Что такое передаточное число

Передаточное число редуктора

Одним из первостепенных параметров любого редуктора можно назвать передаточное число. В зависимости от конструкции механизма она представляет собой соотношение угловых скоростей или вращательного моментов валов. Использование передач крайне важно для правильной работы оборудования или автомобиля, ведь именно за счет них происходит передача вращательного момента от двигателя к исполнительному механизму. Скорость вращения вала электродвигателя обычно очень высокая, поэтому передать нужный момент напрямую невозможно. Именно поэтому существуют различные понижающие передачи, которые позволяют изменить показатели до нужных значений.

Навигация по статье
Суть передаточных чисел
Определение передаточного числа редуктора
Передаточное число различных видов редукторов

Суть передаточных чисел

Такой элемент как редуктор встречается практически в любых типах механизмов. Это специальный технический узел, позволяющий изменять скорость вращения валов при трансляции вращательного момента. Сегодня редуктор является неотъемлемым компонентом любого двигателя, так как требуется для превращения большой скорости во вращательное усилие и наоборот. Производится несколько разновидностей редукторов, основной характеристикой которых становится передаточное число. Этот показатель напрямую зависит от типа узла, количества шестерен и других конструкционных параметров. Для обозначения передаточного отношения в устройстве используется мультипликатор. Если значение мультипликатора составляет более 1, то это свидетельствует о том, что редуктор является понижающим. При значении менее 1 узел называют повышающим.

Определение передаточного числа редуктора

Показатель является нечем иным как отношением двух величин: количество зубьев на шестерне ведомого вала и количество зубьев на шестерне основного (ведущего). Полученная величина воздействует на работу двигателя, в том числе, на максимальную скорость вращения валов. В автомобилях передача напрямую влияет на разгонную динамику. При сокращении показателя удается увеличить максимальную скорость, но параметры разгонной динамики при этом понижаются. Выделяют несколько методов определения показателя:

• теоретический (справочный);
• практический;
• расчетный.

Первый способ можно назвать самым простым. Для получения передаточного значения достаточно найти инструкцию производителя, в которой будут указаны требуемые показатели. Также многие автомобили содержат нужную информацию в своем Vin-номере, правда, в зашифрованном виде. При необходимости данные можно расшифровать и узнать требуемые показатели.

Практический вариант расчета передаточного числа редуктора предполагает непосредственное вмешательство в агрегат. Потребуется узнать, какая модель агрегата установлена в оборудовании. Если вам будет известна скорость валов в узле, то определить показатели достаточно легко – для этого существует отдельная формула. Однако если значения не известны, то потребуется разобрать механизм. В этом случае редуктор отсоединяется от корпуса, чтобы можно было увидеть его конструктивные компоненты. После этого выполняется требуемый расчет, исходя из типа используемого узла. Например, при применении зубчатой передачи достаточно рассчитать соотношение величины зубьев шестерен на основном и ведомом валах.

При использовании простейшей формулы не учитывается сопротивление вала. Кроме этого, при расчете важно знать, меняется или нет направление вращения шестерни. Если оно изменяется, то передаточное значение принимается со знаком минус, а если не меняется – ставится плюс.

Третий способ определения коэффициента – это отслеживание скорости вращения двух валов. Обычно такой метод используется для получения передаточного числа заднего редуктора в машине. Потребуется специальное оборудование – тахометр, которое позволяет узнать фактическую скорость кручения валов. Соотношение полученных величин и будет обозначать передачу.

В автомобилях найти вращательный момент редуктора возможно при помощи оборота колеса. Потребуется приподнять ведущую ось и отметить первоначальное положение колеса и выходного вала. После этого нужно вращать колесо до тех пор, пока изначальные отметки не совпадут. Отдельно необходимо подсчитать число совершенных оборотов (и у колеса, и у вала). Далее нужно поделить показатель оборотов вала на вращения колеса. Такой способ не является 100% точным. Например, часто возникают ошибки в подсчете количества оборотов. В результате полученное число не соответствует действительности. Поэтому при использовании такого расчетного метода рекомендуется повторить процедуру несколько раз, чтобы удостовериться в точности показателей. Дополнительно можно проверить полученную цифру, подсчитав передаточное число редуктора по специальной формуле. Это позволит убедиться в точности полученных цифр.

