Зубчатая передача

редактировать

Механическая трансмиссия с использованием нескольких передач.

Иллюстрация из Тренинга армейской службы по механической транспортировке, (1911 г.), рис. 112 Трансмиссия движения и силы со стороны зубчатых колес, составная передача.

A зубчатая передача - это механическая система, образованная установкой шестерен на раме так, чтобы зубья шестерен зацепились.

Зубья шестерни предназначены для обеспечения того, чтобы делительные окружности зацепляющих шестерен катились друг по другу без проскальзывания, обеспечивая плавную передачу вращения от одной шестерни к другой.

Передача вращения между контактами зубчатые колеса восходят к антикиферскому механизму Греции и колеснице, направленной на юг Китая. На иллюстрациях ученого эпохи Возрождения Георгиуса Агриколы изображены зубчатые передачи с цилиндрическими зубьями. Применение эвольвентного зуба позволило получить стандартную конструкцию шестерни, которая обеспечивает постоянное передаточное число.

Особенности шестерен и зубчатых передач:

Отношение делительных окружностей сопряженных шестерен определяет передаточное отношение и механическое преимущество зубчатой передачи.
A планетарная передача Поезд обеспечивает высокое передаточное число в компактном корпусе.
Можно спроектировать зубья шестерни для шестерен, которые некруглые, но все же будут передавать крутящий момент плавно.
Передаточные числа цепных и ременных передач вычисляются так же, как передаточные числа. См. велосипедная передача..

Иллюстрация Agricola 1580 года, на которой показано зубчатое колесо, которое входит в зацепление с цилиндром с прорезями, образуя зубчатую передачу, которая передает мощность от беговой дорожки с приводом от человека к горному насосу. преимущество

2 Анализ с использованием виртуальной работы

3 Зубчатые передачи с двумя передачами

3.1 Формула

4 Двойной редуктор

5 Передаточное число

6 Передаточное число

7 Холостые передачи

7.1 Формула
7.2 Пример

8 Ременные передачи

9 Автомобильные приложения

9.1 Пример
9.2 Трансмиссия с широким передаточным числом и передача с близким передаточным числом

10 См. Также

11 Ссылки

12 Внешние звенья

Механическое преимущество

Зубья шестерни спроектированы таким образом, что количество зубьев шестерни пропорционально радиусу его делительной окружности, и поэтому делительные окружности зацепляющихся шестерен катятся друг по другу. без скольжения. Передаточное число для пары зацепляющихся шестерен можно вычислить из соотношения радиусов делительных окружностей и соотношения количества зубьев на каждой шестерне.

Две зацепляющиеся шестерни передают вращательное движение.

Скорость v точки контакта на делительной окружности одинакова на обеих шестернях и определяется выражением

v = r A ω A = r B ω B, {\ displaystyle v = r_ {A} \ omega _ {A} = r_ {B} \ omega _ {B}, \!}

v = r_ {A} \ омега _ {A} = r_ {B} \ omega _ {B}, \!

где входная шестерня A с радиусом r A и угловой скорость ω A входит в зацепление с выходной шестерней B с радиусом r B и угловой скоростью ω B. Следовательно,

ω A ω B = r B r A = N B N A. {\ displaystyle {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {r_ {B}} {r_ {A}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.}

{\ frac {\ omega _ {A }} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {r_ {B}} {r_ {A}}} = {\ fra c {N_ {B}} {N_ {A}}}.

где N A - количество зубьев входной шестерни, а N B - количество зубцов выходной шестерни.

механическое преимущество пары зацепляющих шестерен, для которых входная шестерня имеет N A зубьев, а выходная шестерня имеет N B зубьев дается как

MA = NBNA. {\ displaystyle \ mathrm {MA} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.}

{\ displaystyle \ mathrm {MA} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.}

Это показывает, что если выходная шестерня G B имеет больше зубьев, чем входная шестерня G A, тогда зубчатая передача усиливает входной крутящий момент. И если у выходной шестерни меньше зубьев, чем у входной шестерни, то зубчатая передача снижает входной крутящий момент.

