Trong kỹ thuật cơ khí, tỷ số truyền là phép đo trực tiếp tốc độ quay của hai hoặc nhiều bánh răng ăn khớp cạnh tranh. Nguyên tắc chung khi xử lý hai bánh răng, nếu bánh răng dẫn động (bánh răng nhận lực quay trực tiếp từ động cơ, mô tơ, v.v.) lớn hơn bánh răng dẫn động thì bánh răng truyền động sẽ quay nhanh hơn và ngược lại. Chúng ta có thể viết khái niệm cơ bản này trong một công thức Tỷ số truyền = T2 / T1, T1 là số răng ở bánh răng thứ nhất và T2 là số răng ở bánh răng thứ hai.
Bươc chân
Phương pháp 1/2: Tính tỷ số bánh răng trong mạch bánh răng
Hai bánh răng
Bước 1. Bắt đầu với bộ hai bánh răng
Để xác định tỷ số truyền, bạn phải có ít nhất hai bánh răng ăn khớp với nhau. Hai bánh răng lồng vào nhau này được gọi là "bộ bánh răng". Nói chung, bánh răng thứ nhất là "bánh răng dẫn động" gắn trên trục động cơ và bánh răng thứ hai là "bánh răng dẫn động" gắn trên trục tải. Một số bánh răng cũng có thể có mặt ở giữa để truyền lực từ bánh răng dẫn động sang bánh răng dẫn động. Các bánh răng này được gọi là "bánh răng không tải".
Bây giờ chúng ta hãy xem xét một bộ bánh răng chỉ có hai bánh răng trong đó. Để tính được tỷ số truyền, hai bánh răng này phải tương tác với nhau. Nói cách khác, răng phải lưới và cái này phải xoay cái kia. Ví dụ: giả sử bạn có một bánh răng dẫn động nhỏ (bánh răng 1) làm quay một bánh răng dẫn động lớn hơn (bánh răng 2)
Bước 2. Đếm số răng trên bánh răng truyền động
Một cách để tính toán tỷ số truyền giữa hai bánh răng lồng vào nhau là so sánh số lượng răng (vết va đập nhỏ giống như răng trên mép bánh xe) mà chúng có. Bắt đầu bằng cách đếm có bao nhiêu răng trong bánh răng truyền động. Bạn có thể thực hiện việc này bằng cách tính toán thủ công hoặc đôi khi bằng cách xem thông tin in trên bánh răng truyền động.
Ví dụ: giả sử bánh răng truyền động nhỏ hơn trong hệ thống có 20 răng.
Bước 3. Đếm số răng trên bánh răng dẫn động
Tiếp theo, đếm xem có bao nhiêu răng trong bánh răng dẫn động như bạn đã làm trước đây đối với bánh răng dẫn động.
Ví dụ: giả sử bánh răng dẫn động có 30 răng.
Bước 4. Chia số răng cho nhau
Bây giờ bạn đã biết có bao nhiêu răng trong mỗi bánh răng, bạn có thể tính toán tỷ số truyền khá dễ dàng. Chia các răng trên bánh răng dẫn động bằng các răng trên bánh răng truyền động. Bạn có thể viết câu trả lời ở dạng thập phân, phân số hoặc tỷ lệ (như x: y) tùy thuộc vào bài tập của bạn.
- Trong ví dụ trên, chia 30 răng trong bánh răng dẫn động cho 20 răng trong bánh răng dẫn động sẽ cho 30/20 = 1, 5. Chúng tôi cũng có thể viết nó trong 3/2 hoặc 1, 5: 1.
- Ý nghĩa của tỷ số truyền này là bánh răng truyền động nhỏ hơn phải quay một vòng rưỡi để bánh răng dẫn động lớn hơn thực hiện một vòng quay hoàn toàn. Bởi vì bánh răng dẫn động lớn hơn, bánh răng dẫn động sẽ quay chậm hơn.
Nhiều hơn hai bánh răng
Bước 1. Bắt đầu với một bộ bánh răng có nhiều hơn hai bánh răng
Như tên của nó, một "bộ bánh răng" có thể bao gồm một loạt bánh răng dài, không chỉ một bánh răng dẫn động và một bánh răng dẫn động. Trong trường hợp này, bánh răng đầu tiên vẫn là bánh răng dẫn động, bánh răng cuối cùng vẫn là bánh răng dẫn động và bánh răng giữa trở thành "bánh răng không tải". Những bánh răng không tải này thường được sử dụng để thay đổi hướng quay hoặc để kết nối hai bánh răng khi việc điều chỉnh bánh răng trực tiếp sẽ làm cho chúng nặng hoặc không khả dụng.
Ví dụ, giả sử mạch hai bánh răng được mô tả ở trên bây giờ được dẫn động bởi một bánh răng có bảy răng nhỏ. Trong trường hợp này, bánh răng có 30 răng cố định trở thành bánh răng dẫn động và bánh răng có 20 răng (trước đây là bộ truyền động) bây giờ là bánh răng không tải
Bước 2. Chia số răng của bánh răng dẫn động và bánh răng dẫn động
Điều quan trọng cần nhớ khi xử lý các bộ bánh răng có nhiều hơn hai bánh răng là chỉ có bánh răng dẫn động và bánh răng dẫn động (thường là bánh răng đầu tiên và bánh răng cuối cùng) là quan trọng. Nói cách khác, bánh răng không tải hoàn toàn không ảnh hưởng đến tỷ số truyền của cả bộ. Khi bạn đã xác định được bánh răng dẫn động và bánh răng dẫn động, bạn có thể tính toán các tỷ số truyền giống như trước đây.