Передаточное число различных видов редукторов

Узлы устроены по похожему принципу, однако используют разные типы зубчатой передачи. Выпускаются цилиндрические, конические, червячные и планетарные виды редукторов. Также все чаще применяются комбинированные модели, которые совмещают преимущества различных типов агрегатов.

• Цилиндрические узлы. Популярные механизмы, которые используются в машинах различного оборудования. В том числе, такие узлы эффективно работают в мощных системах и показывают высокий коэффициент полезного действия. Передаточное число в подобных устройствах может составлять от 2 до 400.
• Планетарные агрегаты. Такие устройства отличаются надежностью и производительностью, из-за чего часто применяются в промышленном машиностроении. Как правило, узнать передаточное число редуктора планетарного типа можно при помощи формулы. Показатели составляют от 6 до 450.
• Червячные устройства. В отличие от предыдущей разновидности они имеют более простую конструкцию и оптимальную стоимость, из-за чего пользуются повышенным спросом. Количество ступеней в узлах не превышает 1–2, а значения передаточного числа фиксируются в диапазоне до 10000.
• Многоступенчатые редукторы. Устройства комбинированного типа, которые производятся для различных промышленных установок. Такие узлы предполагают использование нескольких ступеней передачи вращательного момента. Передаточное число зависит от конструктивных особенностей элементов.

Подбор узла базируется на конструктивных особенностях механизма. Заранее стоит узнать, какой тип передачи необходим, есть ли определенные требования к размерам узла и какие осевые нагрузки воздействуют на валы в процессе работы оборудования.

При необходимости возможно самостоятельно рассчитать, какое передаточное число редуктора требуется. Но в зависимости от выбранного способа показатель может получиться неточным. Так что оптимальным станет перепроверка показателей или использование нескольких расчетных методов. Также можно руководствоваться техническими инструкциями производителя, так как в них содержится более точная информация о расчетах. Если у вас остались вопросы по теме, то специалисты «ФиФ» готовы ответить на них!

Что такое передаточное число

Прежде всего, необходимо разобраться, что такое передаточное число редуктора. Рассмотрим на примере червячного одноступенчатого универсального редуктора Ч-100-40. В данном случае цифра 40 обозначает передаточное число (отношение) редуктора. Что это значит: при вращении быстроходного вала (входного) тихоходный вал (выходной) должен сделать один оборот вокруг своей оси за 40 оборотов входного вала.

Далее необходимо понимать различие между двумя понятиями: передаточное число фактическое и передаточное число номинальное. Номинальное передаточное число – это округленное фактическое передаточное число, это необходимо для удобства и стандартизации обозначения. Пример: редуктор Ч-100 может иметь передаточное отношение фактическое 7,75, а номинальное будет равно 8 и так далее: 10=10; 12=12,5; 15,5=16; 20=20; 24=25; 31=31,5; 40=40; 48=50; 64=63; 84=80.

Теперь рассмотрим способы определения передаточного числа редуктора, в случае если не читается бирка и отсутствует, какая либо документация на оборудование.

1. Первый способ универсален для практически любого типа редуктора или редукторной части оборудования, будь то червячный, цилиндрический, конический, планетарный и так далее редуктор. Для этого необходимо покрутить быстроходный вал и количество его оборотов за один оборот тихоходного вала и будет означать фактическое передаточное число.
2. Второй способ применяется в случае первого варианта и отсутствием возможности прокрутить и посчитать обороты выходного вала. Здесь существуют различия между методами определения передаточного числа червячного редуктора и, например цилиндрического:

А. Рассмотрим на примере червячного одноступенчатого универсального редуктора 1Ч-160.

