4 semplici modi per determinare il rapporto di trasmissione (con immagini)

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4 semplici modi per determinare il rapporto di trasmissione (con immagini)
4 semplici modi per determinare il rapporto di trasmissione (con immagini)

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Video: Organi di trasmissione - 3 - rapporto trasmissione 2024, Marzo
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Nell'ingegneria meccanica, un rapporto di trasmissione è una misura diretta del rapporto delle velocità di rotazione di due o più ingranaggi ad incastro. Come regola generale, quando si tratta di due ingranaggi, se l'ingranaggio conduttore (quello che riceve direttamente la forza di rotazione dal motore, motore, ecc.) è maggiore dell'ingranaggio condotto, quest'ultimo girerà più rapidamente e viceversa. Possiamo esprimere questo concetto di base con la formula Rapporto di trasmissione = T2/T1, dove T1 è il numero di denti della prima ruota e T2 è il numero di denti della seconda.

Passi

Metodo 1 di 2: trovare il rapporto di trasmissione di un treno di ingranaggi

Due ingranaggi

Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 1
Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 1

Passaggio 1. Inizia con un treno a due marce

Per poter determinare un rapporto di trasmissione, devi avere almeno due marce impegnate l'una con l'altra - questo è chiamato "treno di ingranaggi". Di solito, il primo ingranaggio è un "ingranaggio conduttore" attaccato all'albero motore e il secondo è un "ingranaggio condotto" attaccato all'albero di carico. Potrebbe anche esserci un numero qualsiasi di ingranaggi tra questi due per trasmettere la potenza dall'ingranaggio conduttore all'ingranaggio condotto: questi sono chiamati "ingranaggi folli".

Per ora, diamo un'occhiata a un treno di ingranaggi con solo due ingranaggi. Per essere in grado di trovare un rapporto di trasmissione, questi ingranaggi devono interagire tra loro - in altre parole, i loro denti devono essere ingranati e uno deve girare l'altro. Ad esempio, supponiamo di avere un piccolo ingranaggio conduttore (ingranaggio 1) che gira un ingranaggio condotto più grande (ingranaggio 2)

Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 2
Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 2

Passaggio 2. Contare il numero di denti sull'ingranaggio conduttore

Un modo semplice per trovare il rapporto di trasmissione tra due ingranaggi ad incastro è confrontare il numero di denti (le piccole sporgenze a forma di piolo sul bordo della ruota) che entrambi hanno. Inizia determinando quanti denti ci sono sull'ingranaggio conduttore. Puoi farlo contando manualmente o, a volte, controllando queste informazioni etichettate sull'ingranaggio stesso.

  • Ad esempio, supponiamo che l'ingranaggio conduttore più piccolo nel nostro sistema abbia 20 denti.

    Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 3
    Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 3

    Passaggio 3. Contare il numero di denti sull'ingranaggio condotto

    Quindi, determina quanti denti ci sono sull'ingranaggio condotto esattamente come hai fatto prima per l'ingranaggio conduttore.

    • Diciamo che, nel nostro esempio, l'ingranaggio condotto ha 30 denti.

      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 4
      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 4

      Passaggio 4. Dividi un numero di denti per l'altro

      Ora che sai quanti denti ci sono su ogni marcia, puoi trovare il rapporto di trasmissione in modo relativamente semplice. Dividere i denti dell'ingranaggio condotto per i denti dell'ingranaggio conduttore. A seconda del tuo compito, puoi scrivere la tua risposta come un decimale, una frazione o in forma di rapporto (cioè, x: y).

      • Nel nostro esempio, dividendo i 30 denti dell'ingranaggio condotto per i 20 denti dell'ingranaggio conduttore si ottiene 30/20 = 1.5. Possiamo anche scrivere questo come 3/2 o 1.5: 1, eccetera.
      • Ciò che significa questo rapporto di trasmissione è che l'ingranaggio conduttore più piccolo deve girare una volta e mezza per consentire all'ingranaggio condotto più grande di compiere un giro completo. Questo ha senso: poiché l'ingranaggio condotto è più grande, girerà più lentamente.

      Più di due ingranaggi

      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 5
      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 5

      Passaggio 1. Inizia con un treno di ingranaggi di più di due marce

      Come suggerisce il nome, un "treno di ingranaggi" può anche essere costituito da una lunga sequenza di ingranaggi, non solo un singolo ingranaggio conduttore e un singolo ingranaggio condotto. In questi casi, la prima marcia rimane l'ingranaggio conduttore, l'ultima marcia rimane l'ingranaggio condotto e quelle al centro diventano "ingranaggio folle". Questi sono spesso usati per cambiare il senso di rotazione o per collegare due ingranaggi quando l'ingranaggio diretto li renderebbe ingombranti o non prontamente disponibili.

      Supponiamo per esempio che il treno a due marce sopra descritto sia ora guidato da un piccolo ingranaggio a sette denti. In questo caso, l'ingranaggio a 30 denti rimane l'ingranaggio condotto e l'ingranaggio a 20 denti (che prima era il conduttore) è ora un ingranaggio folle

      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 6
      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 6

      Passaggio 2. Dividere i numeri di denti dell'ingranaggio conduttore e condotto

      La cosa importante da ricordare quando si tratta di ingranaggi con più di due marce è che solo l'ingranaggio conduttore e condotto (di solito il primo e l'ultimo) contano. In altre parole, gli ingranaggi folli non influiscono affatto sul rapporto di trasmissione dell'intero treno. Quando hai identificato la tua marcia pilota e la tua marcia condotta, puoi trovare il rapporto di trasmissione esattamente come prima.

