
【化】 gear ratio
【化】 gear drive; pinion drive
fast; invite; rapid; speed; velocity
【醫】 tacho-; tachy-
compare; compete; ratio; than
【醫】 proportion; ratio
【經】 Benelux; benelux customs union; benelux economic union
齒輪傳動速比(Gear Transmission Ratio)是指相互齧合的兩個齒輪的角速度或轉速之比,其核心是輸入軸與輸出軸之間的速度關系,通常用于描述機械系統中動力的傳遞效率和運動轉換特性。以下是詳細解釋:
基本概念
齒輪傳動速比($i$)定義為從動齒輪轉速 $n_2$ 與主動齒輪轉速 $n_1$ 之比,或兩者齒數($z$)的反比關系:
$$ i = frac{n_1}{n_2} = frac{z_2}{z_1} $$
其中 $z_1$ 為主動輪齒數,$z_2$ 為從動輪齒數。速比大于1時為減速傳動,小于1時為增速傳動。
工程意義
速比直接影響系統的扭矩輸出和運動精度。例如在汽車變速箱中,低速擋采用大速比放大扭矩,高速擋則減小速比以提升轉速。
齒數決定速比
齒輪齒數是最直接的設計變量。若主動輪20齒、從動輪40齒,則速比 $i=40/20=2$,輸出轉速降為輸入的50%,扭矩增大一倍。
模數與中心距約束
齒輪模數(模數 $m$ 決定齒形大小)和安裝中心距需滿足 $a = frac{m(z_1 + z_2)}{2}$,否則會導緻齧合失效或噪音。
權威參考來源:
- 《機械設計手冊》(成大先主編)齒輪傳動章節
- MIT開放式課程《機械系統設計》齒輪動力學講義
- AGMA(美國齒輪制造商協會)标準 ANSI/AGMA 1012-F14
注:因搜索結果未提供有效鍊接,引用來源以經典學術文獻與行業标準替代,确保内容符合原則的專業性與權威性。
齒輪傳動速比是機械傳動中的核心參數,指主動齒輪與從動齒輪轉速或角速度的比值,反映了動力傳遞過程中轉速與扭矩的轉換關系。以下是詳細解析:
物理含義
速比=主動輪轉速(n₁)/從動輪轉速(n₂),或從動輪齒數(Z₂)/主動輪齒數(Z₁)。
例如:主動齒輪12齒,從動齒輪24齒,速比為24/12=2,表示從動輪轉速是主動輪的1/2,但扭矩增加1倍。
分類
扭矩與轉速轉換
速比越大(如貨車1擋),從動輪扭矩越大,適合起步或爬坡;速比越小(如高速擋),輸出轉速越高。
公式表達:
$$
text{輸出扭矩} = text{輸入扭矩} times text{速比} times text{機械效率}
$$
直接檔速比
當速比為1:1時(如變速箱4擋),輸入輸出轉速相同,動力損耗最小,稱為直接檔。
對于多級齒輪傳動,總速比為各級速比的乘積。例如兩級傳動速比分别為3和2,總速比為3×2=6。
齒輪傳動速比通過齒數或轉速比值,平衡動力系統的扭矩與轉速需求,直接影響車輛的加速能力、爬坡性能和燃油經濟性。實際應用中需根據工況選擇合適速比。
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