Trong ví dụ trên, chúng ta sẽ tính toán tỷ số truyền bằng cách chia ba mươi răng của bánh răng dẫn động cho bảy răng của bánh răng dẫn động mới. 30/7 = xấp xỉ. 4, 3 (hoặc 4, 3: 1). Điều này có nghĩa là bánh răng dẫn động phải quay khoảng 4,3 lần để bánh răng dẫn động lớn hơn nhiều quay một lần.
Bước 3. Nếu cần, hãy tính tỷ số truyền cho bánh răng trung tâm
Bạn có thể tính toán tỷ số truyền liên quan đến bánh răng không tải và bạn có thể muốn làm điều đó trong một số tình huống nhất định. Trong trường hợp này, hãy bắt đầu từ bánh răng truyền động và tiến lên bánh răng tải. Đối xử với bánh răng trước như một bánh răng dẫn động cho đến bánh răng tiếp theo. Chia số răng trên mỗi bánh răng "truyền động" cho số răng trên bánh răng "truyền động" cho mỗi bộ bánh răng ăn khớp với nhau để tính tỷ số truyền tâm.
- Trong ví dụ trên, tỷ số truyền trung tâm là 20/7 = 2, 9 và 30/20 = 1, 5. Cần lưu ý rằng các tỷ số này không giống như tỷ số truyền cho cả bộ là 4,3.
- Tuy vậy, cũng cần lưu ý rằng (20/7) × (30/20) = 4, 3. Nói chung, tỷ số của các bánh răng tâm của bộ bánh răng nên được nhân lên để bằng với tỷ số của tất cả các bánh răng.
Phương pháp 2/2: Tính toán tỷ lệ / tốc độ
Bước 1. Tính tốc độ quay của bánh răng truyền động
Sử dụng khái niệm tỷ số truyền, có thể dễ dàng xác định tốc độ quay của bánh răng dẫn động dựa trên tốc độ "đầu vào" của bánh răng truyền động. Để bắt đầu, hãy tính toán tốc độ quay của bánh răng truyền động. Trong nhiều phép tính bánh răng, điều này dẫn đến số vòng quay trên phút (vòng / phút), mặc dù cũng có thể sử dụng các đơn vị tốc độ khác.
Ví dụ, giả sử trong ví dụ về mạch bánh răng ở trên với một bánh răng dẫn động có bảy răng và một bánh răng dẫn động có 30 răng, bánh răng truyền động quay với tốc độ 130 vòng / phút. Với thông tin này, chúng tôi sẽ tính toán tốc độ của bánh răng dẫn động trong các bước sau
Bước 2. Cắm thông tin này vào công thức S1 × T1 = S2 × T2
Trong công thức này, S1 đề cập đến tốc độ quay của bánh răng dẫn động, T1 đề cập đến răng của bánh răng dẫn động, và S2 và T2 đề cập đến tốc độ và răng của bánh răng dẫn động. Điền vào các biến này cho đến khi bạn chỉ còn một biến.
- Thông thường trong những câu hỏi như thế này, bạn sẽ tìm thấy độ lớn của S2, mặc dù có thể tìm thấy các biến khác. Trong ví dụ trên, nhập thông tin chúng ta có, chúng ta sẽ nhận được:
- 130 vòng / phút × 7 = S2 × 30
Bước 3. Kết thúc
Tính toán các biến còn lại chỉ là một bài toán cơ bản. Đơn giản hóa các phương trình còn lại và cô lập biến ở một bên của dấu phương trình và bạn sẽ nhận được câu trả lời. Đừng quên viết nó theo các đơn vị chính xác. Bạn có thể mất giá trị từ bài tập về nhà vì điều này.
- Trong ví dụ trên, chúng ta có thể giải quyết điều này bằng cách:
- 130 vòng / phút × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 vòng / phút = S2
- Nói cách khác, nếu bánh răng dẫn động quay với tốc độ 130 vòng / phút, bánh răng dẫn động sẽ quay với tốc độ 30,33 vòng / phút. Vì bánh răng dẫn động lớn hơn nhiều, bánh răng dẫn động sẽ quay chậm hơn nhiều.
Lời khuyên
- Để xem nguyên tắc tỷ số truyền áp dụng như thế nào, hãy thử đi xe đạp của bạn. Lưu ý rằng cách leo dốc dễ nhất là khi bạn có một bánh răng nhỏ ở phía trước và một bánh răng lớn ở phía sau. Việc chuyển bánh răng nhỏ hơn bằng lực của bàn đạp sẽ dễ dàng hơn, nhưng bánh sau phải quay rất nhiều lần so với thiết lập bánh răng bạn sử dụng cho các bề mặt phẳng. Điều này khiến bạn di chuyển chậm hơn.
- Hệ thống bị hạ cấp (khi RPM tải nhỏ hơn RPM của động cơ) sẽ yêu cầu động cơ cung cấp công suất tối ưu ở tốc độ quay cao hơn.
- Công suất cần thiết để truyền tải được nâng lên hoặc hạ xuống từ động cơ thông qua các tỷ số truyền. Động cơ này phải được thay đổi kích thước để cung cấp công suất theo yêu cầu của tải sau khi tỷ số truyền được tính toán. Hệ thống nâng lên (khi RPM tải lớn hơn RPM của động cơ) sẽ yêu cầu động cơ cung cấp công suất tối ưu ở tốc độ quay thấp hơn.
