Как рассчитать передаточное число заднего моста электрического трицикла

Рассчитайте передаточное число задней оси электрического трицикла, разделив скорость определенного входного вала на скорость определенного выходного вала. Для простой пары шестерен разделите количество зубьев ведомой шестерни на количество зубьев ведущей шестерни. Если между двигателем и колесами находится несколько ступеней понижения, умножьте их передаточные числа, чтобы получить общее понижение.

Чтобы превратить это соотношение в скорость автомобиля, вам также понадобятся механические обороты двигателя и эффективная окружность качения шин. Описанный ниже метод применим к трансмиссии, в которой двигатель приводит в движение задние колеса через понижающую передачу и ось. Это не предполагает, что каждый электрический трехколесный велосипед использует эту конструкцию.

Определите, какое передаточное число вы рассчитываете

Передаточное число сравнивает две названные точки в трансмиссии. Использование величин скорости вращения:

Передаточное отношение, i = входная частота вращения ÷ выходная частота вращения

Таким образом, уменьшение 10:1 означает, что входной сигнал совершает десять оборотов на каждый выходной оборот. При заданной входной скорости большее числовое уменьшение приводит к более низкой выходной скорости. Эта взаимосвязь ввода-вывода описана в технических примечаниях к оборудованию Maxon. maxongroup.com

Термин «передаточное число заднего моста» может относиться к уменьшению в сборе моста. Может исключаться отдельный верхний редуктор или редуктор на колесах. Для расчета скорости транспортного средства соответствующей величиной является общее передаточное отношение двигателя к колесу.

Коробка передач снижает скорость за счет расположения шестерен. Дифференциал позволяет ведущим колесам вращаться с разной скоростью. Эти функции могут быть объединены в сборке, но эти термины не определяют одни и те же механические отношения. Прежде чем выбирать числа для расчета, установите фактический путь передачи.

Рассчитайте передаточное число по зубьям шестерни или скоростям вала.

Используйте проверенные зубья ведущей и ведомой шестерен.

Для простой пары зацепляющихся шестерен:

i = зубья ведомой шестерни ÷ зубья ведущей шестерни

Рассмотрим гипотетическую ведущую шестерню с 20 зубьями, включающую ведомую шестерню с 60 зубьями:

я = 60 ÷ 20 = 3:1

Ведущая шестерня поворачивается три раза за один оборот ведомой шестерни. Компания Dana/Spicer использует соответствующее соотношение количества ведомых и ведущих зубьев при расчете передаточного отношения венца и шестерни. spicerparts.com

Число зубьев должно принадлежать подтвержденной паре шестерен. Количество зубьев в описании полувала может относиться к шлицам, используемым для механического соединения. Он не устанавливает коэффициент уменьшения с другой отдельно указанной деталью. Планетарные механизмы также требуют их правильного кинематического соотношения; разделения двух удобных количества зубов недостаточно.

Метод соотношения скоростей дает тот же результат, если вход и выход идентифицированы правильно: 3000 об/мин на входе и 1000 об/мин на выходе дают соотношение 3:1. Оба значения должны описывать одни и те же рабочие условия и путь передачи.

Умножьте последовательные этапы восстановления

Если за гипотетической стадией 3:1 следует отдельное сокращение 4:1, общее соотношение составит:

i_total = 3 × 4 = 12:1

При 3000 об/мин двигателя первая ступень снижает скорость до 1000 об/мин, а вторая – до 250 об/мин. Умножение коэффициентов учитывает оба этапа. Использование только первого этапа дало бы неправильный прогноз скорости вращения колес.

Учет дифференциальных скоростей колес

Для идеального симметричного открытого дифференциала, в котором скорости левого и правого валов выражены в одном направлении вперед:

Число оборотов водила = (об/мин левого вала + об/мин правого вала) ÷ 2

Это соотношение средней скорости следует из фундаментальных ограничений дифференциальной модели MathWorks. Без дополнительного редуктора на концах колес скорость вращения обоих колес 250 об/мин соответствует скорости водила 250 об/мин. Если скорости двух колес различаются, одно колесо само по себе не представляет этого среднего значения. МАТЛАБ

Следовательно, произвольная скорость свободно вращающегося колеса не может рассматриваться как выходная скорость оси при расчете передаточного числа. Применяйте это соотношение только после того, как установлены тип дифференциального сигнала и точки измерения.

Преобразование оборотов двигателя и окружности шины в скорость движения

Рассчитать число оборотов колеса и теоретическую скорость автомобиля

Для движения по прямой с обоими ведущими колесами на одинаковой скорости, без проскальзывания шин и с включением всех ступеней понижения скорости:

Число оборотов колеса = число оборотов двигателя ÷ общее передаточное отношение

Каждый оборот колеса перемещает автомобиль на эффективную окружность качения. Преобразование метров в минуту в километры в час дает:

Теоретическая скорость (км/ч) = об/мин двигателя × C × 60 ÷ (1000 × i_total)

Здесь, C - эффективная окружность качения шины в метрах на оборот и i_total - передаточное отношение двигателя к колесу. Используйте механические обороты двигателя. Электрическая частота вращения дисплея контроллера требует соответствующего преобразования для конкретного двигателя, прежде чем ее можно будет использовать в этой формуле.

Калькулятор трансмиссии Dana/Spicer аналогичным образом связывает скорость вала, передаточные числа и размеры шин, отличая при этом математические расчеты от пригодности транспортного средства. Запчасти для Спайсера

Для рабочего примера предположим:

• Рабочая скорость двигателя: 3000 об/мин.
• Эффективная окружность прокатки: 1,50 м за оборот.
• Общее сокращение: 10:1.

