna tabell är överförings-effektiviteter och inkluderar inte förluster från lager, rörning av olja, etc. För tandradsparet på parallella axlar och skärande axlar är nätningen i stort sett en rullning, och den relativa glidningen är mycket liten, så effektiviteten är hög. För korsaxlade snedtänder och orm och ormhjul samt andra korsaxlade tandradspar, eftersom rotation uppnås genom relativ glidning för att realisera kraftöverföring, är friktionens påverkan mycket stor, och överförings-effektiviteten minskar jämfört med andra tandrader. Effektiviteten för en tandrad är överförings-effektiviteten under normala monteringsvillkor. Om det finns felaktig installation, särskilt när avståndet vid montering av konständer är felaktigt och det finns fel i konpunkten för konskärningen, kommer dess effektivitet att minska avsevärt.

2.0 Funktionen av tandrader Tandrader

Tandrader måste användas i par för att vara effektiva

2.1 Förmedla kraften i mekanisk rörelse: Det finns många tätheter på många bilar. Dessa tätheter kan hjälpa till att operera bilar eller olika andra maskiner. Till exempel, som växellådan på bilar och industriella reduceringslådor, etc. Med hjälp av tätheter, kan de fungera normalt.

2.2 Byt riktningen på rörelsen:
Följande figur visar lagarna för att byta riktningen på rörelsen genom olika tätkombinationer.

2.3 Byt hastigheten på rörelsen: Att montera kombinationen av stora och små täthjul på maskinen kan göra att maskinen accelererar eller decelererar snabbt, som i reductorer och accelerationsenheter.

2.4 Byta moment eller vridmoment: Kombinationen av stora och små täthjul kommer att förändra det moment som tas fram av täthjulen; (Det finns en detaljerad förklaring i det tredje punkten nedan.)

2, Förflytningsförhållanden och rotationsriktningar för täthjulspar
Förflytningsförhållandet är förhållandet mellan vinkelhastigheterna hos två rotande komponenter i en mekanism, även kallat hastighetsförhållandet. Förflytningsförhållandet mellan komponent a och komponent b är i = ωa/ωb = na/nb, där ωa och ωb är vinkelhastigheterna för komponent a och b respektive (radianer per sekund); na och nb är rotationshastigheterna för komponent a och b respektive (varv per minut).

1.Enstegs - växellåda: En växellinje som bildas när ett par hjul meshas kallas för en enstegs - växellåda.

Låt antalet tänder på drevhjulet i den enstegs - växellådan vara z1, antalet varv vara n1, antalet tänder på drifthjulet vara z2 och antalet varv vara n2. Beräkningsformeln för överföringskvoten är följande:
Överföringskvot = z2/z1 = n1/n2
Enligt värdet av överföringskvoten kan den enstegs - växellådan delas in i tre kategorier:
Förhållningskvot < 1, hastighetsökande hjulmekanism, n1 < n2
Förhållningskvot = 1, konstanthastighets hjulmekanism, n1 = n2
Förhållningskvot > 1, hastighetsminskande hjulmekanism, n1 > n2
2.0 Tvåstegshjulmekanism: Tvåstegshjulmekanismen består av två uppsättningar av enstegshjulmekanismer.
Följande figur visar uppbyggnaden av den tvåstadiga växellinan.

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

Följande är ett exempel på beräkning av växelförhållandet för en tvåstadig växellina.

3, Samband mellan Moment, Effekt och Rotationshastighet
Låt oss först titta på några formler och förstå dem steg för steg.
a. I fysiken är kraftmomentsformeln: kraftmoment = kraft × momentarm (raka linje). Formeln för att beräkna kraftmomentet är M = L×F. Enheten för kraftmoment är Newton-meter, enkelt uttryckt N-m, med symbolen N*m.

Momentarm OA × kraft Fa = momentarm OB × kraft Fb.

b. I ett rotationsläge är vridmoment (ett särskilt kraftmoment) = F (kraft) × r (rotationsradie), det vill säga produkten av den tangentiella kraften och radien för cirkeln från kraften till verkningspunkten. Formeln för att beräkna vridmomentet är: M = F*r.

c. Förhållandet mellan vridmoment och rotationshastighet: T = 9550P/n, P = T*n/9550; P är effekt i kilowatt (kW); T är vridmoment i Newton-metrar (N·m); n är rotationshastighet i varv per minut (varv/min). 9550 är en konstant.
d. Förhållandet mellan effekt, vridmoment och rotationshastighet: Effekt (kW) P = Vridmoment (N·m) T × Rotationshastighet (RPM) n/9550, det vill säga P = T*n/9550, vilket kan förstås med följande figur.

Som kan ses från hjulrotationsdiagrammet, förblir effekten oförändrad (med tan på överföringsförluster), men rotationshastigheten minskas. Enligt formeln effekt = vridmoment × rotationshastighet (*konstant) är antalet gånger rotationshastigheten minskas vid hjulet lika med antalet gånger vridmomentet ökar vid hjulet - detta är det så kallade "hjulvridmomentet".
t.ex. Förhållandet mellan effekt och vridmoment och vinkelhastighet: Effekt P = vridmoment T × vinkelhastighet ω.
Eftersom effekt P = arbete W ÷ tid t, och arbete W = kraft F × sträcka s, så P = F×s/t = F×linjär hastighet v. Här är v linjär hastighet. I en motor är linjärhastigheten v av krankskäftet = vinkelhastigheten ω av krankskäftet × radien r av krankskäftet.
Att ersätta i formeln ovan ger: effekt P = kraft F × radie r × vinkelfrekvens ω. Och kraft F × radie r = snedmoment. Därför kan man dra slutsatsen att effekt P = snedmoment × vinkelfrekvens ω. Så kan motorens effekt beräknas från snedmoment och rotationshastighet.

Bildexempel.

Kompletterande relationer: Följande gäller för likformig cirkulationsrörelse.

1.Linjär hastighet V = s/t = 2πR/T.

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

3.Forhållandet mellan linjär hastighet och vinkelfart: Linjär hastighet = vinkelfart × radie, V = ωR.

4.Forhållandet mellan vinkelfart och rotationshastighet ω = 2πn (här har frekvens och rotationshastighet samma betydelse).

5.Period och frekvens T = 1/f.
Huvudsakliga fysikaliska storheter och enheter: Båglängd (S): meter (m); vinkel (Φ): radian (rad); frekvens (f): hertz (Hz); period (T): sekund (s); rotationshastighet (n): omg/s; radie (R): meter (m); linjär hastighet (V): m/s; vinkelfart (ω): rad/s.