Передаточное отношение

Передаточное отношение (<math>i</math>) — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения. Истиной в данном вопросе является то, что мерой взаимодействия механических тел является сила или её момент. Передаточное число показывает, во сколько раз вырос момент силы в результате её работы (т. е. на ведомом валу).

<math>i=i_{12}=\frac{d_2}{d_1}=\frac{z_2}{z_1}=\frac{M_2}{M_1}=\frac{\omega_1}{\omega_2}=\frac{n_1}{n_2} </math>

где: <math>i_{12}</math> - передаточное отношение от звена 1 к звену 2. (звено 1 - ведущее, звено 2 - ведомое)

<math>d_1, d_2</math> - диаметры звеньев

<math>z_1, z_2</math> - количество зубьев звеньев (если таковые имеются)

<math>\omega_1, \omega_2</math> - угловые скорости звеньев

<math>n_1, n_2</math> - частоты вращения звеньев

Таким образом, если передаточное число больше единицы, то передача увеличивает момент силы на ведомом валу, но понижает угловую скорость и частоту.

Поэтому редуктор с передаточным числом больше единицы называется понижающим.

Размышляя о моменте силы становится понятным следующее соотношение для многоступенчатых передач:<math>i=i_{14}=i_{12} \cdot i_{23} \cdot i_{34} = \frac{M_2}{M_1} \cdot \frac{M_3}{M_2} \cdot \frac{M_4}{M_3} = \frac {M_4}{M_1} </math>Однако, следует учесть, что данное выражение истинно только в случае отсутствия потерь в зацеплении и других подвижных частях механизма на трение, упругие деформации и другие факторы, что в принципе является невозможным. Поэтому, при конструкторских расчетах силовых и кинематических параметров машин, необходимо учитывать коэффициент полезного действия как непосредственно самой передачи, так и пар подшипников, а если они есть, то и соединительных муфт. С учетом этого общая формула, для определения момента на выходном валу имеет вид [4, с. 12]:

<math>i_{i,i+1} \cdot M_{i} \cdot \eta = M_{i+1} , </math>

где <math>i_{i,i+1} </math> - передаточное отношение механизма;

<math>M_{i}, M_{i+1} </math> - крутящие моменты на входном и выходном валах механизма соответственно;

<math>\eta </math> - К.П.Д. механизма.

Следующий абзац возник из-за некоторого разногласия в рядах студентов по поводу ведущего и ведомого звена.

Из курсового проектирования деталей машин [5, с. 118]: "Как правило ременная и цепная передачи служат для понижения частоты вращения. Специальные передачи, повышающие угловую скорость, здесь не рассматриваются, так как в типовых заданиях на курсовое проектирование они не встречаются."

В этой же книге [4, с. 7] дана формула <math>i=\frac{n_{nom}}{n_p} </math>. Здесь в качестве номинальной <math>n_{nom} </math> частоты принимается частота работы электропривода (т.е. ведущего звена), а в качестве расчетной <math>n_{p} </math> - частота ведомого звена. Также даны средние значения для различного рода передач: зубчатых 2-6, червячных 8-80, цепных 3-6, ременных 2-4. То есть скорость ведущего звена в <math>i</math> раз больше чем скорость ведомого звена.

Проверка: редуктор, передаточное число которого больше единицы (2>1), скорость понижается (n2<n1), <math>i=\frac{\omega_1}{\omega_2}=\frac{n_1}{n_2}=\frac{2~m/c}{1~m/c}=2</math>. (Момент силы увеличивается)

В случае зубчатых шестерён передаточное отношение всегда является рациональным числом. Характеристика передаточное отношение применима как к механической передаче с одной ступенью (одной кинематической парой), так и к механическим передачам со множеством ступеней. Во втором случае передаточное отношение всей механической передачи будет равно произведению передаточных отношений всех ступеней.

Формально механизмы с передаточным отношением больше единицы называются редукторами, с передаточным отношением меньше единицы — мультипликаторами. Фактически, и тот и другой механизм в обиходе можно называть редуктором, добавляя лишь определение «понижающий» в случае с (<math>i>1</math>) и «повышающий» с (<math>i<1</math>).

См. также

• Передаточное число

Литература

1. Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 416.
2. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Издательский центр "Академия", 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5.
3. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — ISBN 5-217-02962-5.
4. Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование// Л.В. Курмаз; А.Т. Скойбеда - 2-е изд., испр. и доп. - Мн.: УП "Технопринт", - 2002. - 296с.,ил.
5. Чернавский С. А., Боков К. Н. Курсовое проектирование деталей машин. — 1988.

