Как да изчислим предавателното отношение на задната ос на електрическата триколка

Изчислете предавателното отношение на задната ос на електрическа триколка, като разделите скоростта на определения входящ вал на скоростта на определения изход. За проста двойка зъбни колела, разделете броя на зъбите на задвижваното зъбно колело на броя на зъбите на задвижващото зъбно колело. Когато между двигателя и колелата има няколко степени на намаляване, умножете техните съотношения, за да получите общото намаление.

За да превърнете това съотношение в скорост на превозното средство, имате нужда също от механичните обороти на двигателя и ефективната обиколка на търкаляне на гумите. Методът по-долу се прилага за задвижване, при което двигател задвижва задните колела чрез редуктор и ос. Не се предполага, че всяка електрическа триколка използва това устройство.

Определете кое предавателно отношение изчислявате

Коефициентът на намаляване сравнява две посочени точки в задвижването. Използване на величини на скоростта на въртене:

Редукционно съотношение, i = входни обороти в минута ÷ изходящи обороти в минута

Следователно намаление 10:1 означава, че входът прави десет оборота за всеки изходен оборот. При дадена входна скорост по-голямото числено намаление води до по-ниска изходна скорост. Тази връзка между вход и изход е описана в техническите бележки на maxon gear. maxongroup.com

Терминът „съотношение на задната ос“ може да се отнася до намаление в мостовия комплект. Може да изключва отделна предна скоростна кутия или редуктор на колелата. За изчисления на скоростта на превозното средство, съответното количество е съотношението на общото намаление на двигателя към колелото.

Скоростната кутия намалява скоростта чрез своето предавателно устройство. Диференциалът позволява на задвижваните колела да се въртят с различни скорости. Тези функции могат да бъдат комбинирани в сглобка, но термините не идентифицират същата механична връзка. Установете действителния път на предаване, преди да изберете числа за изчисление.

Изчислете съотношението от зъбите на зъбните колела или скоростите на вала

Използвайте потвърдени зъби за шофиране и задвижвани зъбни колела

За проста двойка зацепващи зъбни колела:

i = зъбите на задвижваното зъбно колело ÷ зъбите на задвижващото зъбно колело

Помислете за хипотетично задвижващо зъбно колело с 20 зъба, задействащо задвижвано зъбно колело с 60 зъба:

i = 60 ÷ 20 = 3:1

Задвижващата предавка се завърта три пъти за един оборот на задвижваната предавка. Dana/Spicer използва съответната връзка между броя на задвижваните и задвижващите зъби при изчисляването на съотношението пръстен-пиньон. spicerparts.com

Броят на зъбите трябва да принадлежи на потвърдена двойка зъбни колела. Броят на зъбите в описанието на полуос може да се отнася до шлици, използвани за механична връзка. Не установява коефициент на намаление с друга отделно посочена част. Планетарните подредби също изискват тяхното правилно кинематично съотношение; разделянето на два удобни броя на зъбите е недостатъчно.

Методът на съотношението на скоростта дава същия резултат, когато входът и изходът са идентифицирани правилно: 3000 rpm на входа и 1000 rpm на изхода дават съотношение 3:1. И двете стойности трябва да описват едно и също работно състояние и път на предаване.

Умножаване на последователни етапи на намаляване

Ако хипотетичният етап 3:1 е последван от отделно намаление 4:1, общото съотношение е:

i_общо = 3 × 4 = 12:1

При 3000 оборота на двигателя първата степен намалява скоростта до 1000 оборота в минута, а втората до 250 оборота в минута. Умножаването на съотношенията отчита и двата етапа. Използването само на първия етап би дало грешна прогноза за скоростта на колелото.

Отчитане на диференциалните скорости на колелата

За идеален симетричен отворен диференциал, със скорости на левия и десния вал, изразени в обща посока напред:

Обороти на носача = (обороти на левия вал + обороти на десния вал) ÷ 2

Тази връзка средна скорост следва от основните ограничения в диференциалния модел на MathWorks. Без допълнително намаляване на края на колелото, двете колела, въртящи се с 250 rpm, съответстват на скорост на носача от 250 rpm. Ако скоростите на двете колела се различават, само едно колело не представлява тази средна стойност. MATLAB

Следователно произволна скорост на свободно въртящо се колело не може да се третира като изходна скорост на оста при изчисляване на съотношение. Приложете тази връзка само след установяване на диференциалния тип и точките на измерване.

Преобразувайте оборотите на двигателя и обиколката на гумата в пътна скорост

Изчислете оборотите на колелата и теоретичната скорост на превозното средство

За движение по права линия с двете задвижващи колела с еднаква скорост, без приплъзване на гумите и включена всяка степен на намаляване:

Обороти на колелото = обороти на двигателя ÷ общо съотношение на намаление

Всяко завъртане на колелото придвижва автомобила напред чрез неговата ефективна обиколка на търкаляне. Преобразуването на метри в минута в километри в час дава:

Теоретична скорост (km/h) = обороти на двигателя × C × 60 ÷ (1000 × i_общо)

тук, C е ефективната обиколка на търкаляне на гумата в метри за оборот и i_общо е коефициентът на намаление на двигателя към колелото. Използвайте механични обороти на двигателя. Електрическите обороти на дисплея на контролера изискват подходящо специфично за двигателя преобразуване, преди да могат да се използват в тази формула.

Калкулаторът за трансмисии на Dana/Spicer по подобен начин свързва скоростта на вала, предавателните отношения и размерите на гумите, като същевременно разграничава математическото изчисление от пригодността за приложение на превозното средство. Части на Спайсър

За работещ пример приемете:

• Работна скорост на двигателя: 3000 оборота в минута.
• Ефективна обиколка на търкаляне: 1,50 м на оборот.
• Общо намаление: 10:1.

Изчислението е:

Обороти на колелата = 3000 ÷ 10 = 300 об./мин

Скорост на превозното средство = 300 × 1,50 × 60 ÷ 1000 = 27 km/h, приблизително 16,8 mph.

Използването на същата скорост на двигателя и гуми с общо намаление 12:1 дава 250 оборота на колелото и 22,5 км/ч, приблизително 14,0 mph. Това са хипотетични изчисления и резултати, а не спецификации за продукт ECOGO.

За идеално кръгло колело, обиколката може да бъде приблизително равна на π × диаметър. При изчисление на действително превозно средство използвайте ефективната обиколка на търкаляне или приложимите данни за обороти на разстояние на доставчика на гуми. Диаметърът на джантата не е диаметърът на търкаляне на гумата и само номиналното обозначение на гумата може да не осигури необходимата обиколка.

Работете назад от целева скорост

Пренареждането на същото уравнение дава кандидат общо съотношение:

i_total = обороти на двигателя × C × 60 ÷ (1000 × целева скорост в km/h)

Със същите приети 3000 об/мин и 1,50 м обиколка, целта от 25 км/ч дава:

i_total = 3000 × 1,50 × 60 ÷ (1000 × 25) = 10,8:1

Това е пресметнат кандидат. Това не установява, че е наличен комплект 10,8:1, че моторът може да поддържа 3000 оборота в минута при необходимото натоварване или че превозното средство ще достигне тази скорост.

Ефективността на трансмисията не се умножава в това уравнение за скорост с фиксирано съотношение. Това влияе върху необходимата мощност и наличния въртящ момент. Ако загубите пречат на двигателя да поддържа предполагаемите обороти, използвайте постижимите обороти, за да преизчислите скоростта по пътя.

Проверете въртящия момент и работните граници, преди да изберете съотношението

Изчислете общия въртящ момент на задвижването на последователна основа

За стабилно шофиране, с мощност на двете оси при една и съща скорост и без допълнително намаляване между тези мощности и колелата, общото съотношение двигател/колело може да се използва при следното изчисление на въртящия момент:

Общ изходен въртящ момент на ос ≈ въртящ момент на двигателя × i_общо × обща ефективност на трансмисията

Съотношението намаляване и ефективност е дадено в бележките на maxon за оборудването. Тук „общ изходен въртящ момент на ос“ означава комбинирания въртящ момент при двата задвижвани изхода. Това не означава, че всяко колело получава тази пълна стойност. maxongroup.com

Разширете предишния хипотетичен пример, като приемете 5 N·m въртящ момент на двигателя при 3000 об./мин и 0,90 обща ефективност на трансмисията и за двете съотношения:

По-голямото намаление произвежда повече изходен въртящ момент при по-ниска изходна скорост за същата работна точка на двигателя. Не създава допълнителна мощност. Предполагаемата ефективност от 90% е само принос към този пример; действителната ефективност трябва да идва от приложими данни или измервания.

Отделете изчислението от производителността на превозното средство

Изчисленият изходен въртящ момент не е допустимият въртящ момент на ос. Все още се прилагат ограничения за зъбни колела, валове и сглобки. По същия начин въртящият момент на оста не е оценка на полезен товар: силата на земята също зависи от размера на гумата и наличното сцепление, докато превозното средство трябва да преодолее работното си съпротивление.

Преди да изберете съотношение, проверете дали двигателят може да поддържа необходимата скорост и въртящ момент с предложеното напрежение на батерията, граници на контролера и топлинни условия. Замяната на заредени данни за скоростта на двигателя със стойност на оборотите на празен ход може да надценява постижимата пътна скорост.

Поради това персонализирано предавателно отношение за електрическа триколка с диференциална ос трябва да бъде оценено спрямо определена работна точка. Изчисленията на съотношението установяват връзката между скоростите и въртящите моменти; те не установяват самостоятелно полезен товар, способност за изкачване или обхват.

Потвърдете действителното съотношение и конфигурацията на осите преди поръчка

ECOGO диапазон на задния мост и задвижването включва ан електрическа скоростна кутия за триколка и ан интегрирана дискова спирачка на задната ос. Техните публични обяви не предоставят действително съотношение и пълни оперативни оценки за изчисленията по-горе. Съотношението трябва да бъде потвърдено за конкретния разглеждан монтаж. Ecogo

За полезно техническо сравнение получете:

• Точният път на сглобяване и предаване: идентифицирайте входа на двигателя, всеки редукционен етап, диференциала и всяко намаление в края на колелото.
• Действителното съотношение: посочете неговите входни и изходни точки и приложимото положение на предавката, ако е приложимо.
• Работните граници: получи разрешената входна скорост и непрекъснати или временни ограничения на въртящия момент с техните условия.
• Входове за изчисление на превозното средство: използвайте предвидените данни за търкаляне на гумите и реалистична работна точка на натоварен двигател.
• Съвпадението на инсталацията: проверете монтажните и спирачните интерфейси за избрания възел на задната ос.

до потвърдете съотношението на осите и конфигурацията с ECOGO, предоставя целевата работна скорост, данни за търкаляне на гумите, информация за двигателя и необходимото натоварване. Тези входни данни позволяват предложеното съотношение да бъде оценено спрямо действителния продукт, вместо да се третира математически резултат като готова спецификация.