Як розрахувати передавальне число задньої осі електричного трицикла

Розрахуйте передавальне число задньої осі електричного трицикла, поділивши швидкість певного вхідного вала на швидкість визначеного вихідного. Для простої пари шестерень поділіть кількість зубів веденої шестерні на кількість зубів ведучої шестерні. Якщо між двигуном і колесами розташовано кілька ступенів зменшення, помножте їх коефіцієнти, щоб отримати загальне зменшення.

Щоб перетворити це співвідношення на швидкість автомобіля, вам також потрібні механічні оберти двигуна та ефективний окружність кочення шин. Наведений нижче метод застосовується до трансмісії, у якій двигун приводить в рух задні колеса через редуктор і вісь. Це не передбачає, що кожен електричний триколісний велосипед використовує цю схему.

Визначте, яке передавальне число ви обчислюєте

Передавальне число порівнює дві названі точки трансмісії. Використовуючи величини швидкості обертання:

Коефіцієнт зменшення, i = вхідний об/хв ÷ вихідний об/хв

Таким чином, зменшення 10:1 означає, що вхід робить десять обертів на кожен вихідний оберт. За заданої вхідної швидкості більше числове скорочення призводить до меншої вихідної швидкості. Це співвідношення вхід-вихід описано в технічних примітках до механізму maxon. maxongroup.com

Термін «передаточне число задньої осі» може стосуватися зменшення всередині осі. Це може виключати окрему передню коробку передач або редуктор на колесах. Для розрахунків швидкості транспортного засобу відповідною величиною є загальний коефіцієнт зменшення двигуна до колеса.

Коробка передач знижує швидкість за допомогою механізму передачі. Диференціал дозволяє веденим колесам обертатися з різною швидкістю. Ці функції можна об’єднати в збірку, але терміни не визначають однаковий механічний зв’язок. Встановіть фактичний шлях передачі, перш ніж вибирати числа для розрахунку.

Обчисліть передаточне число на основі зубців шестерні або частоти обертання валу

Використовуйте підтверджені зуби приводу та веденої шестерні

Для простої пари зачеплених шестерень:

i = зуби ведучої шестерні ÷ зубці ведучої шестерні

Розглянемо гіпотетичну ведучу шестерню з 20 зубами, яка зачепить ведену шестерню з 60 зубами:

i = 60 ÷ 20 = 3:1

За один оберт веденої шестерні ведуча шестерня повертається тричі. Dana/Spicer використовує відповідне співвідношення кількості ведучих і ведучих зубів у своєму розрахунку співвідношення кільця та шестерні. spicerparts.com

Кількість зубів має належати підтвердженій парі шестерень. Кількість зубів в описі півосі може стосуватися шліців, які використовуються для механічного з’єднання. Він не встановлює коефіцієнт зниження з іншою окремо зазначеною частиною. Розташування планет також вимагає їх правильного кінематичного співвідношення; розділення двох зручних відліків зубів недостатньо.

Метод співвідношення швидкості дає той самий результат, якщо вхід і вихід визначено правильно: 3000 об/хв на вході та 1000 об/хв на виході дають співвідношення 3:1. Обидва значення повинні описувати той самий робочий стан і шлях передачі.

Множіть послідовні етапи скорочення

Якщо за гіпотетичною стадією 3:1 слідує окреме зменшення 4:1, загальне співвідношення дорівнює:

i_total = 3 × 4 = 12:1

При 3000 об/хв перший ступінь знижує швидкість до 1000 об/хв, а другий – до 250 об/хв. Перемноження коефіцієнтів враховує обидва етапи. Використання лише першого етапу дасть неправильне прогнозування швидкості колеса.

Облік диференціальних швидкостей коліс

Для ідеального симетричного відкритого диференціала зі швидкістю лівого та правого валів, виражених у спільному напрямку вперед:

Обороти за хвилину водила = (обороти за хвилину лівого вала + оберти за хвилину правого вала) ÷ 2

Це співвідношення середньої швидкості випливає з фундаментальних обмежень диференціальної моделі MathWorks. Без додаткового зменшення торця колеса обидва колеса, що обертаються зі швидкістю 250 об/хв, відповідають швидкості водила 250 об/хв. Якщо швидкість обох коліс відрізняється, одне колесо не відповідає цьому середньому. MATLAB

Отже, довільна швидкість вільного обертання колеса не може розглядатися як вихідна швидкість осі під час розрахунку співвідношення. Застосовуйте цей зв’язок лише після встановлення диференціального типу та точок вимірювання.

Перетворюйте оберти двигуна та окружність шини на дорожню швидкість

Обчисліть оберти коліс і теоретичну швидкість автомобіля

Для прямолінійного руху з обома ведучими колесами на однаковій швидкості, без пробуксовки шин і з усіма ступенями зниження:

Обороти колеса = оберти двигуна ÷ загальне передавальне число

Кожен оборот колеса просуває транспортний засіб на ефективну окружність кочення. Перетворення метрів за хвилину в кілометри за годину дає:

Теоретична швидкість (км/год) = оберти двигуна × C × 60 ÷ (1000 × i_загальний)

тут, C — ефективний окружність кочення шини в метрах на оберт і i_total це коефіцієнт зменшення двигуна до колеса. Використовуйте оберти механічного двигуна. Електрична кількість обертів на хвилину дисплея контролера вимагає відповідного перетворення для конкретного двигуна, перш ніж її можна буде використовувати в цій формулі.

