Comment calculer le rapport de démultiplication de l'essieu arrière d'un tricycle électrique

Calculez un rapport de démultiplication de l'essieu arrière d'un tricycle électrique en divisant la vitesse de l'arbre d'entrée défini par la vitesse de la sortie définie. Pour une simple paire d’engrenages, divisez le nombre de dents de l’engrenage mené par le nombre de dents de l’engrenage menant. Lorsque plusieurs étages de réduction se trouvent entre le moteur et les roues, multipliez leurs rapports pour obtenir la réduction totale.

Pour transformer ce rapport en vitesse du véhicule, vous avez également besoin du régime mécanique du moteur et de la circonférence de roulement effective des pneus. La méthode ci-dessous s'applique à une transmission dans laquelle un moteur entraîne les roues arrière via un réducteur et un essieu. Cela ne suppose pas que tous les tricycles électriques utilisent cette disposition.

Définissez le rapport de démultiplication que vous calculez

Un rapport de réduction compare deux points nommés dans la transmission. Utilisation des grandeurs de vitesse de rotation :

Rapport de réduction, i = tr/min d'entrée ÷ tr/min de sortie

Une réduction de 10:1 signifie donc que l'entrée fait dix tours pour chaque tour de sortie. À une vitesse d'entrée donnée, une réduction numérique plus importante produit une vitesse de sortie inférieure. Cette relation entrée-sortie est décrite dans les notes techniques des équipements de maxon. maxongroup.com

Le terme « rapport de pont arrière » peut faire référence à une réduction au sein de l’ensemble d’essieu. Il peut exclure une boîte de vitesses séparée en amont ou une réduction au niveau des roues. Pour les calculs de vitesse du véhicule, la grandeur pertinente est la rapport de réduction total moteur/roue.

Une boîte de vitesses réduit la vitesse grâce à sa disposition des engrenages. Un différentiel permet aux roues motrices de tourner à des vitesses différentes. Ces fonctions peuvent être combinées dans un assemblage, mais les termes n'identifient pas la même relation mécanique. Établissez le chemin de transmission réel avant de sélectionner des nombres pour un calcul.

Calculer le rapport à partir des dents d'engrenage ou des vitesses d'arbre

Utiliser des dents d’engrenage motrice et menée confirmées

Pour une simple paire d’engrenages engrenés :

i = dents du pignon mené ÷ dents du pignon menant

Considérons un engrenage menant hypothétique à 20 dents engageant un engrenage mené à 60 dents :

je = 60 ÷ 20 = 3:1

Le pignon menant tourne trois fois pour un tour du pignon mené. Dana/Spicer utilise la relation correspondante entre le nombre de dents entraînées et entraînées dans son calcul du rapport couronne-pignon. spicerparts.com

Le nombre de dents doit appartenir à une paire d'engrenages confirmée. Le nombre de dents dans une description de demi-arbre peut faire référence aux cannelures utilisées pour une connexion mécanique. Il n'établit pas de rapport de réduction avec une autre pièce répertoriée séparément. Les arrangements planétaires nécessitent également leur relation cinématique correcte ; diviser deux comptes de dents pratiques est insuffisant.

La méthode du rapport de vitesse donne le même résultat lorsque l'entrée et la sortie sont correctement identifiées : 3 000 tr/min en entrée et 1 000 tr/min en sortie produisent un rapport de 3 : 1. Les deux valeurs doivent décrire les mêmes conditions de fonctionnement et le même chemin de transmission.

Multiplier les étapes de réduction consécutives

Si l’étape hypothétique de 3 : 1 est suivie d’une réduction distincte de 4 : 1, le rapport total est :

i_total = 3 × 4 = 12:1

À 3 000 tr/min du moteur, le premier étage réduit la vitesse à 1 000 tr/min et le second à 250 tr/min. La multiplication des ratios tient compte des deux étapes. Utiliser uniquement le premier étage donnerait une mauvaise prédiction de la vitesse des roues.

Tenir compte des vitesses différentielles des roues

Pour un différentiel ouvert symétrique idéal, avec des vitesses d'arbre gauche et droite exprimées dans une direction avant commune :

Régime du porteur = (tr/min de l'arbre gauche + tr/min de l'arbre droit) ÷ 2

Cette relation vitesse moyenne découle des contraintes fondamentales du modèle différentiel de MathWorks. Sans réduction supplémentaire des extrémités de roue, les deux roues tournant à 250 tr/min correspondent à une vitesse du porteur de 250 tr/min. Si les vitesses des deux roues diffèrent, une roue seule ne représente pas cette moyenne. MATLAB

Par conséquent, une vitesse arbitraire de roue libre ne peut pas être traitée comme la vitesse de sortie de l’essieu lors du calcul d’un rapport. Appliquez cette relation uniquement après avoir établi le type différentiel et les points de mesure.

Convertissez le régime du moteur et la circonférence des pneus en vitesse sur route

Calculer le régime des roues et la vitesse théorique du véhicule

Pour des déplacements en ligne droite avec les deux roues motrices à la même vitesse, sans patinage des pneus et tous les étages de réduction inclus :

Régime roue = régime moteur ÷ rapport de réduction total

Chaque tour de roue fait avancer le véhicule de sa circonférence de roulement effective. La conversion des mètres par minute en kilomètres par heure donne :

Vitesse théorique (km/h) = régime moteur × C × 60 ÷ (1000 × i_total)

Ici, C est la circonférence effective de roulement du pneu en mètres par tour et je_total est le rapport de réduction moteur/roue. Utilisez le régime du moteur mécanique. Le régime électrique d’un écran de contrôleur nécessite la conversion spécifique au moteur appropriée avant de pouvoir être utilisé dans cette formule.

Le calculateur de transmission de Dana/Spicer relie de la même manière la vitesse de l'arbre, les rapports de transmission et les dimensions des pneus, tout en distinguant le calcul mathématique de l'adéquation à l'application du véhicule. Pièces pour épices

Pour un exemple concret, supposons :

• Vitesse de fonctionnement du moteur : 3000 tr/min.
• Circonférence de roulement effective : 1,50 m par tour.
• Réduction totale : 10:1.

Le calcul est :

Vitesse de roue = 3000 ÷ 10 = 300 tr/min

Vitesse du véhicule = 300 × 1,50 × 60 ÷ 1000 = 27 km/h, environ 16,8 mph.

En utilisant la même vitesse de moteur et les mêmes pneus avec une réduction totale de 12:1, vous obtenez 250 tr/min de roue et 22,5km/h, environ 14,0 mph. Il s’agit d’entrées et de résultats de calcul hypothétiques, et non de spécifications pour un produit ECOGO.

Pour une roue circulaire idéale, la circonférence peut être approchée comme étant π × diamètre. Dans un calcul réel de véhicule, utilisez la circonférence de roulement effective ou les données de tours par distance applicables du fournisseur de pneus. Le diamètre de la jante n'est pas le diamètre de roulement du pneu, et la désignation nominale du pneu à elle seule peut ne pas fournir la circonférence requise.

Travailler en arrière à partir d’une vitesse cible

La réorganisation de la même équation donne un ratio total candidat :

i_total = régime moteur × C × 60 ÷ (1 000 × vitesse cible en km/h)

Avec les mêmes 3000 tr/min et une circonférence de 1,50 m, un objectif de 25 km/h donne :

i_total = 3 000 × 1,50 × 60 ÷ (1 000 × 25) = 10,8 : 1

C'est un candidat calculé. Il n'établit pas qu'un assemblage 10,8:1 est disponible, que le moteur peut supporter 3 000 tr/min sous la charge requise ou que le véhicule atteindra cette vitesse.

L’efficacité de la transmission n’est pas multipliée dans cette équation de vitesse à rapport fixe. Cela affecte la puissance requise et le couple disponible. Si les pertes empêchent le moteur de maintenir le régime supposé, utilisez le régime atteignable pour recalculer la vitesse sur route.

Vérifiez le couple et les limites de fonctionnement avant de choisir le rapport

Calculer le couple d'entraînement total sur une base cohérente

Pour une conduite stable, avec les sorties des deux essieux à la même vitesse et sans réduction supplémentaire entre ces sorties et les roues, le rapport total moteur/roue peut être utilisé dans le calcul de couple suivant :

Couple de sortie total de l'essieu ≈ couple moteur × i_total × efficacité globale de la transmission

Le rapport entre réduction et rendement est indiqué dans les informations sur les appareils de maxon. Ici, « couple total de sortie de l'essieu » désigne le couple combiné aux deux sorties entraînées. Cela ne signifie pas que chaque roue reçoit sa pleine valeur. maxongroup.com

Étendez l'exemple hypothétique précédent en supposant 5 N·m de couple moteur à 3 000 tr/min et Efficacité globale de la transmission de 0,90 pour les deux ratios :

La réduction la plus importante produit un couple de sortie plus élevé à une vitesse de sortie inférieure pour le même point de fonctionnement du moteur. Cela ne crée pas de puissance supplémentaire. L'efficacité supposée de 90 % n'est qu'une entrée pour cet exemple ; l’efficacité réelle doit provenir de données ou de mesures applicables.

Séparez le calcul des performances du véhicule

Le couple de sortie calculé ne constitue pas le couple nominal admissible d’un essieu. Les limites en matière d’engrenages, d’arbres et d’assemblages s’appliquent toujours. De même, le couple d'essieu n'est pas une valeur nominale de charge utile : la force au sol dépend également de la taille des pneus et de l'adhérence disponible, tandis que le véhicule doit surmonter sa résistance de fonctionnement.

Avant de sélectionner un rapport, vérifiez si le moteur peut maintenir la vitesse et le couple requis avec la tension de batterie proposée, les limites du contrôleur et les conditions thermiques. Remplacer les données de vitesse du moteur chargées par une valeur de régime à vide peut surestimer la vitesse sur route atteignable.

Un rapport de démultiplication personnalisé pour un essieu différentiel de tricycle électrique doit donc être évalué par rapport à un point de fonctionnement défini. Les calculs de ratio établissent la relation entre les vitesses et les couples ; ils n'établissent pas indépendamment la charge utile, la capacité de montée en côte ou la portée.

Confirmez le rapport réel et la configuration de l'essieu avant de commander

ECOGO gamme d'essieux arrière et de transmission comprend un ensemble de boîte de vitesses de tricycle électrique et un essieu arrière avec frein à disque intégré. Leurs listes publiques ne fournissent pas de ratio réel ni de notes de fonctionnement complètes pour les calculs ci-dessus. Un ratio doit être confirmé pour l’assemblage spécifique considéré. Écogo

Pour une comparaison technique utile, obtenez :

• Le chemin exact d’assemblage et de transmission : identifier l'entrée du moteur, chaque étage de réduction, le différentiel et toute réduction d'extrémité de roue.
• Le rapport réel : indiquer ses points d'entrée et de sortie et la position de vitesse applicable, le cas échéant.
• Les limites de fonctionnement : obtenir la vitesse d'entrée autorisée et les limites de couple continues ou temporaires avec leurs conditions.
• Les entrées de calcul du véhicule : utilisez les données de roulement des pneus prévus et un point de fonctionnement réaliste du moteur chargé.
• La correspondance d'installation : Vérifiez les interfaces de montage et de freinage de l'ensemble d'essieu arrière sélectionné.

À confirmer le rapport de pont et la configuration avec ECOGO, fournissez la vitesse de fonctionnement cible, les données de roulement des pneus, les informations sur le moteur et le service requis. Ces entrées permettent d'évaluer un rapport proposé par rapport au produit réel, plutôt que de traiter un résultat mathématique comme une spécification toute faite.