Если выходная шестерня зубчатой передачи вращается медленнее, чем входная шестерня, то зубчатая передача называется редуктором скорости. В этом случае, поскольку выходная шестерня должна иметь больше зубьев, чем входная, редуктор увеличивает входной крутящий момент.

Анализ с использованием виртуальной работы

Для этого анализа мы рассматриваем зубчатую передачу с одной степенью свободы, что означает, что угловое вращение всех шестерен в зубчатой передаче определяется следующим образом: угол входной шестерни.

Размер шестерен и последовательность, в которой они входят в зацепление, определяют отношение угловой скорости ω A входной шестерни к угловой скорости ω B выходная шестерня, известная как передаточное число или передаточное число зубчатой передачи. Пусть R будет передаточным числом, тогда

ω A ω B = R. {\ displaystyle {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = R.}

{\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = R.

Входной крутящий момент T A, действующий на входную шестерню G A преобразуется зубчатой передачей в выходной крутящий момент T B, создаваемый выходной шестерней G B. Если мы предположим, что шестерни жесткие и нет потерь при зацеплении зубьев шестерни, то принцип виртуальной работы может быть использован для анализа статического равновесия зубчатой передачи.

Пусть угол θ входной шестерни является обобщенной координатой зубчатой передачи, тогда передаточное отношение R зубчатой передачи определяет угловую скорость выходной шестерни в терминах входной шестерни:

ω A = ω, ω B = ω / R. {\ displaystyle \ omega _ {A} = \ omega, \ quad \ omega _ {B} = \ omega / R. \!}

\ omega _ {A} = \ omega, \ quad \ omega _ {B} = \ omega / R. \!

Формула для обобщенной силы, полученная из принципа виртуальной работы с приложенным крутящим моментом, дает :

F θ = TA ∂ ω A ∂ ω - TB ∂ ω B ∂ ω = TA - TB / R = 0. {\ displaystyle F _ {\ theta} = T_ {A} {\ frac {\ partial \ omega _ {A}} {\ partial \ omega}} - T_ {B} {\ frac {\ partial \ omega _ {B}} {\ partial \ omega}} = T_ {A} -T_ {B} / R = 0.}

F _ {\ theta} = T_ {A} {\ гидроразрыв {\ partial \ omega _ {A}} {\ partial \ omega}} - T_ {B} {\ frac {\ partial \ omega _ {B}} {\ partial \ omega}} = T_ {A} -T_ {B} / R = 0.

Механическое преимущество зубчатой передачи - это отношение выходного крутящего момента T B к входному крутящему моменту T A, и приведенное выше уравнение дает:

МА = ТБТА = Р. {\ displaystyle \ mathrm {MA} = {\ frac {T_ {B}} {T_ {A}}} = R.}

{\ displaystyle \ mathrm {MA} = {\ frac {T_ {B} } {T_ {A}}} = R.}

Передаточное число зубчатой передачи также определяет ее механическое преимущество. Это показывает, что если входная шестерня вращается быстрее выходной шестерни, то зубчатая передача усиливает входной крутящий момент. И если входная шестерня вращается медленнее, чем выходная шестерня, зубчатая передача снижает входной крутящий момент.

Зубчатые передачи с двумя шестернями

Простейший пример зубчатой передачи с двумя шестернями. «Входная шестерня» (также известная как ведущая шестерня) передает мощность на «ведомую шестерню» (также известную как ведомая шестерня). Входная шестерня обычно подключается к источнику питания, например к двигателю или двигателю. В таком примере выходной крутящий момент и скорость вращения выходной (ведомой) шестерни зависят от соотношения размеров двух шестерен.

Формула

Зубья на шестернях спроектированы таким образом, чтобы шестерни могли плавно катиться друг по другу (без проскальзывания и заклинивания). Чтобы две шестерни могли плавно катиться друг по другу, они должны быть спроектированы так, чтобы скорость в точке соприкосновения двух делительных кругов (обозначенных буквой v) была одинаковой для каждой шестерни.

Математически, если входная шестерня G A имеет радиус r A и угловую скорость $ω A {\ displaystyle \ omega _ {A} \! }$ $\ omega _ {A} \!$ и зацепляется с выходной шестерней G B с радиусом r B и угловой скоростью $ω B {\ displaystyle \ omega _ {B} \! }$ $\ omega _ {B} \!$ , тогда:

v = r A ω A = r B ω B, {\ displaystyle v = r_ {A} \ omega _ {A} = r_ {B} \ omega _ {B }, \!}

v = r_ {A} \ омега _ {A} = r_ {B} \ omega _ {B}, \!

Количество зубьев шестерни пропорционально радиусу делительной окружности, что означает, что отношения угловых скоростей шестерен, радиусов и количества зубьев равны. Где N A - количество зубьев на входной шестерне, а N B - количество зубьев на выходной шестерне, формируется следующее уравнение:

ω A ω B = r B r A = NBNA. {\ displaystyle {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {r_ {B}} {r_ {A}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.}

{\ frac {\ omega _ {A }} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {r_ {B}} {r_ {A}}} = {\ fra c {N_ {B}} {N_ {A}}}.

Это показывает, что простая зубчатая передача с двумя шестернями имеет передаточное число R, определяемое как:

R = ω A ω B = NBNA. {\ displaystyle R = {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.}

R = {\ frac {\ omega _ {A}} { \ omega _ {B}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.

Это уравнение показывает что если количество зубьев выходной шестерни G B больше, чем количество зубьев входной шестерни G A, то входная шестерня G A должна вращаться быстрее, чем выходная шестерня G B.

Двойной редуктор

Двойной редуктор состоит из двух пар шестерен, как одинарных, последовательно соединенных. На диаграмме красная и синяя шестерни дают первую ступень понижения, а оранжевая и зеленая шестерни - вторую ступень понижения. Общее восстановление - это продукт первой стадии восстановления и второй стадии восстановления.

Обязательно наличие двух сцепленных шестерен разного размера на промежуточном промежуточном валу. Если бы использовалась единственная промежуточная шестерня, общее передаточное отношение было бы просто таким, что между первой и конечной шестернями промежуточная шестерня будет действовать только как холостая шестерня : она изменит направление вращения, но не изменит Соотношение.

Передаточное число

Зубья шестерни распределены по окружности делительной окружности, так что толщина t каждого зуба и расстояние между соседними зубьями одинаковы. Шаг p зубчатого колеса, который представляет собой расстояние между эквивалентными точками на соседних зубах по делительной окружности, равен удвоенной толщине зуба,

p = 2 t. {\ displaystyle p = 2t. \!}

p = 2t. \!

Шаг шестерни G A можно вычислить из числа зубьев N A и радиуса r A его делительной окружности

p = 2 π r ANA. {\ displaystyle p = {\ frac {2 \ pi r_ {A}} {N_ {A}}}.}

p = {\ frac {2 \ pi r_ {A}} {N_ {A }}}.

Для плавного зацепления двух шестерен G A и G B должен иметь зубцы одинакового размера и, следовательно, они должны иметь одинаковый шаг p, что означает

p = 2 π r ANA = 2 π r BNB. {\ displaystyle p = {\ frac {2 \ pi r_ {A}} {N_ {A}}} = {\ frac {2 \ pi r_ {B}} {N_ {B}}}.}

p = {\ frac {2 \ pi r_ {A}} {N_ {A}}} = {\ frac {2 \ pi r_ {B}} {N_ {B}}}.

Это Уравнение показывает, что отношение окружности, диаметров и радиусов двух зубчатых колес, находящихся в зацеплении, равно отношению количества их зубьев,

r B r A = NBNA. {\ displaystyle {\ frac {r_ {B}} {r_ {A}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.}

{\ frac {r_ {B}} {r_ {A}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.

Передаточное число двух шестерен, вращающихся без пробуксовки на их продольных кругах задается следующим образом:

R = ω A ω B = r B r A, {\ displaystyle R = {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = { \ frac {r_ {B}} {r_ {A}}},}

R = {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {r_ {B}} { r_ {A}}},

, следовательно,

R = ω A ω B = NBNA. {\ displaystyle R = {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.}

R = {\ frac {\ omega _ {A}} { \ omega _ {B}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.