Прежде всего, необходимо посчитать количество зубов червячного колеса фото № 1.

У нас получилось 32 зуба.

Затем количество заходов витка на червячном валу фото № 2.

Количество заходов 1.

Теперь 32 делим на 1 получается фактическое передаточное число редуктора 1Ч-160 равное 32.

Теперь рассмотрим способ подсчета передаточного числа червячного редуктора на примере Ч-125.

Считаем количество зубов на червячном колесе фото № 3.

У нас получается 52 зуба.

И считает количество заходов витка на червячном валу фото № 4 и № 5.

У нас получилось число равное 4.

Теперь 52 делим на 4 получается фактическое передаточное число редуктора Ч-125 равное 13.

Передаточное число

Из теории: передаточное число — это отношение числа зубьев на ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Если ведомая шестерня имеет 40 зубов, а ведущая — 20, то передаточное число равно 2. Чем оно больше, тем мотор скорее как бы раскручивается до максимума. Т.е подбирая соотношение ведущая / ведомая шестерня, сопоставляя его с объемом двигателя и его мощностью, производитель пытается сделать двигатель максимально тяговитым, но при этом и очень скоростным, ведь в отличие от автомобиля в лодочного мотора нет возможности менять передаточные числа переключением передач .

Например: в лодочном моторе Suzuki DF 60 TL-передаточное отношение 2,27 у его прямого конкурента Mercury F60ELPT EFI этот же параметр 1,83. Это означает примерно следующее: двигатель Suzuki более тяговит, он скорее наберет максимальную скорость, но самая максимальная скорость будет выше у мотора Mercury. Все оно так, но не стоит забывать о таком важном элементе как гребные винты. Он в значительной степени влияет на соотношение тяговитость / скорость. Если в нашем примере на Suzuki мы поставим винт с 13 шагом, а на Меркури из 12 это перевернет всю картину с ног на голову. То есть двигатель Mercury быстрее вытащит лодку на глиссер, но его максимальная скорость будет меньше чем у мотора Сузуки с 13-м винтом.

Вывод: параметр «передаточное соотношение» в лодочной моторе стоит рассматривать только в связке — судно (его тип и водоизмещение) / передаточное соотношение / винт. Это сложная задача, решаемая только специалистами. Простым покупателям совет — не обращать внимания на этот параметр. В любом случае подобрав правильный гребной винт всегда можно добиться оптимального соотношения тяговитость / скорость. И тем более не заморачиваться цифрами передаточного числа, подбирая мотор мощностью до 30 л.с.

Передаточное число коробки передач

Передаточное число – это величина, которая характеризует отношение количества зубьев ведомой шестерни к ведущей. Является основным показателем эффективности работы любой зубчатой передачи.

Устройство коробки переключения передач

Механическая коробка передач – это многоступенчатый редуктор, предназначенный для увеличения или уменьшения крутящего момента, передаваемого с маховика двигателя, на карданный вал, а в последствие – на ведущие колеса. Управление таким редуктором осуществляется вручную, с помощью специального рычага, установленного в салоне автомобиля. При достижении максимальных оборотов одной передачи, водитель устанавливает рычаг в такое положение, при котором в действие включится вторая передача, таким образом, обороты уменьшаются, а крутящий момент меняется.

Любая МКПП представляет собой совокупность определенных валов и шестерней. Ведущий вал имеет связь с маховиком двигателя через сцепление и принимает на себя основной крутящий момент. Момент передается на промежуточный вал, а с последнего – на ведомый, который соединяется с карданным валом и передает измененный крутящий момент на ведущие колеса автомобиля.

Все передачи автомобиля – это комбинации положения шестерней и отличаются они друг от друга передаточным числом.

Как определить передаточное число (ПЧ)?

