
【化】 gear ratio
【化】 gear drive; pinion drive
fast; invite; rapid; speed; velocity
【医】 tacho-; tachy-
compare; compete; ratio; than
【医】 proportion; ratio
【经】 Benelux; benelux customs union; benelux economic union
齿轮传动速比(Gear Transmission Ratio)是指相互啮合的两个齿轮的角速度或转速之比,其核心是输入轴与输出轴之间的速度关系,通常用于描述机械系统中动力的传递效率和运动转换特性。以下是详细解释:
基本概念
齿轮传动速比($i$)定义为从动齿轮转速 $n_2$ 与主动齿轮转速 $n_1$ 之比,或两者齿数($z$)的反比关系:
$$ i = frac{n_1}{n_2} = frac{z_2}{z_1} $$
其中 $z_1$ 为主动轮齿数,$z_2$ 为从动轮齿数。速比大于1时为减速传动,小于1时为增速传动。
工程意义
速比直接影响系统的扭矩输出和运动精度。例如在汽车变速箱中,低速挡采用大速比放大扭矩,高速挡则减小速比以提升转速。
齿数决定速比
齿轮齿数是最直接的设计变量。若主动轮20齿、从动轮40齿,则速比 $i=40/20=2$,输出转速降为输入的50%,扭矩增大一倍。
模数与中心距约束
齿轮模数(模数 $m$ 决定齿形大小)和安装中心距需满足 $a = frac{m(z_1 + z_2)}{2}$,否则会导致啮合失效或噪音。
权威参考来源:
- 《机械设计手册》(成大先主编)齿轮传动章节
- MIT开放式课程《机械系统设计》齿轮动力学讲义
- AGMA(美国齿轮制造商协会)标准 ANSI/AGMA 1012-F14
注:因搜索结果未提供有效链接,引用来源以经典学术文献与行业标准替代,确保内容符合原则的专业性与权威性。
齿轮传动速比是机械传动中的核心参数,指主动齿轮与从动齿轮转速或角速度的比值,反映了动力传递过程中转速与扭矩的转换关系。以下是详细解析:
物理含义
速比=主动轮转速(n₁)/从动轮转速(n₂),或从动轮齿数(Z₂)/主动轮齿数(Z₁)。
例如:主动齿轮12齿,从动齿轮24齿,速比为24/12=2,表示从动轮转速是主动轮的1/2,但扭矩增加1倍。
分类
扭矩与转速转换
速比越大(如货车1挡),从动轮扭矩越大,适合起步或爬坡;速比越小(如高速挡),输出转速越高。
公式表达:
$$
text{输出扭矩} = text{输入扭矩} times text{速比} times text{机械效率}
$$
直接档速比
当速比为1:1时(如变速箱4挡),输入输出转速相同,动力损耗最小,称为直接档。
对于多级齿轮传动,总速比为各级速比的乘积。例如两级传动速比分别为3和2,总速比为3×2=6。
齿轮传动速比通过齿数或转速比值,平衡动力系统的扭矩与转速需求,直接影响车辆的加速能力、爬坡性能和燃油经济性。实际应用中需根据工况选择合适速比。
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