Другими словами передаточное число или передаточное число обратно пропорционально радиусу делительной окружности и количеству зубьев входной шестерни.

Передаточное число

Зубчатую передачу можно проанализировать, используя принцип виртуальной работы, чтобы показать, что ее передаточное число крутящего момента, которое является передаточным числом его выходной крутящий момент относительно входного крутящего момента равен передаточному отношению или передаточному отношению зубчатой передачи.

Это означает входной крутящий момент Τ A, приложенный к входной шестерне G A, и выходной крутящий момент Τ B на выходной шестерне G B связаны соотношением

R = TBTA, {\ displaystyle R = {\ frac {T_ {B}} {T_ {A}}},}

R = {\ frac {T_ {B}} {T_ {A}}},

где R - передаточное число зубчатой передачи.

Передаточное число зубчатой передачи также известно как ее механическое преимущество

M A = T B T A. {\ displaystyle {\ mathit {MA}} = {\ frac {T_ {B}} {T_ {A}}}.}

{\ mathit {MA}} = {\ frac {T_ {B}} { T_ {A}}}.

Холостые шестерни

В последовательности соединенных вместе шестерен соотношение зависит только от количества зубьев на первой и последней передаче. Промежуточные шестерни, независимо от их размера, не изменяют общее передаточное число цепи. Однако добавление каждой промежуточной шестерни меняет направление вращения последней шестерни.

Промежуточная шестерня, которая не приводит в движение вал для выполнения какой-либо работы, называется холостой шестерней. Иногда одна промежуточная шестерня используется для реверсирования направления, и в этом случае ее можно назвать реверсивной промежуточной шестерней. Например, типичная автомобильная механическая коробка передач включает передачу заднего хода посредством вставки промежуточного колеса заднего хода между двумя передачами.

Промежуточные шестерни могут также передавать вращение между удаленными валами в ситуациях, когда было бы непрактично просто увеличивать удаленные шестерни, чтобы свести их вместе. Мало того, что более крупные шестерни занимают больше места, масса и инерция вращения (момент инерции ) шестерни пропорциональны квадрату его радиуса. Вместо промежуточных шестерен можно использовать зубчатый ремень или цепь для передачи крутящего момента на расстояние.

Формула

Если простая зубчатая передача имеет три шестерни, так что входная шестерня G A входит в зацепление с промежуточной шестерней G I, которая в повернуть зацепляется с выходной шестерней G B, затем делительная окружность промежуточной шестерни катится без проскальзывания как на делительной окружности входной, так и выходной шестерен. Это дает два соотношения

ω A ω I = N I N A, ω I ω B = N B N I. {\ displaystyle {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {I}}} = {\ frac {N_ {I}} {N_ {A}}}, \ quad {\ frac {\ omega _ {I}} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {I}}}.}

{\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {I}}} = {\ frac {N_ {I}} {N_ {A}}}, \ quad {\ frac {\ omega _ {I}} { \ omega _ {B}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {I}}}.

Передаточное число этой зубчатой передачи получается умножением этих двух уравнений на получить

R = ω A ω B = NBNA. {\ displaystyle R = {\ frac {\ omega _ {A}} {\ omega _ {B}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.}

R = {\ frac {\ omega _ {A}} { \ omega _ {B}}} = {\ frac {N_ {B}} {N_ {A}}}.

Обратите внимание, что это передаточное число точно такое же, как и в случае, когда шестерни G A и G B входят в зацепление напрямую. Промежуточная шестерня обеспечивает зазор, но не влияет на передаточное число. По этой причине ее называют промежуточной шестерней. Такое же передаточное число получается для последовательности промежуточных шестерен, и, следовательно, промежуточная шестерня используется для обеспечения одинакового направления вращения ведущей и ведомой шестерен. Если ведущая шестерня движется по часовой стрелке, то ведомая шестерня также движется по часовой стрелке с помощью промежуточной шестерни.