Отрывок, характеризующий Передаточное отношение

Приняв командование над армиями, Кутузов вспомнил о князе Андрее и послал ему приказание прибыть в главную квартиру.
Князь Андрей приехал в Царево Займище в тот самый день и в то самое время дня, когда Кутузов делал первый смотр войскам. Князь Андрей остановился в деревне у дома священника, у которого стоял экипаж главнокомандующего, и сел на лавочке у ворот, ожидая светлейшего, как все называли теперь Кутузова. На поле за деревней слышны были то звуки полковой музыки, то рев огромного количества голосов, кричавших «ура!новому главнокомандующему. Тут же у ворот, шагах в десяти от князя Андрея, пользуясь отсутствием князя и прекрасной погодой, стояли два денщика, курьер и дворецкий. Черноватый, обросший усами и бакенбардами, маленький гусарский подполковник подъехал к воротам и, взглянув на князя Андрея, спросил: здесь ли стоит светлейший и скоро ли он будет?
Князь Андрей сказал, что он не принадлежит к штабу светлейшего и тоже приезжий. Гусарский подполковник обратился к нарядному денщику, и денщик главнокомандующего сказал ему с той особенной презрительностью, с которой говорят денщики главнокомандующих с офицерами:
– Что, светлейший? Должно быть, сейчас будет. Вам что?
Гусарский подполковник усмехнулся в усы на тон денщика, слез с лошади, отдал ее вестовому и подошел к Болконскому, слегка поклонившись ему. Болконский посторонился на лавке. Гусарский подполковник сел подле него.
– Тоже дожидаетесь главнокомандующего? – заговорил гусарский подполковник. – Говог'ят, всем доступен, слава богу. А то с колбасниками беда! Недаг'ом Ег'молов в немцы пг'осился. Тепег'ь авось и г'усским говог'ить можно будет. А то чег'т знает что делали. Все отступали, все отступали. Вы делали поход? – спросил он.
– Имел удовольствие, – отвечал князь Андрей, – не только участвовать в отступлении, но и потерять в этом отступлении все, что имел дорогого, не говоря об именьях и родном доме… отца, который умер с горя. Я смоленский.
– А?.. Вы князь Болконский? Очень г'ад познакомиться: подполковник Денисов, более известный под именем Васьки, – сказал Денисов, пожимая руку князя Андрея и с особенно добрым вниманием вглядываясь в лицо Болконского. – Да, я слышал, – сказал он с сочувствием и, помолчав немного, продолжал: – Вот и скифская война. Это все хог'ошо, только не для тех, кто своими боками отдувается. А вы – князь Андг'ей Болконский? – Он покачал головой. – Очень г'ад, князь, очень г'ад познакомиться, – прибавил он опять с грустной улыбкой, пожимая ему руку.
Князь Андрей знал Денисова по рассказам Наташи о ее первом женихе. Это воспоминанье и сладко и больно перенесло его теперь к тем болезненным ощущениям, о которых он последнее время давно уже не думал, но которые все таки были в его душе. В последнее время столько других и таких серьезных впечатлений, как оставление Смоленска, его приезд в Лысые Горы, недавнее известно о смерти отца, – столько ощущений было испытано им, что эти воспоминания уже давно не приходили ему и, когда пришли, далеко не подействовали на него с прежней силой. И для Денисова тот ряд воспоминаний, которые вызвало имя Болконского, было далекое, поэтическое прошедшее, когда он, после ужина и пения Наташи, сам не зная как, сделал предложение пятнадцатилетней девочке. Он улыбнулся воспоминаниям того времени и своей любви к Наташе и тотчас же перешел к тому, что страстно и исключительно теперь занимало его. Это был план кампании, который он придумал, служа во время отступления на аванпостах. Он представлял этот план Барклаю де Толли и теперь намерен был представить его Кутузову. План основывался на том, что операционная линия французов слишком растянута и что вместо того, или вместе с тем, чтобы действовать с фронта, загораживая дорогу французам, нужно было действовать на их сообщения. Он начал разъяснять свой план князю Андрею.
– Они не могут удержать всей этой линии. Это невозможно, я отвечаю, что пг'ог'ву их; дайте мне пятьсот человек, я г'азог'ву их, это вег'но! Одна система – паг'тизанская.
Денисов встал и, делая жесты, излагал свой план Болконскому. В средине его изложения крики армии, более нескладные, более распространенные и сливающиеся с музыкой и песнями, послышались на месте смотра. На деревне послышался топот и крики.