In de machinebouw is de overbrengingsverhouding een directe meting van de rotatiesnelheid van twee of meer versnellingen die competitief zijn ingeschakeld. Als algemene regel geldt dat bij twee versnellingen, als het aandrijftandwiel (het tandwiel dat de rotatiekracht rechtstreeks van de motor, motor, etc. ontvangt) groter is dan het aangedreven tandwiel, het aangedreven tandwiel sneller zal draaien en vice versa. We kunnen dit basisconcept in een formule schrijven Overbrengingsverhouding = T2/T1, T1 is het aantal tanden in de eerste versnelling en T2 is het aantal tanden in de tweede versnelling.
Stap
Methode 1 van 2: Overbrengingsverhouding berekenen in versnellingscircuit
Twee versnellingen
Stap 1. Begin met een set met twee versnellingen
Om de overbrengingsverhouding te bepalen, moet u minimaal twee versnellingen in elkaar hebben. Deze twee in elkaar grijpende tandwielen worden "versnellingssets" genoemd. In het algemeen is het eerste tandwiel een "aandrijftandwiel" gemonteerd op de motoras en het tweede tandwiel is een "aangedreven tandwiel" gemonteerd op de lastas. Tussenin kunnen ook een aantal tandwielen aanwezig zijn om vermogen van het aandrijftandwiel naar het aangedreven tandwiel over te brengen. Deze tandwielen worden "onbelaste tandwielen" genoemd.
Laten we nu eens kijken naar een versnellingsset die slechts twee versnellingen bevat. Om de overbrengingsverhouding te berekenen, moeten deze twee tandwielen met elkaar samenwerken. Met andere woorden, de tanden moeten in elkaar grijpen en de ene moet de andere draaien. Stel bijvoorbeeld dat u een klein aandrijftandwiel hebt (tandwiel 1) dat een groter aangedreven tandwiel roteert (tandwiel 2)
Stap 2. Tel het aantal tanden op het aandrijftandwiel
Een manier om de overbrengingsverhouding tussen twee in elkaar grijpende tandwielen te berekenen, is door het aantal tanden (kleine tandachtige bobbels aan de rand van het wiel) te vergelijken. Begin met te tellen hoeveel tanden er in het aandrijftandwiel zitten. U kunt dit doen door handmatig te berekenen of soms door te kijken naar de informatie die op het aandrijftandwiel is afgedrukt.
Stel bijvoorbeeld dat het kleinere aandrijftandwiel in het systeem: 20 tanden.
Stap 3. Tel het aantal tanden op het aangedreven tandwiel
Tel vervolgens hoeveel tanden er in het aangedreven tandwiel zitten zoals je eerder deed voor het aandrijftandwiel.
Stel bijvoorbeeld dat het aangedreven tandwiel: 30 tanden.
Stap 4. Deel het aantal tanden door elkaar
Nu je weet hoeveel tanden er in elke versnelling zitten, kun je vrij eenvoudig overbrengingsverhoudingen berekenen. Verdeel de tanden op het aangedreven tandwiel door de tanden op het aandrijftandwiel. Je kunt het antwoord in decimale, fractionele of verhoudingsvorm (zoals x: y) schrijven, afhankelijk van je opdracht.
- In het bovenstaande voorbeeld geeft het delen van 30 tanden in het aangedreven tandwiel door 20 tanden in het aandrijftandwiel 30/20 = 1, 5. We kunnen het ook schrijven in 3/2 of 1, 5: 1.
- De betekenis van deze overbrengingsverhouding is dat het kleinere aandrijftandwiel anderhalf keer moet draaien om het grotere aangedreven tandwiel één volledige omwenteling te laten maken. Omdat het aangedreven tandwiel groter is, zal het aangedreven tandwiel langzamer draaien.
Meer dan twee versnellingen
Stap 1. Begin met een versnellingsset met meer dan twee versnellingen
Zoals de naam al aangeeft, kan een "versnellingsset" zijn samengesteld uit een lange reeks tandwielen, niet slechts één aandrijftandwiel en één aangedreven tandwiel. In dit geval blijft de eerste versnelling de aandrijving, de laatste versnelling de aangedreven versnelling en de middelste versnelling de "onbelaste versnelling". Deze onbelaste tandwielen worden vaak gebruikt om de draairichting te veranderen of om twee tandwielen met elkaar te verbinden wanneer directe versnellingsaanpassing ze zwaar of onbeschikbaar zou maken.
Stel bijvoorbeeld dat het hierboven beschreven circuit met twee versnellingen nu wordt aangedreven door een tandwiel met zeven kleine tanden. In dit geval werd het tandwiel met 30 vaste tanden het aangedreven tandwiel en het tandwiel met 20 tanden (dat voorheen de aandrijving was) is nu het onbelaste tandwiel
Stap 2. Deel het aantal tanden van het aandrijftandwiel en het aangedreven tandwiel
Het belangrijkste om te onthouden bij tandwielsets met meer dan twee versnellingen, is dat alleen het aandrijftandwiel en het aangedreven tandwiel (meestal de eerste en de laatste versnelling) belangrijk zijn. Met andere woorden, onbelaste tandwielen hebben helemaal geen invloed op de overbrengingsverhouding van de hele set. Nadat u het aandrijftandwiel en het aangedreven tandwiel hebt geïdentificeerd, kunt u de overbrengingsverhoudingen op dezelfde manier berekenen als voorheen.
In het bovenstaande voorbeeld berekenen we de overbrengingsverhouding door de dertig tanden van het aangedreven tandwiel te delen door de zeven tanden van het nieuwe aandrijftandwiel. 30/7 = ca. 4, 3 (of 4, 3: 1). Dit betekent dat het aandrijftandwiel ongeveer 4,3 keer moet draaien om het veel grotere aangedreven tandwiel één keer te laten draaien.
Stap 3. Bereken indien nodig de overbrengingsverhouding voor de middelste versnelling
U kunt overbrengingsverhoudingen berekenen die ook betrekking hebben op onbelaste versnellingen, en u wilt dat misschien in bepaalde situaties doen. Begin in dit geval bij het aandrijftandwiel en werk je omhoog naar het lasttandwiel. Behandel de vorige versnelling als een aandrijftandwiel helemaal naar de volgende versnelling. Deel het aantal tanden op elk "aangedreven" tandwiel door het aantal tanden op het "aangedreven" tandwiel voor elke set in elkaar grijpende tandwielen om de middelste overbrengingsverhouding te berekenen.
- In het bovenstaande voorbeeld is de middelste overbrengingsverhouding 20/7 = 2, 9 en 30/20 = 1, 5. Opgemerkt moet worden dat deze verhoudingen niet hetzelfde zijn als de overbrengingsverhouding voor de hele set, die 4,3 is.
- echter, moet ook worden opgemerkt dat (20/7) × (30/20) = 4, 3. In het algemeen moeten de verhoudingen van de middelste versnellingen van de versnellingsset worden vermenigvuldigd om gelijk te zijn aan de verhouding van alle versnellingen.
Methode 2 van 2: Berekeningen voor verhouding/snelheid maken
Stap 1. Bereken de rotatiesnelheid van het aandrijftandwiel
Met behulp van het concept van overbrengingsverhoudingen is het gemakkelijk om te bepalen hoe snel het aangedreven tandwiel roteert op basis van de "invoersnelheid" van het aandrijftandwiel. Bereken om te beginnen de rotatiesnelheid van het aandrijftandwiel. In veel tandwielberekeningen resulteert dit in omwentelingen per minuut (rpm), hoewel andere snelheidseenheden ook kunnen worden gebruikt.
Stel bijvoorbeeld dat in het voorbeeld van het tandwielcircuit hierboven met een aandrijftandwiel met zeven tanden en een aangedreven tandwiel met 30 tanden, het aandrijftandwiel roteert met een snelheid van 130 rpm. Met deze informatie zullen we in de volgende stappen de snelheid van het aangedreven tandwiel berekenen
Stap 2. Vul deze informatie in de formule S1 × T1 = S2 × T2 in
In deze formule verwijst S1 naar de rotatiesnelheid van het aandrijftandwiel, T1 verwijst naar de tanden van het aandrijftandwiel en S2 en T2 verwijzen naar de snelheid en tanden van het aangedreven tandwiel. Vul deze variabelen in tot je nog maar één variabele over hebt.
- Vaak vind je in dit soort vragen de grootte van S2, hoewel het mogelijk is om andere variabelen te vinden. Als we in het bovenstaande voorbeeld de informatie invoeren die we hebben, krijgen we:
- 130 tpm × 7 = S2 × 30
Stap 3. Voltooi
Het berekenen van de overige variabelen is slechts een eenvoudig wiskundig probleem. Vereenvoudig de resterende vergelijkingen en isoleer de variabele aan één kant van het vergelijkingsteken en je krijgt het antwoord. Vergeet niet om het in de juiste eenheden te schrijven. Je kunt hierdoor waarde verliezen aan huiswerk.
- In bovenstaand voorbeeld kunnen we dit oplossen door:
- 130 tpm × 7 = S2 × 30
- 910 = S2 × 30
- 910/30 = S2
- 30, 33 toeren = S2
- Met andere woorden, als het aandrijftandwiel draait met een snelheid van 130 rpm, zal het aangedreven tandwiel roteren met een snelheid van 30,33 rpm. Omdat het aangedreven tandwiel veel groter is, zal het aangedreven tandwiel veel langzamer draaien.
Tips
- Om te zien hoe het principe van de overbrengingsverhouding van toepassing is, kunt u proberen te fietsen. Merk op dat de gemakkelijkste manier om te klimmen is wanneer je een kleine versnelling vooraan hebt en een grote versnelling achteraan. Het is gemakkelijker om de kleinere versnelling te draaien met de kracht van de pedalen, maar het achterwiel heeft veel omwentelingen nodig om te draaien in vergelijking met de versnelling die je zou gebruiken voor vlakke oppervlakken. Hierdoor beweeg je langzamer.
- Een gedegradeerd systeem (wanneer het belastingtoerental lager is dan het motortoerental) vereist een motor die optimaal vermogen levert bij hogere rotatiesnelheden.
- Het vermogen dat nodig is om de last aan te drijven, wordt door de overbrengingsverhoudingen van de motor omhoog of omlaag gebracht. Deze motor moet worden aangepast om het vermogen te leveren dat nodig is voor de belasting nadat de overbrengingsverhouding is berekend. Een verhoogd systeem (wanneer het belastingtoerental groter is dan het motortoerental) vereist een motor die optimaal vermogen levert bij lagere draaisnelheden.