10-rouage-affolter-pignons-composant-horloger-horlogerie.png

04-rouage-affolter-pignons-composant-horloger-horlogerie.png

Пример

2 шестерни и промежуточная шестерня на сельскохозяйственном оборудовании с передаточным отношением 42/13 = 3,23: 1

На фотографии предполагается, что подключена самая маленькая шестерня. к двигателю, это называется ведущей или входной шестерней. Несколько более крупная шестерня посередине называется холостой передачей. Он не соединен напрямую ни с двигателем, ни с выходным валом, а передает мощность только между входной и выходной шестернями. В правом верхнем углу фото есть третья шестеренка. Если предположить, что шестерня соединена с выходным валом машины, это выходная или ведомая шестерня.

Входная шестерня в этой зубчатой передаче имеет 13 зубцов, а промежуточная шестерня - 21 зуб. Принимая во внимание только эти шестерни, передаточное число между холостой и входной шестерней можно рассчитать так, как если бы промежуточная шестерня была выходной. Следовательно, передаточное число ведомый / привод = 21/13 ≈1,62 или 1,62: 1.

При таком соотношении это означает, что ведущая шестерня должна сделать 1,62 оборота, чтобы один раз повернуть ведомую шестерню. Это также означает, что на каждый оборот привода ведомая шестерня совершает 1 / 1,62 или 0,62 оборота. По сути, большая шестерня вращается медленнее.

У третьей шестерни на картинке 42 зуба. Таким образом, передаточное число между холостым ходом и третьей передачей составляет 42/21, или 2: 1, и, следовательно, конечное передаточное число составляет 1,62x2≈3,23. За каждые 3,23 оборота наименьшей шестерни наибольшая шестерня делает один оборот, или за каждый один оборот наименьшей шестерни наибольшая шестерня делает 0,31 (1 / 3,23) оборота, общее уменьшение примерно на 1 : 3,23 (передаточное число редуктора (GRR) = 1 / передаточное число (GR)).

Поскольку промежуточная шестерня контактирует напрямую как с меньшей, так и с большой шестерней, ее можно исключить из расчета, что также дает соотношение 42 / 13≈3,23. Промежуточная шестерня служит для вращения ведущей шестерни и ведомой шестерни в одном направлении, но не дает механического преимущества.

Ременные передачи

Ремни также могут иметь зубья и соединяться с зубчатыми шкивами. Специальные шестерни, называемые звездочками, могут соединяться вместе с цепями, как на велосипедах и некоторых мотоциклах. Опять же, с этими машинами можно вести точный учет зубьев и оборотов.

Распределительные шестерни клапана на двигателе Ford Taunus V4 - малая шестерня находится на коленчатом валу, большая шестерня - на распредвале. Шестерня коленчатого вала имеет 34 зуба, шестерня распределительного вала - 68 зубцов и работает на половине частоты вращения коленчатого вала.. (Маленькая шестерня в нижнем левом углу находится на балансирном валу.)

Например, ремень с зубьями, называемый зубчатым ремнем, используется в некоторых двигателях внутреннего сгорания для синхронизации движения распределительного вала с движением коленчатого вала, так что клапаны открываются и закрываются в верхней части каждого цилиндра точно в нужное время относительно движения каждого поршня. В некоторых случаях используется цепь, называемая цепью времени. в автомобилях для этой цели, в то время как в других распредвал и коленчатый вал соединяются напрямую через зацепленные шестерни. Независимо от того, какая форма привода используется, передаточное отношение коленчатого вала к распределительному валу всегда составляет 2: 1 на четырехтактном двигатели, что означает, что за каждые два оборота коленчатого вала распределительный вал поворачивается один раз.

Автомобильные приложения

Иллюстрация шестерен автомобильной т Трансмиссия

Автомобильная трансмиссия обычно имеет две или более основных областей, в которых используется передача. Передача используется в трансмиссии, которая содержит ряд различных наборов передач, которые можно переключать, чтобы обеспечить широкий диапазон скоростей транспортного средства, а также в дифференциале, который содержит главная передача для дальнейшего снижения скорости вращения колес. Кроме того, дифференциал содержит дополнительную передачу, которая равномерно распределяет крутящий момент между двумя колесами, позволяя им иметь разные скорости при движении по криволинейной траектории. Трансмиссия и главная передача могут быть разделены и соединены приводным валом , или они могут быть объединены в один блок, называемый трансмиссией. Передаточные числа в трансмиссии и главной передаче важны, потому что разные передаточные числа изменяют характеристики автомобиля.

Пример

Автомобиль 2004 года Chevrolet Corvette C5 Z06 с шестиступенчатой механической коробкой передач имеет следующие передаточные числа в трансмиссии:

Передача	Передаточное число
1-я передача	2,97: 1
2-я передача	2,07: 1
3-я передача	1,43: 1
4-я передача	1,00: 1
5-я передача	0,84: 1
6-я передача	0,56: 1
задний ход	−3,38: 1

На 1-й передаче двигатель совершает 2,97 оборота на каждый оборот выходной мощности трансмиссии. На 4-й передаче передаточное число 1: 1 означает, что двигатель и выход коробки передач вращаются с одинаковой скоростью. 5-я и 6-я передачи известны как передачи повышающей передачи, при которых выходной сигнал трансмиссии вращается быстрее, чем выходной сигнал двигателя.

Указанный выше Corvette имеет передаточное число 3,42: 1, что означает, что на каждые 3,42 оборота выходной мощности трансмиссии колеса совершают один оборот. Передаточное число дифференциала умножается на передаточное число, поэтому на 1-й передаче двигатель делает 10,16 оборотов за каждый оборот колес.

Автомобиль покрышки можно рассматривать почти как третий тип передачи. Этот автомобиль оснащен шинами 295 / 35-18, которые имеют окружность 82,1 дюйма. Это означает, что за каждый полный оборот колеса автомобиль проходит 82,1 дюйма (209 см). Если бы у Corvette были шины большего размера, он бы путешествовал дальше с каждым оборотом колеса, что было бы похоже на более высокую передачу. Если бы у автомобиля были шины меньшего размера, это было бы похоже на более низкую передачу.

Используя передаточные числа трансмиссии и дифференциала, а также размер шин, становится возможным вычислить скорость автомобиля для конкретной передачи при конкретном двигателе об / мин.

Например, можно определить расстояние, которое автомобиль пройдет за один оборот двигателя, разделив длину окружности шины на комбинированное передаточное число трансмиссии и дифференциала.

$d = ctgrt × grd {\ displaystyle d = {\ frac {c_ {t}} {gr_ {t} \ times gr_ {d}}}}$ $d = {\ frac {c_ {t}} {gr_ {t} \ times gr_ {d}}}$

Также можно определить скорость автомобиля по частота вращения двигателя путем умножения длины окружности шины на частоту вращения двигателя и деления на комбинированное передаточное число.

$vc = ct × vegrt × grd {\ displaystyle v_ {c} = {\ frac {c_ {t} \ times v_ {e}} {gr_ {t} \ times gr_ {d}}}}$ $v_ {c } = {\ frac {c_ {t} \ times v_ {e}} {gr_ {t} \ times gr_ {d}}}$

Обратите внимание, что ответ выражается в дюймах в минуту, которые можно преобразовать в миль / ч путем деления на 1056.

Передача	Расстояние на оборот двигателя	Скорость на 1000 Частота вращения
1-я передача	8,1 дюйма (210 мм)	7,7 миль / ч (12,4 км / ч)
2-я передача	11,6 дюйма (290 мм)	11,0 миль / ч (17,7 км / ч)
3-я передача	16,8 дюйма (430 мм)	15,9 миль / ч (25,6 км / ч)
4-я передача	24,0 дюйма (610 мм)	22,7 миль / ч (36,5 км / ч)
5-я передача	28,6 дюйма (730 мм)	27,1 миль / ч (43,6 км / ч)
6-я передача	42,9 дюйма (1090 мм)	40,6 миль / ч (65,3 км / ч)

