Mechanizm obrotu przekładni

Czy mniejszy bieg (zębnik) jest zawsze zamontowany na wale wejściowym, gdy jest zazębiony z większym kołem zębatym zamontowanym na wale wyjściowym? Czy są miejsca, w których większy bieg napędza mniejszy bieg?

Dwa przekładnie zębate służą do przenoszenia napędu obrotowego między dwoma wałami.
Względne prędkości obrotowe są odwrotnie proporcjonalne do liczby zębów na każdym biegu. To jest -

$$ tekst {Dane} _ {tekst {RPM}} / tekst {Wyjście} _ {tekst {Rpm}} = tekst {Sprzęt wyjściowy} _ {tekst {zęby}} / tekst {Przekładnia wejściowa} } _ {tekst {zęby}} $$

Tak więc, jeśli pożądane jest, aby wał wyjściowy obracał się wolniej niż wał wejściowy, wówczas przekładnia wyjściowa jest większa. Jeśli jednak pożądane jest, aby wał wyjściowy obracał się szybciej niż wał wejściowy, wówczas przekładnia wyjściowa jest mniejsza.

Powód powyższego związku staje się oczywisty „przez kontrolę”.

Z przedstawionym poniżej układem, dla każdego pełnego (360 stopni) obrotu małego koła zębatego duży bieg obraca się tylko o część obrotu. Duży bieg ma niższą prędkość obrotową niż mały bieg.

Gdyby mały bieg był przekładnią JAZDY lub WEJŚCIA, wtedy duży bieg DRIVEN lub OUTPUT obróciłby się wolniej.

Ale

Gdyby dużym biegiem był bieg JAZDY lub WEJŚCIA, wówczas mały bieg DRIVEN lub OUTPUT obróciłby się szybciej

To, które ustawienie jest stosowane, zależy od tego, czy wymagany jest wzrost lub spadek obrotów.

Moment obrotowy lub „siła skręcająca” jest odwrotnie proporcjonalna do prędkości.
Oznacza to, że wolniejszy wał obrotowy będzie miał proporcjonalnie większy moment obrotowy.

Diagram z Wikipedia - przełożenie przekładni

Spójrz na poniższe przykłady i zobaczysz, jak rozmiar przekładni odnosi się do względnej prędkości wału:

Kilka animowanych przykładów

3 animowane przekładnie

Animowany przykład prędkości 2 do 1

Przykład 1: 1 i 1: 2 z Zasadniczo niezwiązane pytanie dotyczące biologii wymiany stosu

Istnieje wiele przykładów niskiej prędkości wejściowej do dużej prędkości wyjściowej:

• kuchnia „spinner do sałatek”
• staromodna ręczna syrena
• generator elektryczny podłączony do WOM ciągnika (przystawka odbioru mocy) - również generatory napędzane wiatrem
• bieg „overdrive” w każdej skrzyni biegów pojazdu
• regulator prędkości na silniku parowym lub w wielu rodzajach mechanizmów zegarowych

Rzeczywiście, każdy rodzaj zegara sterowanego sprężyną lub wagą działa w ten sposób. Sprężyna lub obciążnik są wykorzystywane do przykładania momentu obrotowego do najwolniej poruszającego się mechanizmu w mechanizmie, a wychylenie (np. Koło balansowe lub wahadło) na drugim końcu układu kół zębatych reguluje prędkość.

W niektórych przypadkach bardziej efektywne jest użycie napędu pasowego do tego rodzaju zmiany prędkości. Na przykład staromodny „kołowrotek” do robienia nici.

Każdy mechaniczny zegar lub zegarek opiera się na sile napędowej przyłożonej do dużego koła zębatego („koła”), które napędza mniejszy („zębnik”). Tak więc waga długiego zegara jest zawieszona za pomocą sznurka, liny lub łańcucha z „wielkiego koła” (zwykle wykonującego obrót co 12 godzin), a szybkość obrotu jest dostosowana do koła ucieczki (które często ma wskazówkę sekund zamontowany na nim).

Zwróć uwagę, że kształt zęba jest zwykle inny przy przygotowywaniu: tarcie jest krytycznie ważne w zegarze, przenoszenie wysokich sił jest zwykle mniejsze (i zwykle jest zaspokajane przez uczynienie wielkiego koła grubszym niż inne). Zęby mają zazwyczaj postać cykloidalną, gdzie głęboka część szczeliny w zębie jest w przybliżeniu prostokątna, co oznacza, że ​​podstawa zęba zębnika jest podcięta. Jest to zasadniczo słabsza forma zęba, zwłaszcza, że ​​zębniki mogą mieć zaledwie 6 zębów, ale biegną swobodnie z małym tarciem i zerowym kątem nacisku (patrz poniżej).

Na przykład

(z ta strona )

Skrajnym przypadkiem jest zębnik latarni

(z ta strona ) gdzie ząb zębnika jest całkowicie podcięty!

Nigdy nie smarujesz zębów zegara lub tarczy zegarka: to tylko zwiększa lepkość (tj. Tarcie), marnuje moc i nie robi nic, aby wyeliminować zużycie. Dzieje się tak dlatego, że powierzchnie stykowe zębów toczą się po sobie, nie występuje ruch ślizgowy. (Pivots, chyba że biegną w ballracach, wymagają smarowania. John Harrison zatrudnił ballace do prototypowego morskiego chronometru).

W przeciwieństwie do tego, podczas gdy zmniejszanie prędkości wymaga również powierzchni styku toczących się jedna nad drugą, celem jest zwykle wzmocnienie siły i aby to zrobić z najmniejszym materiałem, wymagana jest mocniejsza forma zęba. To jest normalnie ewolwentowa forma zęba , gdzie każdy ząb jest szerszy u podstawy, jak klin.

Oznacza to, że zęby naciskają na siebie, jak również obracają się, pod kątem znanym jako kąt nacisku (zwykle 20 stopni w nowoczesnych przekładniach, dawniej 14,5 stopnia). W ten sposób osie są rozsuwane, zwiększając tarcie w czopach i wymagające mocniejszej skrzyni biegów. (Animacja na stronie Wikipedii wyolbrzymia kąt nacisku). Tradycyjnie, zębniki ewolwentowe są wycinane tylko do 12 zębów, z PA 20 stopni, co zapewnia większe tarcie, ale mocniejsze zęby o szerszych korzeniach.

Tak: tak, przekładnia może być użyta do zwiększenia prędkości obrotowej, ale zwykle wymaga innej formy zęba, w przeciwnym razie traci dużo mocy na tarcie.