Калькулятор трансмісії Dana/Spicer так само співвідносить швидкість вала, передавальні числа та розміри шин, водночас відрізняючи математичні розрахунки від придатності транспортного засобу. Запчастини Spicer

Для робочого прикладу припустимо:

• Швидкість роботи двигуна: 3000 об/хв.
• Ефективна окружність кочення: 1,50 м на оберт.
• Загальне скорочення: 10:1.

Розрахунок:

Швидкість коліс = 3000 ÷ 10 = 300 об/хв

Швидкість автомобіля = 300 × 1,50 × 60 ÷ 1000 = 27 км/год, приблизно 16,8 миль/год.

Використання тієї самої швидкості двигуна та шин із загальним зниженням 12:1 дає 250 обертів колеса і 22,5 км/год, приблизно 14,0 миль/год. Це гіпотетичні вхідні дані та результати розрахунків, а не специфікації продукту ECOGO.

Для ідеального круглого колеса довжина кола може бути приблизно виражена як π × діаметр. У фактичному розрахунку транспортного засобу використовуйте ефективний окружність кочення або відповідні дані постачальника шин про кількість обертів на відстань. Діаметр обода колеса не є діаметром кочення шини, і лише номінальне позначення шини може не забезпечувати необхідну довжину кола.

Робота в зворотному напрямку від цільової швидкості

Переставляючи те саме рівняння, ви отримаєте загальне співвідношення кандидата:

i_total = оберти двигуна × C × 60 ÷ (1000 × цільова швидкість у км/год)

При тих самих припущених 3000 об/хв і окружності 1,50 м мета 25 км/год дає:

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

Це розрахований кандидат. Це не означає, що доступна збірка 10,8:1, що двигун може підтримувати 3000 обертів на хвилину за необхідного навантаження або що транспортний засіб досягне цієї швидкості.

Ефективність трансмісії не множиться на це рівняння швидкості з фіксованим відношенням. Це впливає на необхідну потужність і доступний крутний момент. Якщо втрати заважають двигуну підтримувати припущену кількість обертів на хвилину, використовуйте досяжні оберти на хвилину для перерахунку швидкості руху.

Перед вибором передавального числа перевірте крутний момент і робочі межі

Розраховуйте загальний крутний момент приводу на послідовній основі

Для рівномірної їзди з однаковою швидкістю обох потужностей осей і без подальшого зниження між цими потужностями та колесами загальне відношення двигуна до колеса можна використовувати в такому розрахунку крутного моменту:

Загальний вихідний крутний момент осі ≈ крутний момент двигуна × i_загальний × загальна ефективність трансмісії

Співвідношення зменшення та ефективності наведено в примітках до обладнання maxon. Тут «загальний вихідний крутний момент осі» означає комбінований крутний момент на двох приводних потужностях. Це не означає, що кожне колесо отримує повну вартість. maxongroup.com

Розширте попередній гіпотетичний приклад, припустивши 5 Н·м крутного моменту двигуна при 3000 об/хв і 0,90 загальна ефективність передачі для обох співвідношень:

Більше зменшення створює більший вихідний крутний момент при нижчій вихідній швидкості для тієї самої робочої точки двигуна. Це не створює додаткової потужності. Передбачувана ефективність 90% є лише вхідними даними для цього прикладу; фактична ефективність повинна виходити з відповідних даних або вимірювань.

Відокремте розрахунок від характеристик автомобіля

Розрахований вихідний крутний момент не є допустимим крутним моментом осі. Обмеження на шестерню, вал і збірку все ще діють. Подібним чином, крутний момент на осі не є показником корисного навантаження: зусилля на грунт також залежить від розміру шин і доступного зчеплення, тоді як транспортний засіб повинен подолати свій робочий опір.

Перш ніж вибрати співвідношення, перевірте, чи може двигун підтримувати необхідну швидкість і крутний момент із запропонованою напругою акумулятора, обмеженнями контролера та температурними умовами. Заміна навантажених даних швидкості двигуна на значення обертів без навантаження може завищити досяжну швидкість по дорозі.

Таким чином, спеціальне передаточне число для осі диференціала з електричним трициклом слід оцінювати відносно визначеної робочої точки. Розрахунок співвідношення встановлює залежність між швидкостями та крутними моментами; вони не встановлюють незалежно корисне навантаження, здатність підійматися на пагорб або радіус дії.

Перевірте фактичне передаточне число та конфігурацію осі перед замовленням

ECOGO діапазон задньої осі та трансмісії включає в себе електричний трицикл коробка передач в зборі і ан вбудовані дискові гальма задньої осі. Їхні публічні списки не надають фактичного співвідношення та повних операційних рейтингів для розрахунків, наведених вище. Співвідношення має бути підтверджено для конкретної збірки, яка розглядається. Ecogo

Для корисного технічного порівняння отримайте:

• Точний шлях складання та передачі: визначте вхідну потужність двигуна, кожну ступінь зниження, диференціал і будь-яке зниження на кінці колеса.
• Фактичний коефіцієнт: вкажіть його вхідні та вихідні точки та відповідне положення шестерні, якщо це доречно.
• Межі експлуатації: отримати дозволену вхідну швидкість і безперервні або тимчасові обмеження крутного моменту з їх умовами.
• Вхідні дані розрахунку автомобіля: використовуйте заплановані дані про кочення шин і реалістичну робочу точку навантаженого двигуна.
• Збіг установки: перевірити кріплення та гальмівний інтерфейс для вибраного вузла задньої осі.

до підтвердити осьове співвідношення та конфігурацію за допомогою ECOGO надає цільову робочу швидкість, дані про кочення шин, інформацію про двигун і необхідний режим роботи. Ці вхідні дані дозволяють оцінити запропоноване співвідношення щодо фактичного продукту, а не розглядати математичний результат як готову специфікацію.