Tỷ số truyền là gì?
Tỷ số truyền là một đại lượng quyết định mức độ giảm tốc hoặc tăng tốc của chuyển động quay. Nếu tỷ số truyền thấp, nó cung cấp tốc độ tối đa cao hơn, trong khi tỷ số truyền cao mang lại khả năng tăng tốc nhanh hơn. Tỷ số truyền thể hiện mối liên quan phức tạp giữa lực và đường đi trong quá trình truyền động, đồng thời tạo ra hiệu suất ổn định và hiệu quả cho hệ thống.
Drive: bánh răng truyền động (bánh răng chủ động)
Driven: bánh răng bị dẫn động (bánh răng bị động)
Mục đích của tính tỷ số truyền là gì?
Mục đích của tỷ số truyền là tối ưu hóa hiệu suất và chuyển động của hệ thống truyền động, thông qua việc điều chỉnh mối quan hệ giữa mô-men xoắn và tốc độ. Tính đến giai đoạn đầu của chuyển động, khi xe cần nhiều mô-men xoắn hơn là công suất, tỷ số truyền cao được áp dụng để giảm mô-men xoắn nhưng tăng tốc độ. Ngược lại, ở giai đoạn sau khi đã đạt được tốc độ mong muốn, tỷ số truyền thấp hơn được sử dụng để tối ưu hóa tốc độ, giảm mô-men xoắn và tiết kiệm năng lượng.
Ví dụ, khi di chuyển trên đường cao tốc, nhu cầu về tốc độ trở nên ưu tiên hơn so với mô-men xoắn. Do đó, tỷ số truyền thấp hơn sẽ được lựa chọn để đảm bảo xe di chuyển hiệu quả ở tốc độ cao mà không cần mô-men xoắn lớn. Mục tiêu của tỷ số truyền là cân bằng giữa hai yếu tố này, tạo ra sự linh hoạt trong quá trình lái xe và đáp ứng đối với các điều kiện đường sá và mục tiêu di chuyển cụ thể. Điều này thể hiện sự thương mại thông minh giữa mô-men xoắn và tốc độ, giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống truyền động trong mọi tình huống.
Tỷ số truyền được tính như thế nào?
Tỷ số truyền được xác định thông qua một số phương pháp tính toán. Một trong những cách phổ biến là chia tốc độ góc hoặc tốc độ quay của trục đầu ra cho tốc độ góc của trục đầu vào. Cách khác là tính tỷ số truyền bằng cách chia tổng số răng của bánh răng dẫn động cho tổng số răng của bánh răng dẫn động.
Công thức tính tỉ số truyền hộp giảm tốc
Công thức tính tỉ số truyền hộp giảm tốc trong trường hợp hai bánh răng.
Công thức tính tỷ số truyền trong trường hợp giảm tốc bằng hai bánh răng là một phương pháp quan trọng giúp xác định mức độ giảm tốc giữa bánh răng truyền động và bánh răng bị động. Trong trường hợp này, giả sử bánh răng truyền động nhỏ quay bánh răng bị động lớn hơn, một quy trình tính toán được thực hiện để xác định tỷ số truyền chính xác.
Bước đầu tiên là đếm số răng trên hai bánh răng. Chẳng hạn, nếu bánh răng truyền động có 20 răng và bánh răng bị động có 30 răng, ta sẽ thực hiện phép chia số răng của bánh răng bị động cho số răng của bánh răng truyền động. Trong ví dụ này, phép chia 30 cho 20 sẽ bằng 1.5.
Tỷ số truyền 1.5 có nghĩa là bánh răng truyền động cần quay 1.5 vòng để làm cho bánh răng bị động quay được 1 vòng. Điều này ám chỉ rằng bánh răng bị động sẽ quay chậm hơn, với tốc độ giảm tốc được xác định bởi tỷ số này. Công thức tính tỷ số truyền giúp hiểu rõ mối liên quan giữa số răng và tốc độ quay, đồng thời cung cấp thông tin quan trọng để điều chỉnh hiệu suất của hệ thống giảm tốc.
Công thức tính tỉ số truyền hộp giảm tốc trong trường hợp nhiều hơn hai bánh răng.
Công thức tính tỷ số truyền hộp giảm tốc trong trường hợp có nhiều hơn hai bánh răng là một quy trình phức tạp, đặc biệt khi có sự xuất hiện của bánh răng trung gian. Trong một bộ truyền bánh răng thực tế, có thể sử dụng một chuỗi bánh răng kết hợp, bao gồm cả bánh răng chủ động, bánh răng bị động và bánh răng trung gian.
Bánh răng trung gian thường đóng vai trò quan trọng trong việc đổi hướng quay hoặc khi không gian giữa hai bánh răng chủ động và bị động không phù hợp. Trong một ví dụ cụ thể, nếu bộ truyền động được dẫn động bởi một bánh răng nhỏ có 7 răng, bánh răng bị động có 30 răng và bánh răng trung gian có 20 răng, ta sẽ thực hiện phép chia số răng của bánh răng bị động cho số răng của bánh răng chủ động. Trong trường hợp này, tỷ số truyền là khoảng 4.3, ngụ ý rằng bánh răng chủ động cần quay 4.3 lần để làm cho bánh răng bị động quay được 1 lần.
Công thức tính tỷ số truyền S1 × T1 = S2 × T2.
S1: Tốc độ đầu vào của bánh răng truyền động, thường được tính bằng vòng/phút (rpm)
T1: Số răng bánh răng truyền động.
S2: tốc độ đầu ra của bánh răng bị động.
T2: Số răng bánh răng bị động.
Trong đó:
S1 là tốc độ đầu vào của bánh răng truyền động (thường được tính bằng vòng/phút)
T1 là số răng của bánh răng truyền động, S2 là tốc độ đầu ra của bánh răng bị động
T2 là số răng của bánh răng bị động.
Ví dụ trên hình minh họa rằng, nếu bánh răng chủ động quay với tốc độ 130 vòng/phút, thì tốc độ đầu ra của bánh răng bị động sẽ là 30.33 vòng/phút.
Ý nghĩa của tỷ số truyền
Tỷ số truyền cao hơn hay thấp hơn thì tốt hơn?
Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, tỷ số truyền cao hơn thường được ưa chuộng khi cần tăng tốc độ để di chuyển xe. Ngược lại, tỷ số truyền thấp hơn được lựa chọn để cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn, giúp đưa xe chuyển động mạnh mẽ từ vị trí nghỉ.
Một tỷ số truyền tốt để kéo là gì?
Khi đối mặt với việc chọn tỷ số truyền phù hợp để kéo xe, các yếu tố như trọng lượng của xe cần được xem xét. Ví dụ, nếu bạn kéo một chiếc xe hạng nhẹ, tỷ số truyền 3,73 có thể là lựa chọn hợp lý. Tuy nhiên, đối với việc kéo hàng nặng, như 2 tấn trở lên, tỷ số truyền 4,10 sẽ cần thiết để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
Bánh răng lớn hơn có tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn không?
Liên quan đến kích thước của bánh răng, nguyên tắc đơn giản là bánh răng lớn hơn sẽ tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn. Điều này là do mô-men xoắn được tính dựa trên tích của lực theo chu vi nhân với bán kính của bánh răng. Do đó, trong trường hợp này, bánh răng lớn hơn sẽ có đóng góp mô-men xoắn lớn hơn so với bánh răng nhỏ hơn.
