Jak obliczyć przełożenie tylnej osi elektrycznego trójkołowca

Oblicz przełożenie tylnej osi elektrycznego pojazdu trójkołowego, dzieląc prędkość określonego wału wejściowego przez prędkość określonej mocy wyjściowej. W przypadku prostej pary kół zębatych liczbę zębów koła napędzanego należy podzielić przez liczbę zębów koła napędzającego. Jeżeli pomiędzy silnikiem a kołami znajduje się kilka stopni redukcji, należy pomnożyć ich przełożenia, aby otrzymać całkowitą redukcję.

Aby przełożyć ten stosunek na prędkość pojazdu, potrzebne są także mechaniczne obroty silnika i efektywny obwód toczenia opon. Poniższa metoda dotyczy układu napędowego, w którym silnik napędza tylne koła poprzez przekładnię redukcyjną i oś. Nie zakłada się, że każdy elektryczny rower trójkołowy korzysta z tego układu.

Zdefiniuj przełożenie, które obliczasz

Przełożenie redukcji porównuje dwa nazwane punkty w układzie napędowym. Używanie wielkości prędkości obrotowej:

Przełożenie redukcji, i = obroty wejściowe ÷ obroty wyjściowe

Redukcja 10:1 oznacza zatem, że sygnał wejściowy wykonuje dziesięć obrotów na każdy obrót wyjściowy. Przy danej prędkości wejściowej większa redukcja liczbowa powoduje niższą prędkość wyjściową. Ta zależność wejście-wyjście jest opisana w notatkach technicznych przekładni Maxon. maxongroup.com

Termin „przełożenie tylnej osi” może odnosić się do redukcji w obrębie zespołu osi. Może to wykluczać oddzielną przednią skrzynię biegów lub redukcję na kołach. Do obliczeń prędkości pojazdu odpowiednią wielkością jest całkowity stosunek redukcji silnika do koła.

Skrzynia biegów zmniejsza prędkość poprzez układ przekładni. Mechanizm różnicowy pozwala napędzanym kołom obracać się z różnymi prędkościami. Funkcje te można łączyć w złożeniu, ale terminy nie identyfikują tego samego związku mechanicznego. Przed wybraniem liczb do obliczeń ustal rzeczywistą ścieżkę transmisji.

Oblicz przełożenie na podstawie prędkości zębów przekładni lub wału

Używaj sprawdzonych zębów przekładni napędowej i napędzanej

Dla prostej pary zazębionych kół zębatych:

i = napędzane zęby koła zębatego ÷ napędzające zęby koła zębatego

Rozważmy hipotetyczne koło napędowe z 20 zębami współpracujące z kołem napędzanym z 60 zębami:

i = 60 ÷ 20 = 3:1

Koło napędowe obraca się trzykrotnie na jeden obrót koła napędzanego. Dana/Spicer wykorzystuje odpowiednią zależność liczby zębów od napędzanego do napędzającego przy obliczaniu współczynnika pierścienia i zębnika. spicerparts.com

Liczba zębów musi należeć do potwierdzonej pary kół zębatych. Liczba zębów w opisie półosi może odnosić się do wielowypustów używanych do połączenia mechanicznego. Nie ustala współczynnika redukcji z inną, odrębnie wymienioną częścią. Układy planetarne również wymagają prawidłowej zależności kinematycznej; podzielenie dwóch dogodnych ilości zębów jest niewystarczające.

Metoda stosunku prędkości daje ten sam wynik, jeśli wejście i wyjście są prawidłowo zidentyfikowane: 3000 obr/min na wejściu i 1000 obr/min na wyjściu daje stosunek 3:1. Obie wartości muszą opisywać te same warunki pracy i ścieżkę transmisji.

Pomnóż kolejne etapy redukcji

Jeżeli po hipotetycznym etapie 3:1 następuje oddzielna redukcja 4:1, całkowity stosunek wynosi:

i_całkowita = 3 × 4 = 12:1

Przy 3000 obr/min silnika pierwszy stopień zmniejsza prędkość do 1000 obr/min, a drugi do 250 obr/min. Mnożenie wskaźników uwzględnia oba etapy. Użycie tylko pierwszego stopnia dałoby błędne przewidywanie prędkości koła.

Uwzględnij różnicę prędkości kół

Dla idealnego symetrycznego otwartego mechanizmu różnicowego, z prędkościami lewego i prawego wału wyrażonymi we wspólnym kierunku do przodu:

Obroty nośnika = (obroty lewego wału + obroty prawego wału) ÷ 2

Ta zależność średniej prędkości wynika z podstawowych ograniczeń modelu różniczkowego MathWorks. Bez dodatkowej redukcji końca koła oba koła obracające się z prędkością 250 obr./min odpowiadają prędkości nośnej wynoszącej 250 obr./min. Jeżeli prędkości dwóch kół różnią się, samo jedno koło nie reprezentuje tej średniej. MATLAB

W związku z tym przy obliczaniu przełożenia dowolnej prędkości koła swobodnie obracającego się nie można traktować jako prędkości wyjściowej osi. Zastosuj tę zależność dopiero po ustaleniu rodzaju mechanizmu różnicowego i punktów pomiarowych.

Konwertuj obroty silnika i obwód opony na prędkość drogową

Oblicz prędkość obrotową koła i teoretyczną prędkość pojazdu

Do jazdy po linii prostej z obydwoma napędzanymi kołami przy tej samej prędkości, bez poślizgu opon i z uwzględnieniem każdego stopnia redukcji:

Obroty koła = obroty silnika ÷ całkowite przełożenie redukcji

Każdy obrót koła przesuwa pojazd do przodu o efektywny obwód toczenia. Zamiana metrów na minutę na kilometry na godzinę daje:

Prędkość teoretyczna (km/h) = obroty silnika × C × 60 ÷ (1000 × i_total)

Tutaj, C to efektywny obwód toczenia opony w metrach na obrót oraz i_całkowity jest stosunkiem redukcji silnika do koła. Użyj obrotów silnika mechanicznego. Elektryczna prędkość obrotowa wyświetlacza sterownika wymaga odpowiedniej konwersji specyficznej dla silnika, zanim będzie można ją zastosować w tym wzorze.

Kalkulator przekładni Dana/Spicer w podobny sposób porównuje prędkość wału, przełożenia i wymiary opon, odróżniając obliczenia matematyczne od przydatności do zastosowania w pojeździe. Części Spicera

Dla działającego przykładu załóżmy:

• Prędkość robocza silnika: 3000 obr./min.
• Efektywny obwód toczenia: 1,50 m na obrót.
• Całkowita redukcja: 10:1.

Obliczenie jest następujące:

Prędkość koła = 3000 ÷ 10 = 300 obr./min

Prędkość pojazdu = 300 × 1,50 × 60 ÷ 1000 = 27 km/h, w przybliżeniu 16,8 mil na godzinę.

Zastosowanie tej samej prędkości obrotowej silnika i opon daje całkowitą redukcję 12:1 250 obr/min koła i 22,5 km/godz, w przybliżeniu 14,0 mil na godzinę. Są to hipotetyczne dane wejściowe i wyniki obliczeń, a nie specyfikacje produktu ECOGO.

W przypadku idealnego koła okrągłego obwód można w przybliżeniu określić jako π × średnica. W rzeczywistych obliczeniach pojazdu należy zastosować efektywny obwód toczenia lub obowiązujące dane dostawcy opon dotyczące obrotów na dystans. Średnica felgi nie jest średnicą toczną opony i samo nominalne oznaczenie opony może nie zapewniać wymaganego obwodu.

Pracuj do tyłu od prędkości docelowej

Przekształcenie tego samego równania daje kandydata na całkowity stosunek:

i_total = obroty silnika × C × 60 ÷ (1000 × prędkość docelowa w km/h)

Przy tych samych założonych 3000 obr/min i obwodzie 1,50 m, docelowa prędkość 25 km/h daje:

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

To wyrachowany kandydat. Nie ustala, czy dostępny jest zespół 10,8:1, czy silnik może utrzymać 3000 obr./min pod wymaganym obciążeniem ani czy pojazd osiągnie tę prędkość.

Sprawność transmisji nie jest mnożona w tym równaniu prędkości o stałym przełożeniu. Wpływa na wymaganą moc i dostępny moment obrotowy. Jeśli straty uniemożliwiają silnikowi utrzymanie założonych obrotów, użyj osiągalnych obrotów, aby ponownie obliczyć prędkość jazdy.

Przed wybraniem przełożenia sprawdź moment obrotowy i ograniczenia robocze

Oblicz całkowity moment obrotowy napędu na stałej podstawie

W przypadku stabilnej jazdy, przy tej samej prędkości wyjściowej na obu osiach i bez dalszego zmniejszania mocy wyjściowej na kołach, w następującym obliczeniu momentu obrotowego można zastosować całkowity stosunek silnika do koła:

Całkowity wyjściowy moment obrotowy osi ≈ moment obrotowy silnika × i_total × całkowita sprawność przekładni

Zależność redukcji i wydajności podana jest w notatkach o sprzęcie Maxona. W tym przypadku „całkowity wyjściowy moment obrotowy osi” oznacza łączny moment obrotowy na dwóch napędzanych wyjściach. Nie oznacza to jednak, że każde koło otrzymuje tę pełną wartość. maxongroup.com

Rozszerz poprzedni hipotetyczny przykład, zakładając Moment obrotowy silnika 5 N·m przy 3000 obr./min i Ogólna wydajność transmisji 0,90 dla obu stosunków:

Większa redukcja wytwarza większy wyjściowy moment obrotowy przy niższej prędkości wyjściowej dla tego samego punktu pracy silnika. Nie tworzy dodatkowej mocy. Założona sprawność na poziomie 90% jest jedynie wstępem do tego przykładu; rzeczywista wydajność musi wynikać z odpowiednich danych lub pomiarów.

Oddziel obliczenia od osiągów pojazdu

Obliczony wyjściowy moment obrotowy nie jest dopuszczalnym momentem obrotowym osi. Ograniczenia dotyczące przekładni, wału i montażu nadal obowiązują. Podobnie moment obrotowy osi nie jest wskaźnikiem ładowności: siła działająca na podłoże zależy również od rozmiaru opon i dostępnej przyczepności, podczas gdy pojazd musi pokonać swój opór roboczy.

Przed wybraniem przełożenia sprawdź, czy silnik może utrzymać wymaganą prędkość i moment obrotowy przy proponowanym napięciu akumulatora, ograniczeniach sterownika i warunkach termicznych. Zastąpienie danych dotyczących prędkości silnika obciążonego wartością obrotów silnika bez obciążenia może zawyżać osiągalną prędkość drogową.

Dlatego niestandardowe przełożenie przekładni dla osi mechanizmu różnicowego elektrycznego pojazdu trójkołowego należy oceniać w odniesieniu do określonego punktu pracy. Obliczenia przełożeń ustalają związek między prędkościami i momentami obrotowymi; nie ustalają niezależnie ładowności, możliwości pokonywania wzniesień ani zasięgu.

Przed złożeniem zamówienia sprawdź rzeczywiste przełożenie i konfigurację osi

ECOGO zakres osi tylnej i układu napędowego zawiera zespół skrzyni biegów elektrycznego trójkołowca i zintegrowany hamulec tarczowy tylnej osi. Ich notowania publiczne nie zapewniają rzeczywistego współczynnika ani pełnych ocen operacyjnych dla powyższych obliczeń. Należy potwierdzić współczynnik dla konkretnego rozważanego zespołu. Ekogo

Aby uzyskać przydatne porównanie techniczne, uzyskaj:

• Dokładna droga montażu i transmisji: zidentyfikować moc silnika, każdy stopień redukcji, mechanizm różnicowy i redukcję po stronie koła.
• Rzeczywisty stosunek: podać jego punkty wejściowe i wyjściowe oraz, w stosownych przypadkach, odpowiednie położenie biegu.
• Granice operacyjne: uzyskać dozwoloną prędkość wejściową i ciągłe lub tymczasowe ograniczenia momentu obrotowego wraz z ich warunkami.
• Dane wejściowe do obliczeń pojazdu: wykorzystaj zamierzone dane toczenia opon i realistyczny punkt pracy obciążonego silnika.
• Dopasowanie instalacyjne: sprawdź interfejsy mocowania i hamulca dla wybranego zespołu tylnej osi.

Do potwierdzić przełożenie osi i konfigurację z ECOGO, podaj docelową prędkość roboczą, dane o toczeniu opon, informacje o silniku i wymagane obciążenie. Dane wejściowe pozwalają na ocenę proponowanego współczynnika w porównaniu z rzeczywistym produktem, zamiast traktować wynik matematyczny jako gotową specyfikację.