電動三輪車の後軸ギア比の計算方法

定義された入力シャフトの速度を定義された出力の速度で割ることにより、電動三輪車の後車軸ギア比を計算します。単純なギアのペアの場合、従動ギアの歯数を駆動ギアの歯数で割ります。モーターとホイールの間に複数の減速段がある場合、それらの比率を乗算して合計の減速を求めます。

この比率を車両速度に変換するには、モーターの機械的回転数とタイヤの有効転がり周長も必要です。以下の方法は、モーターが減速ギアと車軸を介して後輪を駆動するドライブトレインに適用されます。すべての電動三輪車がこの配置を採用することを想定しているわけではありません。

計算するギア比を定義する

減速比は、ドライブトレイン内の 2 つの名前付きポイントを比較します。回転速度の大きさを使用する:

減速比、i = 入力回転数 ÷ 出力回転数

したがって、10:1 の減少は、出力が 1 回転するたびに入力が 10 回転することを意味します。特定の入力速度において、数値の減少が大きいほど、出力速度は低くなります。この入出力関係は、maxon のギアのテクニカル ノートに説明されています。 maxongroup.com

「リアアクスルレシオ」という用語は、アクスルアセンブリ内の減速を指す場合があります。個別の上流ギアボックスや車輪の減速機が除外される場合があります。車速の計算の場合、関連する数量は モーター対車輪の総減速比.

ギアボックスは、ギアの配置によって速度を低下させます。ディファレンシャルにより、駆動輪を異なる速度で回転させることができます。これらの機能はアセンブリ内で組み合わせることができますが、これらの用語は同じ機械的関係を識別するものではありません。計算用の数値を選択する前に、実際の伝送パスを確立してください。

ギアの歯数またはシャフト速度から比率を計算します

確認済みの駆動ギアと従動ギアの歯を使用する

単純な噛み合う歯車の場合:

i = 従動歯車の歯数 ÷ 駆動歯車の歯数

60 歯の従動歯車と噛み合う 20 歯の駆動歯車を仮定して考えてみましょう。

i = 60 ÷ 20 = 3:1

従動ギヤが1回転する間に原動ギヤが3回転します。 Dana/Spicer は、リングとピニオンの比率の計算で、対応する従動対駆動の歯数関係を使用します。 スパイスパーツ.com

歯数は確認済みのギア ペアに属している必要があります。ハーフシャフトの説明における歯数は、機械的接続に使用されるスプラインを指す場合があります。別途記載の他の部品との減速比を定めるものではありません。惑星の配置には、正しい運動学的関係も必要です。便利な 2 つの歯数を分割するだけでは不十分です。

入力と出力が正しく識別されている場合、速度比法では同じ結果が得られます。入力で 3000 rpm、出力で 1000 rpm では 3:1 の比率が生成されます。どちらの値も同じ動作条件と伝送パスを表す必要があります。

連続した削減ステージを複数回実行する

仮想の 3:1 ステージの後に別の 4:1 削減が続く場合、合計比率は次のようになります。

i_total = 3 × 4 = 12:1

モーター rpm が 3000 の場合、第 1 段階では速度が 1000 rpm に低下し、第 2 段階では 250 rpm に速度が低下します。比率を乗算すると、両方の段階が考慮されます。最初のステージのみを使用すると、誤った車輪速度予測が行われる可能性があります。

車輪速度の差を考慮する

左右のシャフト速度が共通の順方向で表される、理想的な対称オープン ディファレンシャルの場合:

キャリア回転数＝（左軸回転数＋右軸回転数）÷２

この平均速度の関係は、MathWorks の差分モデルの基本的な制約に従っています。追加のホイールエンド減速を行わない場合、250 rpm で回転する両方のホイールは 250 rpm のキャリア速度に相当します。 2 つの車輪の速度が異なる場合、1 つの車輪だけではその平均を表すことはできません。 MATLAB

したがって、比率を計算するときに、任意の空転ホイール速度を車軸出力速度として扱うことはできません。この関係は、差動タイプと測定点が確立された後にのみ適用してください。

モーターの回転数とタイヤ周長を道路速度に変換

ホイールRPMと理論上の車両速度を計算

両方の駆動輪が同じ速度で、タイヤのスリップがなく、すべての減速段階が含まれる直線走行の場合:

ホイール回転数＝モーター回転数÷総合減速比

ホイールが回転するたびに、車両はその有効回転周長分だけ前進します。メートル/分をキロメートル/時に変換すると、次のようになります。

理論速度 (km/h) = モーター回転数 × C × 60 ÷ (1000 × i_total)

ここで、 C タイヤの有効回転周長は 1 回転あたりのメートル単位で、 i_合計 はモーターと車輪の減速比です。機械式モーターの回転数を使用します。コントローラー ディスプレイの電気回転数は、この式で使用する前にモーター固有の適切な変換が必要です。

Dana/Spicer のトランスミッション計算機は、同様にシャフト速度、トランスミッション比、タイヤ寸法を関連付けますが、数学的計算と車両アプリケーションの適合性を区別します。 スパイサーパーツ

実際に動作する例として、次のように仮定します。

• モーター動作速度: 3000rpm.
• 有効転がり周長: 1.50m/回転.
• 総削減量: 10:1.

計算は次のとおりです。

ホイール速度 = 3000 ÷ 10 = 300 rpm

車速 = 300 × 1.50 × 60 ÷ 1000 = 27 km/h、およそ 時速16.8マイル.

同じモーター速度と合計 12:1 の減速のタイヤを使用すると、次のようになります。 250ホイールrpm そして 22.5km/h、およそ 時速14.0マイル。これらは仮定の計算入力と結果であり、ECOGO 製品の仕様ではありません。

理想的な円形ホイールの場合、円周は π × 直径として近似できます。実際の車両の計算では、有効転がり周長またはタイヤ サプライヤーの該当する距離あたりの回転数データを使用します。ホイール リムの直径はタイヤの回転直径ではないため、タイヤの公称名称だけでは必要な周長が得られない場合があります。

目標速度から逆算して作業する

同じ式を再整理すると、合計比率の候補が得られます。

i_total = モーター回転数 × C × 60 ÷ (1000 × 目標速度 (km/h))

同じ想定の 3000 rpm、周囲 1.50 m の場合、25 km/h の目標は次のようになります。

i_total = 3000 × 1.50 × 60 ÷ (1000 × 25) = 10.8:1

これは計算された候補です。 10.8:1 アセンブリが利用可能であること、モーターが必要な負荷の下で 3000 rpm を維持できること、または車両がその速度に達することは確立されていません。

この固定比率の速度式には伝達効率は乗算されません。必要なパワーと利用可能なトルクに影響します。損失によりモーターが想定された回転数を維持できない場合は、達成可能な回転数を使用して道路速度を再計算します。

比率を選択する前にトルクと動作限界を確認してください

一貫したベースで総駆動トルクを計算

安定した運転の場合、両方の車軸出力が同じ速度で、これらの出力と車輪の間でそれ以上低下しない場合、合計のモーター対車輪比を次のトルク計算に使用できます。

総車軸出力トルク ≈ モータートルク × i_total × 総合伝達効率

減速と効率の関係は、maxon のギアノートに記載されています。ここで、「総車軸出力トルク」とは、2 つの被駆動出力における合成トルクを意味します。各ホイールがその完全な価値を受け取ることを意味するものではありません。 maxongroup.com

前述の仮説的な例を次のように拡張します。 モータートルク 5 N・m（3000 rpm） そして 総合伝達効率0.90 両方の比率の場合:

減少が大きいほど、同じモータ動作点でより低い出力速度でより多くの出力トルクが生成されます。追加の力を生み出すことはありません。想定される 90% の効率は、この例への入力にすぎません。実際の効率は、該当するデータまたは測定結果から得られる必要があります。

計算を車両の性能から切り離す

計算された出力トルクは、車軸の許容トルク定格ではありません。ギア、シャフト、およびアセンブリの制限は引き続き適用されます。同様に、車軸トルクは積載荷重の定格ではありません。地面にかかる力もタイヤのサイズと利用可能な粘着力によって決まりますが、車両はその動作抵抗を克服する必要があります。

比率を選択する前に、提案されたバッテリー電圧、コントローラーの制限、および熱条件でモーターが必要な速度とトルクを維持できるかどうかを確認してください。負荷をかけたモーター速度データを無負荷時の rpm 値に置き換えると、達成可能な道路速度が誇張される可能性があります。

したがって、電動三輪車の差動車軸のカスタム ギア比は、定義された動作点に対して評価する必要があります。比率の計算により、速度とトルクの関係が確立されます。それらは、積載量、登坂能力、航続距離を独立して確立するものではありません。

ご注文前に実際のレシオとアクスル構成をご確認ください

エコゴ リアアクスルとドライブトレインの範囲 が含まれています 電動三輪車ギアボックスアセンブリ そして 一体型ディスクブレーキリアアクスル。同社の上場企業は、上記の計算に対する実際の比率や完全な運用評価を提供していません。検討中の特定のアセンブリについて比率を確認する必要があります。 エコゴ

有用な技術的な比較については、以下を入手してください。

• 正確なアセンブリと伝達経路: モーター入力、各減速段、差動およびホイールエンド減速を特定します。
• 実際の比率: 該当する場合は、入力ポイントと出力ポイント、および該当するギア位置を記載します。
• 動作限界: 条件に応じて、許容入力速度と継続的または一時的なトルク制限を取得します。
• 車両の計算では次の入力が行われます。 目的のタイヤの回転データと現実的な負荷がかかったモーター動作点を使用します。
• インストールの一致: 選択したリアアクスルアセンブリの取り付けとブレーキインターフェイスを確認してください。

に アクスルレシオと構成を確認する ECOGO を使用すると、目標動作速度、タイヤ回転データ、モーター情報、必要なデューティを提供します。これらの入力により、数学的結果を既製の仕様として扱うのではなく、提案された比率を実際の製品に対して評価することができます。