Что такое передаточное отношение

Очень часто для характеристики движения того или иного механизма используется такое термин, как передаточное отношение. Что это такое и в чем его суть, попробуем сейчас разобраться.

Каждый механизм характеризуется наличием входного и выходного вала и, соответственно, входных и выходных параметров, к которым, в частности, можно отнести взаимосвязанные между собой частоту вращения и угловую скорость. Двигатель всегда подключается в начале каждого устройства и передает движение на входной вал. Данный вал также называют ведущим, так как через него затем передается движение на механизм в целом и выходной (ведомый) вал в частности. При этом угловая скорость вала на выходе меняет либо свое значение, либо направление, либо то и другое. Поэтому для определения взаимосвязи или изменения характеристик вращения ведомого и ведущего валов и было некогда введено интересующее нас понятие.

Таким образом, можно утверждать, что передаточное отношение для любого механического устройства можно будет найти путем деления конечной угловой скорости на начальную. Учитывая существующую прямую зависимость между характеристиками движения вала, искомое отношение аналогичным образом находится через известные значения частот вращения валов. Так как производится деление одноименных величин, то найденный параметр не будет иметь размерности.

Передаточное отношение определяется не только для элементарных передач, но и для более сложных устройств. К ним, в частности, относятся коробки передач, многоступенчатые редукторы. Здесь возникают свои особенности расчетов. На последних устройствах остановимся более подробно.

Передаточное отношение редуктора будет зависеть от количества ступеней. Если в его состав входит только одна передача, то достаточно просто рассчитать искомое значение для нее как для простого устройства, чтобы достичь поставленной цели. Если же ступеней несколько, то общее передаточное отношение можно определять путем умножения передаточных чисел всех ступеней либо путем деления угловой скорости вала на входе в редуктор на угловую скорость на его выходе. Можно также воспользоваться знанием крутящего момента. Для этого нужно найти отношение на выходе и входе. Если оно больше единицы, то редуктор называется повышающим, если меньше – понижающим. Какой бы метод для своих расчетов вы не выбрали, во всех случаях должно получиться одно и то же числовое значение. Можно проверить правильность своих вычислений, воспользовавшись всеми перечисленными методами.

Передаточное отношение зубчатой передачи также определяется различными способами. Помимо выше перечисленных, можно также воспользоваться знанием числа зубьев на ведущем и ведомом колесах. Для этого достаточно найти отношение последнего значения и первого. Иногда в литературе подобным образом производится расчет передаточного числа, при этом отмечается, что оно не может быть меньше единицы. Однако в последнее время данные понятия слились воедино, и во многих современных учебниках по курсу «Детали машин» подобным образом рассчитывается именно отношение, а не только число. Это, по-видимому, правильно, так они фактически отражают одно и то же: как меняются входные и выходные параметры передачи, хотя изначально для определения отношения не имело значение, производится ли деление выходного параметра на выходной или наоборот.

Многие используют передаточное отношение для решения обратной задачи. Например, если мы знаем данную характеристику механизма и его входную угловую скорость, то для нахождения выходной достаточно будет умножить друг на друга названные параметры.

Надеюсь, прочитанная вами информация позволила заполнить некоторые пробелы в ваших знаниях, и вы сможете воспользоваться ею при выполнении различных инженерных расчетов.