如何计算电动三轮车后桥齿轮比

2026-10-20 15:32:26

通过将定义的输入轴的速度除以定义的输出的速度来计算电动三轮车后桥齿轮比。对于简单齿轮副,将从动齿轮的齿数除以主动齿轮的齿数。当电机和车轮之间有多个减速级时,乘以它们的比率即可获得总减速量。

要将这个比率转化为车辆速度,您还需要电机的机械转速和轮胎的有效滚动周长。下面的方法适用于其中电机通过减速齿轮和车轴驱动后轮的传动系统。并不假设每辆电动三轮车都采用这种布置。

定义您正在计算的齿轮比

减速比比较传动系统中的两个指定点。使用转速大小:

减速比,i = 输入转速 ÷ 输出转速

因此,10:1 的减少意味着输出每转一圈,输入转十圈。在给定的输入速度下,较大的数值减少会产生较低的输出速度。 maxon 的齿轮技术说明中描述了这种输入输出关系。 maxongroup.com

术语“后轴传动比”可以指的是车轴组件内的减小。它可能不包括单独的上游变速箱或车轮减速装置。对于车速计算,相关量是 电机与车轮的总减速比.

比例说明 所需边界
单级比 一个确定的还原阶段的输入和输出
变速箱速比 指定档位下的变速箱输入和输出
后轴速比 供应商指定的轴输入和输出点
总减速比 电机轴到驱动轮,包括每个中间减速装置

变速箱通过其齿轮装置降低速度。差速器允许从动轮以不同的速度转动。这些功能可以组合在一个组件中,但这些术语并不表示相同的机械关系。在选择数字进行计算之前先建立实际的传输路径。

根据齿轮齿或轴速度计算比率

使用经确认的主动齿轮和从动齿轮齿

对于一对简单的啮合齿轮:

i = 从动齿轮齿数 ÷ 主动齿轮齿数

考虑一个假设的 20 齿主动齿轮与 60 齿从动齿轮啮合:

我 = 60 ÷ 20 = 3:1

从动齿轮每转一圈,主动齿轮转三圈。 Dana/Spicer 在其小齿轮比计算中使用相应的从动齿数关系。 香料零件网

齿数必须属于已确认的齿轮副。半轴描述中的齿数可以指用于机械连接的花键。它不与其他单独列出的部件建立减速比。行星排列也需要它们正确的运动关系;除以两个方便的齿数是不够的。

当正确识别输入和输出时,速度比方法给出相同的结果:输入处 3000 rpm 和输出处 1000 rpm 产生 3:1 的比率。两个值必须描述相同的操作条件和传输路径。

乘以连续减少阶段

如果假设的 3:1 阶段之后是单独的 4:1 还原,则总比率为:

i_总计 = 3 × 4 = 12:1

在电机转速为 3000 rpm 时,第一级将速度降低至 1000 rpm,第二级降低至 250 rpm。将比率相乘即可解决这两个阶段。仅使用第一级会给出错误的轮速预测。

考虑轮速差

对于理想的对称开式差速器,左轴和右轴速度以共同的前进方向表示:

载体转速=(左轴转速+右轴转速)÷2

这种平均速度关系遵循 MathWorks 微分模型中的基本约束。在没有额外的轮端减速的情况下,两个以 250 rpm 转速转动的车轮对应于 250 rpm 的托架速度。如果两个车轮的速度不同,则仅一个车轮并不能代表该平均值。 MATLAB

因此,在计算比率时,不能将任意自由旋转的车轮速度视为轴输出速度。仅在建立差分类型和测量点后应用此关系。

将电机转速和轮胎周长转换为道路速度

计算车轮转速和理论车速

对于两个驱动轮以相同速度进行直线行驶、无轮胎打滑且包括每个减速级:

车轮转速=电机转速÷总减速比

车轮每次旋转都会通过其有效滚动周长推动车辆前进。将米每分钟转换为公里每小时可得出:

理论速度(km/h)=电机转速×C×60 ÷(1000×i_total)

在这里, C 有效轮胎滚动周长,以每转米为单位, i_总计 是电机与车轮的减速比。使用机械电机转速。控制器显示器的电气转速需要进行适当的电机特定转换才能用于此公式。

Dana/Spicer 的传动计算器同样将轴速度、传动比和轮胎尺寸联系起来,同时将数学计算与车辆应用适用性区分开来。 斯派塞零件

对于一个有效的示例,假设:

  • 电机运行速度: 3000转/分.
  • 有效滚动周长: 每转 1.50 m.
  • 减少总量: 10:1.