      Nel nostro esempio, troveremmo il rapporto di trasmissione dividendo i trenta denti dell'ingranaggio condotto per i sette denti del nostro nuovo driver. 30/7 = circa 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 condotto molto più grande.

      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 7
      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 7

      Passaggio 3. Se lo si desidera, trovare i rapporti di trasmissione per le marce intermedie

      Puoi trovare anche i rapporti di trasmissione che coinvolgono gli ingranaggi folli e potresti volerlo in determinate situazioni. In questi casi, partire dall'ingranaggio conduttore e procedere verso l'ingranaggio di carico. Tratta l'ingranaggio precedente come se fosse l'ingranaggio conduttore per quanto riguarda l'ingranaggio successivo. Dividere il numero di denti su ciascun ingranaggio "condotto" per il numero di denti sull'ingranaggio "condotto" per ogni serie di ingranaggi ad incastro per calcolare i rapporti di trasmissione intermedi.

      • Nel nostro esempio, i rapporti di trasmissione intermedi sono 20/7 = 2.9 e 30/20 = 1.5. Si noti che nessuno di questi è uguale al rapporto di trasmissione per l'intero treno, 4.3.
      • Però, si noti anche che (20/7) × (30/20) = 4.3. In generale, i rapporti di trasmissione intermedi di un treno di ingranaggi si moltiplicheranno insieme per eguagliare il rapporto di trasmissione complessivo.

      Metodo 2 di 2: Calcoli rapporto/velocità

      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 8
      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 8

      Passaggio 1. Trova la velocità di rotazione della tua trasmissione

      Utilizzando l'idea dei rapporti di trasmissione, è facile capire la velocità di rotazione di un ingranaggio condotto in base alla velocità di "ingresso" dell'ingranaggio conduttore. Per iniziare, trova la velocità di rotazione della tua trasmissione. Nella maggior parte dei calcoli degli ingranaggi, questo è dato in rotazioni al minuto (RPM), sebbene funzionino anche altre unità di velocità.

      Ad esempio, supponiamo che nell'esempio del treno di ingranaggi sopra con un ingranaggio conduttore a sette denti e un ingranaggio condotto a 30 denti, l'ingranaggio conduttore ruoti a 130 giri/min. Con queste informazioni, troveremo la velocità dell'ingranaggio condotto nei prossimi passaggi

      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 9
      Determinare il rapporto di trasmissione Passaggio 9

      Passaggio 2. Inserisci le tue informazioni nella formula S1 × T1 = S2 × T2

      In questa formula, S1 si riferisce alla velocità di rotazione dell'ingranaggio conduttore, T1 si riferisce ai denti dell'ingranaggio conduttore e S2 e T2 alla velocità e ai denti dell'ingranaggio condotto. Compila le variabili finché non ne rimane solo una indefinita.

      • Spesso, in questo tipo di problemi, risolverai per S2, sebbene sia perfettamente possibile risolvere per qualsiasi variabile. Nel nostro esempio, inserendo le informazioni che abbiamo, otteniamo questo:
      • 130 RPM × 7 = S2 × 30
      Determinare il rapporto di trasmissione Passo 10
      Determinare il rapporto di trasmissione Passo 10

      Passaggio 3. Risolvi

      Trovare la variabile rimanente è una questione di algebra di base. Semplifica il resto dell'equazione e isola la variabile su un lato del segno di uguale e avrai la risposta. Non dimenticare di etichettarlo con le unità corrette: puoi perdere punti per questo nei compiti.

      • Nel nostro esempio, possiamo risolvere in questo modo:
      • 130 RPM × 7 = S2 × 30
      • 910 = S2 × 30
      • 910/30 = S2
      • 30,33 giri/min = S2
      • In altre parole, se l'ingranaggio conduttore gira a 130 giri/min, l'ingranaggio condotto girerà a 30,33 giri/min. Questo ha senso: poiché l'ingranaggio condotto è molto più grande, girerà molto più lentamente.

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      Suggerimenti

      • La potenza necessaria per azionare il carico viene aumentata o diminuita dal motore dal rapporto di trasmissione. Il motore deve essere dimensionato per fornire la potenza necessaria al carico dopo aver preso in considerazione il rapporto di trasmissione. Un sistema potenziato (dove il numero di giri del carico è maggiore del numero di giri del motore) richiederà un motore che fornisca una potenza ottimale a velocità di rotazione inferiori.
      • Per vedere i principi del rapporto di trasmissione in azione, fai un giro sulla tua bici! Nota che è più facile salire in salita quando hai una piccola attrezzatura davanti e una grande dietro. Mentre è più facile girare la marcia più piccola con la leva dei pedali, ci vogliono molte rotazioni per far girare la ruota posteriore rispetto alle impostazioni delle marce che useresti per le sezioni piatte, facendoti andare più lento.
      • Un sistema a riduzione (dove il carico RPM è inferiore al numero di giri del motore) richiederà un motore che fornisca una potenza ottimale a velocità di rotazione più elevate.

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