Как вы уже поняли, передаточное число является отношением количества зубьев ведомой шестерни к количеству зубьев ведущей. Таким образом, рассчитать передаточное число не составляет никакого труда. Рассмотрим на примере. Предположим, имеется пара шестерней, со следующими передаточными числами: 40 и 20. Для того, чтобы произвести расчет, необходимо знать, какая из них является ведущей, а какая ведомая и обозначим их буквами А и В, соответственно.

Предположим, что А=40, а В=20. Получается, что число зубьев ведущей равно 40, а число зубьев ведомой равняется 20. Соответственно, чтобы узнать передаточное число данной передачи, необходимо разделить 20 на 40 и получится 0,5. Это означает, что передаточное число данной передачи равно 0,5. В случае, если поменять шестерни местами, то число зубьев ведущей шестерни будет равно 20, а ведомой – 40. Тогда, разделив 40 на 20, мы получаем число 2. В этом случае, передаточное число данной передачи будет равно 2.

Такой метод расчета используется при проектировании трансмиссии автомобиля. Чтобы автомобиль имел прекрасные динамические характеристики и развивал большую скорость, необходимо правильно подобрать передаточные числа коробки передач.

Чтобы узнать передаточное число трансмиссии своего автомобиля, достаточно взглянуть в техническую литературу к вашей модели машины. В других случаях, определение передаточного числа можно провести и без применения специальных расчетов и литературы. Достаточно знать принцип выполнения одного метода расчета передаточного числа.

Установите автомобиль на смотровую яму, под колеса обязательно поставьте противооткатные упоры. Коробка передач должна быть установлена в нейтральном положении. Возьмите мел и обозначьте специальные метки на колесе и полу, чтобы они имели совпадения. Такие же метки поставьте на корпусе и фланце редуктора заднего моста.

Попросите помощника из ямы пронаблюдать за совпадением меток на редукторе и фланце, а вы вращайте ведущее колесо. После повторного совпадения меток, подсчитывается количество оборотов (оно может быть равно даже 1) колеса, делится пополам и затем, полученное числовое значение разделите на количество оборотов, совершенных карданным валом. Конечный результат и будет передаточным числом.

Как передаточное число влияет на динамические характеристики автомобиля

Как было ранее упомянуто, правильно рассчитанное передаточное число позволит добиться максимальной эффективности работы КПП и снизить износ шестерней до минимума. На выбор передаточного числа влияют характеристики двигателя, его мощность, крутящий момент, диаметр колеса, назначение автомобиля и личные пожелания автолюбителя. Изменения, вносимые в передаточное число, могут увеличить или уменьшить крутящий момент, передаваемый на карданный вал автомобиля. Процесс изменения передаточного числа передачи заключается в изменении количества зубьев шестерни.

Если передаточное число высокое, то автомобиль будет набирать большую скорость за малый промежуток времени, однако, длина передачи будет намного меньше. Это означает, что переключение передач нужно будет осуществлять достаточно быстро. Проще говоря, увеличение передаточного числа способствует повышению величины ускорения автомобиля.

Уменьшение передаточного числа позволяет добиться большой максимальной скорости, развиваемой автомобилем. Здесь действует другой принцип, когда разгон происходит медленно, однако, скорость на выходе будет намного больше. Такое значение передаточного числа подходит только для достаточно мощных двигателей.

Исходя из выше сказанного, передаточное число должно быть таким, чтобы автомобиль имел хорошие динамические характеристики и большую максимальную скорость. В этом случае, путем подбора, можно добиться компромисса между двумя величинами, получив и то, и другое.

Многие автогонщики стараются сделать передаточные числа с последовательным уменьшением. То есть, в процессе возрастания скорости автомобиля и переключении передач, передаточное число каждой следующей передачи будет уменьшаться, что позволит добиться как повышенных динамических характеристик, так и большой максимальной скорости.

Большая скорость актуальна только при движении по прямой, с минимальным количеством поворотов. При движении по извилистой дороге, рекомендуется использовать повышенные значения передаточных чисел. Так происходит подбор ПЧ к типу трассы.

• 29875 просмотров