Расчет такой:

Скорость вращения колеса = 3000 ÷ 10 = 300 об/мин.

Скорость автомобиля = 300 × 1,50 × 60 ÷ 1000 = 27 км/ч., примерно 16,8 миль в час.

Использование той же скорости двигателя и шин с общим снижением 12:1 дает 250 об/мин колеса и 22,5 км/ч, примерно 14,0 миль в час. Это гипотетические исходные данные и результаты расчетов, а не спецификации продукта ECOGO.

Для идеального круглого колеса длину окружности можно аппроксимировать как π × диаметр. При расчете реального автомобиля используйте эффективную окружность качения или применимые данные поставщика шин об оборотах на расстояние. Диаметр обода колеса не является диаметром качения шины, и само по себе номинальное обозначение шины может не обеспечить требуемую длину окружности.

Работайте назад от целевой скорости

Перестановка того же уравнения дает общее соотношение кандидатов:

i_total = частота вращения двигателя × C × 60 ÷ (1000 × целевая скорость в км/ч)

При тех же предполагаемых 3000 об/мин и окружности 1,50 м целевая скорость 25 км/ч дает:

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

Это рассчитанный кандидат. Он не устанавливает, доступен ли узел 10,8:1, может ли двигатель выдерживать 3000 об/мин при требуемой нагрузке или что транспортное средство достигнет этой скорости.

Эффективность трансмиссии не умножается на это уравнение скорости с фиксированным передаточным числом. Это влияет на требуемую мощность и доступный крутящий момент. Если потери не позволяют двигателю поддерживать предполагаемые обороты, используйте достижимые обороты для перерасчета скорости движения.

Прежде чем выбирать передаточное число, проверьте крутящий момент и рабочие ограничения.

Последовательный расчет общего крутящего момента привода

Для устойчивого движения, когда обе оси имеют одинаковую скорость и без дальнейшего снижения между этими выходами и колесами, общее соотношение двигателя к колесам можно использовать в следующем расчете крутящего момента:

Общий выходной крутящий момент на оси ≈ крутящий момент двигателя × i_total × общий КПД трансмиссии

Соотношение снижения и эффективности приведено в примечаниях к оборудованию Maxon. Здесь «общий выходной крутящий момент на оси» означает совокупный крутящий момент на двух ведомых выходах. Это не означает, что каждое колесо получает полную стоимость. maxongroup.com

Расширьте предыдущий гипотетический пример, предположив Крутящий момент двигателя 5 Н·м при 3000 об/мин. и 0,90 общая эффективность передачи для обоих соотношений:

Большее уменьшение обеспечивает больший выходной крутящий момент при более низкой выходной скорости для той же рабочей точки двигателя. Он не создает дополнительной мощности. Предполагаемая эффективность в 90% является лишь входными данными для этого примера; фактическая эффективность должна основываться на применимых данных или измерениях.

Отделите расчет от характеристик автомобиля

Расчетный выходной крутящий момент не является допустимым номинальным крутящим моментом оси. Ограничения на шестерни, валы и сборки по-прежнему применяются. Точно так же крутящий момент на оси не является показателем полезной нагрузки: сила, действующая на землю, также зависит от размера шин и доступного сцепления, в то время как транспортное средство должно преодолевать свое рабочее сопротивление.

Прежде чем выбирать передаточное число, проверьте, может ли двигатель поддерживать требуемую скорость и крутящий момент при предлагаемом напряжении батареи, ограничениях контроллера и тепловых условиях. Замена загруженных данных о скорости двигателя значением частоты вращения без нагрузки может привести к завышению достижимой скорости движения.

Поэтому специальное передаточное число для дифференциальной оси электрического трицикла следует оценивать по определенной рабочей точке. Расчеты соотношений устанавливают взаимосвязь между скоростями и крутящими моментами; они самостоятельно не определяют полезную нагрузку, способность преодолевать подъемы или дальность полета.

Перед заказом подтвердите фактическое передаточное число и конфигурацию оси.

ЭКОГО задний мост и диапазон трансмиссии включает в себя Редуктор электрического трехколесного велосипеда в сборе и интегрированный дисковый тормоз задней оси. Их публичные листинги не содержат фактического соотношения и полных операционных рейтингов для приведенных выше расчетов. Соотношение должно быть подтверждено для конкретной рассматриваемой сборки. Экого

Для полезного технического сравнения получите:

• Точный путь сборки и передачи: Определите входную мощность двигателя, каждую ступень понижения, дифференциал и любое понижение на конце колеса.
• Реальное соотношение: укажите его входные и выходные точки и, если необходимо, соответствующее положение передачи.
• Эксплуатационные пределы: получить разрешенную входную скорость и постоянные или временные ограничения крутящего момента с учетом их условий.
• В расчет транспортного средства входят: используйте данные о качении предполагаемых шин и реалистичную рабочую точку нагруженного двигателя.
• Установка соответствует: проверьте монтажные и тормозные соединения для выбранного узла заднего моста.

Чтобы подтвердить передаточное число и конфигурацию оси с помощью ECOGO, укажите целевую рабочую скорость, данные о движении шин, информацию о двигателе и требуемый режим работы. Эти входные данные позволяют оценить предлагаемое соотношение по сравнению с фактическим продуктом, а не рассматривать математический результат как готовую спецификацию.