Трансмиссия с широким передаточным числом и трансмиссией с близким передаточным числом

Коробка передач с близким передаточным числом - это трансмиссия, в которой имеется относительно небольшая разница между передаточными числами шестерен. Например, трансмиссия с передаточным отношением вала двигателя к ведущему валу 4: 1 на первой передаче и 2: 1 на второй передаче будет считаться трансмиссией с широким передаточным числом по сравнению с другой трансмиссией с передаточным отношением 4: 1 на первой передаче и 3: 1 в секунду. Это связано с тем, что коробка передач с близким передаточным числом имеет меньший переход между передачами. Для трансмиссии с широким передаточным числом первое передаточное число составляет 4: 1 или 4, а на второй передаче - 2: 1 или 2, так что прогрессия равна 4/2 = 2 (или 200%). Для трансмиссии с близким передаточным числом первая передача имеет передаточное число 4: 1 или 4, а вторая передача имеет передаточное число 3: 1 или 3, так что прогрессия между передачами составляет 4/3, или 133%. Поскольку 133% меньше 200%, передача с меньшим переходом между передачами считается близкой. Однако разница между коробкой передач с близким передаточным числом и трансмиссией с широким передаточным числом является субъективной и относительной.

Коробки передач с близким передаточным числом обычно предлагаются в спортивных автомобилях, спортивных мотоциклах и особенно в гоночных автомобилях, где двигатель настроен на максимальную мощность в узком диапазоне рабочих скоростей, и можно ожидать, что водитель или гонщик будет часто переключаться, чтобы поддерживать двигатель в его диапазоне мощности.

Factory 4 -скоростные или 5-ступенчатые передаточные числа обычно имеют большую разницу между передаточными числами и, как правило, эффективны для обычного вождения и использования с умеренными характеристиками. Более широкие промежутки между передаточными числами позволяют использовать более высокое передаточное число 1-й передачи для лучшего маневрирования в движении, но вызывают большее снижение частоты вращения двигателя при переключении. Сужение зазоров увеличит ускорение на скорости и потенциально повысит максимальную скорость при определенных условиях, но при этом пострадает ускорение из остановленного положения и работа при повседневной езде.

Диапазон - это разница умножения крутящего момента между 1-й и 4-й передачами; шестерни с более широким передаточным числом имеют больше, обычно от 2,8 до 3,2. Это самый важный фактор, определяющий ускорение на низкой скорости после остановки.

Прогресс - это уменьшение или уменьшение процентного падения частоты вращения двигателя на следующей передаче, например, после переключения с 1-й на 2-ю передачу. Большинство трансмиссий имеют некоторую степень прогрессии, так как падение оборотов при переключении 1-2 больше, чем падение оборотов при переключении 2-3, что, в свою очередь, больше, чем падение оборотов при переключении 3-4. Прогресс не может быть линейным (непрерывно уменьшающимся) или происходить пропорционально этапами по разным причинам, включая особую потребность в передаче для достижения определенной скорости или оборотов в минуту для прохождения, гонок и так далее, или просто экономическая необходимость, чтобы детали были доступны..

Диапазон и прогресс не исключают друг друга, но каждый ограничивает количество вариантов для другого. Широкий диапазон, который дает сильное увеличение крутящего момента на 1-й передаче для отличных маневров в низкоскоростном движении, особенно с меньшим двигателем, тяжелым транспортным средством или с числовым низким передаточным числом, таким как 2,50, означает, что процент прогрессирования должен быть высоким. Количество оборотов двигателя и, следовательно, мощность, теряемая при каждом повышении передачи, больше, чем было бы в случае коробки передач с меньшим диапазоном, но меньшей мощностью на 1-й передаче. Численно низкая 1-я передача, такая как 2: 1, снижает доступный крутящий момент на 1-й передаче, но дает больше возможностей для выбора последовательности.

Не существует оптимального выбора передаточных чисел трансмиссии или передаточного числа главной передачи для достижения наилучших характеристик на всех скоростях, так как передаточные числа являются компромиссными, и для определенных целей не обязательно лучше исходных.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки