Como calcular a relação de engrenagem do eixo traseiro do triciclo elétrico

Calcule a relação de transmissão do eixo traseiro de um triciclo elétrico dividindo a velocidade do eixo de entrada definido pela velocidade da saída definida. Para um par de engrenagens simples, divida a contagem de dentes da engrenagem acionada pela contagem de dentes da engrenagem motriz. Quando vários estágios de redução estiverem entre o motor e as rodas, multiplique suas relações para obter a redução total.

Para transformar essa relação em velocidade do veículo, você também precisa da rotação mecânica do motor e da circunferência de rolamento efetiva dos pneus. O método abaixo se aplica a um sistema de transmissão no qual um motor aciona as rodas traseiras através de uma engrenagem de redução e um eixo. Não pressupõe que todo triciclo elétrico utilize esse arranjo.

Defina qual relação de transmissão você está calculando

Uma taxa de redução compara dois pontos nomeados no sistema de transmissão. Using rotational-speed magnitudes:

Taxa de redução, i = rpm de entrada ÷ rpm de saída

Uma redução de 10:1 significa, portanto, que a entrada faz dez revoluções para cada revolução de saída. A uma determinada velocidade de entrada, uma redução numérica maior produz uma velocidade de saída mais baixa. Essa relação entrada-saída é descrita nas notas técnicas do equipamento da maxon. maxongroup.com

O termo “relação do eixo traseiro” pode se referir a uma redução no conjunto do eixo. Pode excluir uma caixa de velocidades separada a montante ou uma redução nas rodas. Para cálculos de velocidade do veículo, a quantidade relevante é a taxa de redução total do motor para a roda.

Uma caixa de câmbio reduz a velocidade por meio de seu arranjo de engrenagens. Um diferencial permite que as rodas motrizes girem em velocidades diferentes. Essas funções podem ser combinadas em uma montagem, mas os termos não identificam a mesma relação mecânica. Estabeleça o caminho de transmissão real antes de selecionar números para um cálculo.

Calcule a proporção dos dentes da engrenagem ou da velocidade do eixo

Use dentes de engrenagem acionados e de condução confirmados

Para um par simples de engrenagens engrenadas:

i = dentes da engrenagem acionada ÷ dentes da engrenagem acionadora

Considere uma engrenagem motriz hipotética de 20 dentes engatando uma engrenagem acionada de 60 dentes:

eu = 60 ÷ 20 = 3:1

The driving gear turns three times for one revolution of the driven gear. A Dana/Spicer usa a relação correspondente de contagem de dentes acionados para acionadores em seu cálculo de relação entre anel e pinhão. Spicerparts.com

The tooth counts must belong to a confirmed gear pair. Uma contagem de dentes em uma descrição de meio eixo pode referir-se a estrias usadas para uma conexão mecânica. It does not establish a reduction ratio with another separately listed part. Planetary arrangements also require their correct kinematic relationship; dividir duas contagens convenientes de dentes é insuficiente.

O método da relação de velocidade dá o mesmo resultado quando a entrada e a saída são identificadas corretamente: 3.000 rpm na entrada e 1.000 rpm na saída produzem uma relação de 3:1. Both values must describe the same operating condition and transmission path.

Multiplicar estágios de redução consecutiva

Se o estágio hipotético de 3:1 for seguido por uma redução separada de 4:1, a proporção total será:

i_total = 3 × 4 = 12:1

At 3000 motor rpm, the first stage reduces speed to 1000 rpm and the second to 250 rpm. A multiplicação dos índices leva em conta os dois estágios. Using only the first stage would give the wrong wheel-speed prediction.

Considere as velocidades diferenciais das rodas

Para um diferencial aberto simétrico ideal, com velocidades dos eixos esquerdo e direito expressas em uma direção direta comum:

RPM do transportador = (rpm do eixo esquerdo + rpm do eixo direito) ÷ 2

Esta relação de velocidade média decorre das restrições fundamentais do modelo diferencial do MathWorks. With no additional wheel-end reduction, both wheels turning at 250 rpm correspond to a carrier speed of 250 rpm. If the two wheel speeds differ, one wheel alone does not represent that average. MATLAB

Conseqüentemente, uma velocidade arbitrária da roda de giro livre não pode ser tratada como a velocidade de saída do eixo ao calcular uma relação. Aplique esta relação somente após o tipo diferencial e os pontos de medição terem sido estabelecidos.

Converter RPM do motor e circunferência do pneu em velocidade na estrada

Calcule o RPM da roda e a velocidade teórica do veículo

Para deslocamento em linha reta com ambas as rodas motrizes na mesma velocidade, sem deslizamento dos pneus e com todos os estágios de redução incluídos:

RPM da roda = rpm do motor ÷ taxa de redução total

Cada revolução da roda avança o veículo pela sua circunferência de rolamento efetiva. Convertendo metros por minuto em quilômetros por hora dá:

Velocidade teórica (km/h) = rpm do motor × C × 60 ÷ (1000 × i_total)

Aqui, C é a circunferência de rolamento efetiva do pneu em metros por revolução e eu_total é a relação de redução motor-roda. Use rpm do motor mecânico. A rpm elétrica do display do controlador requer a conversão apropriada específica do motor antes de poder ser usada nesta fórmula.

A calculadora de transmissão da Dana/Spicer relaciona de forma semelhante a velocidade do eixo, as relações de transmissão e as dimensões dos pneus, ao mesmo tempo que distingue o cálculo matemático da adequação à aplicação do veículo. Peças para temperos

Para um exemplo resolvido, suponha:

• Velocidade de operação do motor: 3000rpm.
• Circunferência de rolamento efetiva: 1,50 m por revolução.
• Redução total: 10:1.

O cálculo é:

Velocidade da roda = 3000 ÷ 10 = 300 rpm

Velocidade do veículo = 300 × 1,50 × 60 ÷ 1000 = 27 km/h, aproximadamente 26,8 km/h.

Usando a mesma velocidade do motor e pneus com redução total de 12:1 dá 250 rpm da roda e 22,5 km/h, aproximadamente 14,0 mph. Estas são entradas e resultados de cálculos hipotéticos, não especificações para um produto ECOGO.

Para uma roda circular ideal, a circunferência pode ser aproximada como π × diâmetro. No cálculo real de um veículo, utilize a circunferência de rolamento efetiva ou os dados de rotações por distância aplicáveis ​​do fornecedor de pneus. O diâmetro do aro da roda não é o diâmetro de rolamento do pneu, e a designação nominal do pneu por si só pode não fornecer a circunferência necessária.

Trabalhe para trás a partir de uma velocidade alvo

Reorganizar a mesma equação dá uma razão total candidata:

i_total = rpm do motor × C × 60 ÷ (1000 × velocidade alvo em km/h)

Com as mesmas 3.000 rpm assumidas e uma circunferência de 1,50 m, uma meta de 25 km/h dá:

i_total = 3.000 × 1,50 × 60 ÷ (1.000 × 25) = 10,8:1

Este é um candidato calculado. Não estabelece que esteja disponível uma montagem 10,8:1, que o motor possa sustentar 3.000 rpm sob a carga necessária ou que o veículo atingirá essa velocidade.

A eficiência da transmissão não é multiplicada nesta equação de velocidade de relação fixa. Afeta a potência necessária e o torque disponível. Se as perdas impedirem o motor de sustentar as rpm presumidas, use as rpm alcançáveis ​​para recalcular a velocidade na estrada.

Verifique o torque e os limites operacionais antes de escolher a relação

Calcule o torque total do acionamento de maneira consistente

Para uma condução estável, com ambas as saídas de eixo na mesma velocidade e sem redução adicional entre essas saídas e as rodas, a relação motor/roda total pode ser usada no seguinte cálculo de torque:

Torque total de saída do eixo ≈ torque do motor × i_total × eficiência geral da transmissão

A relação entre redução e eficiência é fornecida nas notas de engrenagem da Maxon. Aqui, “torque total de saída do eixo” significa o torque combinado nas duas saídas acionadas. Isso não significa que cada roda receba esse valor total. maxongroup.com

Estenda o exemplo hipotético anterior assumindo 5 N·m de torque do motor a 3.000 rpm e 0,90 eficiência geral de transmissão para ambas as proporções:

A redução maior produz mais torque de saída a uma velocidade de saída mais baixa para o mesmo ponto de operação do motor. Não cria energia adicional. A eficiência assumida de 90% é apenas uma contribuição para este exemplo; a eficiência real deve vir de dados ou medições aplicáveis.

Separe o cálculo do desempenho do veículo

O torque de saída calculado não é a classificação de torque permitida para um eixo. Os limites de engrenagem, eixo e montagem ainda se aplicam. Da mesma forma, o torque do eixo não é uma classificação de carga útil: a força no solo também depende do tamanho do pneu e da aderência disponível, enquanto o veículo deve superar a sua resistência operacional.

Antes de selecionar uma relação, verifique se o motor consegue sustentar a velocidade e o torque necessários com a tensão da bateria proposta, os limites do controlador e as condições térmicas. Substituir os dados de velocidade do motor carregado por um valor de rpm sem carga pode superestimar a velocidade atingível na estrada.

Uma relação de transmissão personalizada para um eixo diferencial de triciclo elétrico deve, portanto, ser avaliada em relação a um ponto operacional definido. Os cálculos de relação estabelecem a relação entre velocidades e torques; eles não estabelecem de forma independente a carga útil, a capacidade ou o alcance de subida de colinas.

Confirme a relação real e a configuração do eixo antes de fazer o pedido

ECOGO's gama de eixo traseiro e transmissão inclui um conjunto de caixa de engrenagens de triciclo elétrico e um eixo traseiro com freio a disco integrado. Suas listagens públicas não fornecem um índice real e classificações operacionais completas para os cálculos acima. Uma proporção deve ser confirmada para o conjunto específico que está sendo considerado. Ecogo

Para uma comparação técnica útil, obtenha:

• O caminho exato de montagem e transmissão: identificar a entrada do motor, cada estágio de redução, o diferencial e qualquer redução na extremidade do eixo.
• A proporção real: indicar seus pontos de entrada e saída e a posição da marcha aplicável, se relevante.
• Os limites operacionais: obter velocidade de entrada permitida e limites de torque contínuos ou temporários com suas condições.
• As entradas de cálculo do veículo: use os dados de rolamento dos pneus pretendidos e um ponto operacional realista do motor carregado.
• A correspondência de instalação: verifique as interfaces de montagem e freio para o conjunto do eixo traseiro selecionado.

Para confirme a relação e configuração do eixo com o ECOGO, forneça a velocidade operacional desejada, dados de rolamento dos pneus, informações do motor e serviço necessário. Esses dados permitem que uma relação proposta seja avaliada em relação ao produto real, em vez de tratar um resultado matemático como uma especificação pronta.