计算公式为:

轮速 = 3000 ÷ 10 = 300 rpm

车速 = 300 × 1.50 × 60 ÷ 1000 = 27 公里/小时,大约 16.8 英里/小时.

使用相同的电机速度和总减速比为 12:1 的轮胎可得出 250 轮每分钟转数 和 22.5 公里/小时,大约 14.0 英里/小时。这些是假设的计算输入和结果,而不是 ECOGO 产品的规格。

假设总减少量 电机转速为 3000 rpm 时的轮速 C = 1.50 m 时的理论道路速度
10:01 300转/分 27.0 公里/小时 / 16.8 英里/小时
12:01 250转/分钟 22.5 公里/小时 / 14.0 英里/小时

对于理想的圆形轮子,周长可以近似为π×直径。在实际车辆计算中,使用有效滚动周长或轮胎供应商适用的每​​距离转数数据。轮辋直径不是轮胎滚动直径,仅标称轮胎名称可能无法提供所需的周长。

从目标速度向后推算

重新排列相同的方程给出候选总比率:

i_total = 电机转速 × C × 60 ÷ (1000 × 目标速度 km/h)

在同样假设的 3000 rpm 和 1.50 m 周长的情况下,25 km/h 的目标给出:

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

这是一个经过深思熟虑的候选人。它没有确定 10.8:1 的组件是否可用,电机可以在所需负载下维持 3000 rpm,或者车辆将达到该速度。

传输效率不会乘以这个固定比率的速度方程。它会影响所需的功率和可用的扭矩。如果损耗导致电机无法维持假定的转速,请使用可达到的转速重新计算道路速度。

选择比率之前检查扭矩和操作限制

在一致的基础上计算总驱动扭矩

为了稳定行驶,两个轴输出处于相同的速度并且这些输出和车轮之间没有进一步减小,总电机与车轮的比率可用于以下扭矩计算:

总轴输出扭矩 ≈ 电机扭矩 × i_total × 综合传动效率

maxon 的齿轮说明中给出了减速与效率的关系。这里,“总轴输出扭矩”是指两个驱动输出处的组合扭矩。这并不意味着每个车轮都获得全部价值。 maxongroup.com

通过假设扩展前面的假设示例 3000 rpm 时电机扭矩为 5 N·m 和 0.90 整体传输效率 对于两个比率:

假设总减少量 组合轴输出扭矩 上一示例中的理论道路速度
10:01 5×10×0.90=45牛·米 27.0 公里/小时
12:01 5×12×0.90=54牛·米 22.5 公里/小时

对于相同的电机工作点,较大的减小会在较低的输出速度下产生更大的输出扭矩。它不会产生额外的能量。假设的 90% 效率只是此示例的输入;实际效率必须来自适用的数据或测量。

将计算与车辆性能分开

计算出的输出扭矩不是车轴的允许扭矩额定值。齿轮、轴和装配限制仍然适用。同样,轴扭矩不是有效负载等级:地面力还取决于轮胎尺寸和可用附着力,而车辆必须克服其运行阻力。

在选择比率之前,请检查电机是否能够在建议的电池电压、控制器限制和热条件下维持所需的速度和扭矩。用空载转速值替换负载电机速度数据可能会夸大可达到的道路速度。

因此,电动三轮车差速器轴的定制齿轮比应根据定义的工作点进行评估。比率计算建立了速度和扭矩之间的关系;他们不独立​​确定有效载荷、爬山能力或范围。

订购前确认实际传动比和轴配置

ECOGO的 后桥和传动系统范围 包括一个 电动三轮车变速箱总成 和一个 集成盘式制动器后桥。他们的公开上市并未提供上述计算的实际比率和完整的运营评级。必须针对所考虑的特定装配确认比率。 埃科戈

要进行有用的技术比较,请获取:

  • 具体装配及传输路径: 识别电机输入、每个减速级、差速器和任何轮端减速。
  • 实际比例: 说明其输入和输出点以及适用的档位(如果相关)。
  • 操作限制: 根据其条件获得允许的输入速度和连续或临时扭矩限制。
  • 车辆计算输入: 使用预期的轮胎滚动数据和实际的负载电机工作点。
  • 安装匹配: 验证所选后桥总成的安装和制动接口。

至 确认轴比及配置 通过 ECOGO,提供目标运行速度、轮胎滚动数据、电机信息和所需负载。这些输入允许根据实际产品评估建议的比率,而不是将数学结果视为现成的规格。