Determinazione del rapporto di trasmissione degli ingranaggi

In ingegneria meccanica, il Rapporto di cambio per il rapporto tra le velocità di rotazione di due o più ingranaggi di ingranamento. Quando si tratta di due marce, possiamo seguire questa regola pratica: se l`ingranaggio conduttore (che riceve la sua potenza da un motore) è più grande dell`ingranaggio condotto, quest`ultimo girerà più velocemente e viceversa. Possiamo esprimere questo concetto con la formula Rapporto di trasmissione = T2/T1, dove T1 è il numero di denti della prima marcia e T2 è il numero di denti della seconda.

Passi

Metodo 1 di 2: Trovare il rapporto di un riduttore

Due marce

Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 1
1. Inizia con una coppia di ingranaggi. Per calcolare un rapporto di trasmissione devi avere almeno due marce collegate tra loro — questo è chiamato "riduttore di marcia" (`ingranaggio del treno` in inglese). La prima marcia è solitamente un ingranaggio conduttore attaccato all`albero motore e il secondo è l`ingranaggio condotto, che è attaccato all`albero di carico (l`albero di ciò che si desidera far girare). Potrebbero esserci anche un numero di ingranaggi tra questi due per trasferire potenza dall`ingranaggio conduttore all`ingranaggio condotto. Questi ingranaggi sono chiamati "ingranaggi intermedi".
  • Diamo prima un`occhiata a una trasmissione a ingranaggi con solo due marce (una cosiddetta "coppia di ingranaggi"). Per trovare il rapporto di trasmissione, gli ingranaggi devono essere collegati, ovvero i denti devono ingranare e un ingranaggio deve guidare l`altro. Ad esempio, supponiamo di avere una marcia piccola (marcia 1) che guida una marcia più grande (marcia 2).
Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 2
2. Contare il numero di denti sull`ingranaggio conduttore. Un modo semplice per trovare il rapporto di trasmissione di due ingranaggi collegati è confrontare il numero di denti (le piccole sporgenze sul bordo della ruota) di entrambi gli ingranaggi. Per prima cosa determinare quanti denti ha l`ingranaggio conduttore. Puoi farlo contando te stesso o, in alcuni casi, cercando queste informazioni sull`attrezzatura stessa.
  • In questo esempio, diciamo che l`ingranaggio conduttore più piccolo 20 denti ha.
  • Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 3
    3. Contare il numero di denti sull`ingranaggio condotto. Determinare ora il numero di denti sull`ingranaggio condotto allo stesso modo dell`ingranaggio conduttore.
  • Nel nostro esempio, l`ingranaggio condotto 30 denti.
  • Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 4
    4. Dividi un numero di denti per l`altro. Ora che conosci il numero di denti su ciascun ingranaggio, puoi trovare il rapporto di trasmissione abbastanza facilmente. Dividere il numero di denti sull`ingranaggio condotto per il numero di denti sull`ingranaggio conduttore. A seconda del compito che ti è stato assegnato, puoi scrivere la tua risposta come decimale, come frazione o come rapporto (d.w.z. x: y).
  • Nel nostro esempio, dividendo i 30 denti dell`ingranaggio conduttore per i 20 denti dell`ingranaggio conduttore si ottiene un rapporto di 30/20 = 1,5. Possiamo anche scrivere questo come 3/2 o 1.5: 1.
  • Questo rapporto significa che l`ingranaggio più piccolo deve girare una volta e mezza affinché l`ingranaggio più grande faccia un giro completo. Questo ha senso: l`ingranaggio condotto è più grande, quindi ruoterà più lentamente.
  • Più di due marce

      Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 5
      1. Inizia con una trasmissione di più di due pignoni. Una trasmissione a ingranaggi non deve necessariamente consistere solo in un ingranaggio conduttore e un ingranaggio condotto, può anche essere una lunga serie di ingranaggi. In questo caso, la prima marcia rimane l`ingranaggio conduttore e l`ultima marcia rimane l`ingranaggio condotto. Gli ingranaggi tra di loro sono chiamati "ingranaggi intermedi" o "ingranaggi folli` in inglese. Gli ingranaggi intermedi vengono spesso utilizzati per cambiare il senso di rotazione o per collegare due ingranaggi che non possono essere collegati direttamente.
    1. Ad esempio, supponiamo che la coppia di ingranaggi dall`alto sia ora azionata da un piccolo ingranaggio con sette denti. Il pignone da 30 denti rimane il pignone condotto e il pignone da 20 denti, che un tempo era il pignone di trasmissione, diventa un ingranaggio intermedio.
    2. Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 6
      2. Dividere il numero di denti degli ingranaggi conduttori e condotti. La cosa più importante da ricordare con le trasmissioni con più di due pignoni è quella solo l`ingranaggio conduttore e l`ingranaggio condotto (di solito il primo e l`ultimo) svolgono un ruolo. In altre parole; gli ingranaggi folli non hanno alcuna influenza sul rapporto della trasmissione nel suo insieme. Quindi, una volta trovata la trasmissione e gli ingranaggi condotti, puoi determinare il rapporto di trasmissione come hai fatto prima.
    3. Nel nostro esempio possiamo trovare il rapporto dividendo i 30 denti dell`ingranaggio condotto per i 7 denti del nuovo ingranaggio conduttore. 30/7 4.3 (o 4.3 : 1, ecc.). Ciò significa che l`ingranaggio conduttore deve girare circa 4,3 volte per far girare una volta l`ingranaggio molto più grande.
    4. Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 7
      3. Trova, se vuoi, i rapporti degli ingranaggi folli. Puoi anche determinare i rapporti di trasmissione dei tenditori e talvolta questo può essere utile. In questi casi, iniziare dall`ingranaggio conduttore e lavorare verso l`ingranaggio condotto. Considerare sempre il pignone precedente come il pignone di trasmissione per il pignone successivo. Per calcolare i rapporti degli ingranaggi folli, dividere il numero di denti sull`ingranaggio "condotto" per il numero di denti sull`ingranaggio "motore" per ciascuna coppia di ingranaggi collegati.
    5. Nel nostro esempio, i rapporti intermedi sono 20/7 = 2.9 e 30/20 = 1,5. Si noti che nessuno di questi rapporti è uguale al rapporto dell`intera marcia, 4,3.
    6. Tuttavia, si noti anche che (20/7) × (30/20) = 4,3. In termini generali: moltiplicando i rapporti intermedi di un riduttore si ottiene il rapporto dell`ingranaggio nel suo insieme.

    Metodo 2 di 2: Calcola la velocità di rotazione

    Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 8
    1. Trova la velocità di rotazione del tuo ingranaggio di trasmissione. I rapporti di trasmissione consentono di scoprire facilmente la velocità di rotazione di un ingranaggio condotto, data la "velocità di ingresso" dell`ingranaggio conduttore. Per iniziare, trova la velocità di rotazione dell`ingranaggio conduttore. Nella maggior parte dei calcoli delle marce è espresso in giri al minuto (rpm) o rotazioni al minuto (rpm), ma altre unità sono il più buone possibile.
    • Ad esempio, nel nostro esempio sopra, con un pignone di trasmissione a sette denti e un pignone di trasmissione a 30 denti, il pignone di trasmissione gira a 130 giri/min. Con queste informazioni, troviamo la velocità dell`ingranaggio condotto nei seguenti passaggi.
    Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 9
    2. Inserisci le tue informazioni nella formula S1 × T1 = S2 × T2. In questa formula, S1 sta per la velocità di rotazione dell`ingranaggio conduttore, T1 per il numero di denti nell`ingranaggio conduttore e S2 e T2 rispettivamente per la velocità e il numero di denti dell`ingranaggio condotto. Compila le variabili finché non hai solo una sconosciuta.
  • In questo tipo di problema spesso devi trovare una soluzione per S2, anche se è possibile risolvere il più possibile per una delle altre variabili. Se inseriamo le informazioni dal nostro esempio, otteniamo questo:
  • 130 giri/min × 7 = S2 × 30
  • Immagine titolata Determina Gear Ratio Step 10
    3. Risolvere. Trovare la variabile sconosciuta è ora una questione di algebra di base. Semplifica il resto dell`equazione e isola la variabile su un lato del segno is, e avrai la tua risposta. Non dimenticare di annotare le unità corrette: con questo puoi perdere punti sui compiti scolastici.
  • Nel nostro esempio, possiamo risolvere l`equazione in questo modo:
  • 130 giri/min × 7 = S2 × 30
  • 910 = S2 × 30
  • 910/30 = S2
  • 30.33 giri = S2
  • In altre parole, se l`ingranaggio conduttore ruota a 130 giri/min, l`ingranaggio condotto ruoterà a 30,33 giri/min. Questo ha senso: poiché l`ingranaggio condotto è molto più grande, ruoterà anche molto più lentamente.
  • Consigli

    • La potenza del motore richiesta per azionare il carico viene regolata verso l`alto o verso il basso in base al rapporto di trasmissione. Il motore deve essere progettato per generare la potenza corretta per il carico, tenendo conto del rapporto di trasmissione. Un sistema con cambio marcia superiore (in cui il numero di giri del carico è maggiore del numero di giri del motore) richiede un motore che fornisca una potenza ottimale a regimi di rotazione inferiori.
    • Per vedere in azione i principi dei rapporti di trasmissione, fai un giro! Scoprirai che è più facile salire in collina se hai un piccolo ingranaggio davanti e un grande ingranaggio dietro. E mentre ci vuole meno sforzo per girare un ingranaggio più piccolo con la potenza dei tuoi pedali, dovrai anche pedalare molto più velocemente rispetto alla marcia che useresti su aree pianeggianti, quindi progredirai lentamente.
    • Un sistema di scalata (in cui il regime del carico è inferiore al regime del motore) richiede un motore che fornisca una potenza ottimale a regimi di rotazione inferiori.

    Condividi sui social network: