Чи збільшує швидкість менша прямозуба шестерня?

Впливменші прямозубі шестерніна швидкості залежить від співвідношення трансмісії
Чи може менша циліндрична шестерня збільшити швидкість, необхідно всебічно оцінити на основі її ролі в системі трансмісії (ведуче колесо або ведене колесо) і розміру спареної шестерні. Згідно з основним принципом зубчастої передачі, різниця розмірів між ведучим колесом і веденим колесом безпосередньо визначає напрямок зміни швидкості.

Правило зміни швидкості за різних сценаріїв передачі
• Мала шестерня служить ведучим колесом, приводячи в рух велику шестерню
У цей час система знаходиться в стані гальмування. Через малий діаметр і високу швидкість малої шестерні для обертання великої шестерні потрібні кілька обертів, що призводить до зменшення швидкості веденого колеса (велика шестерня). Коефіцієнт швидкостей обернено пропорційний діаметру шестерні. Наприклад, коли діаметр малої шестерні вдвічі менший, ніж у великої шестерні, її швидкість повинна бути вдвічі більшою, ніж у великої шестерні, щоб зберегти передачу в зачепленні. Трансмісія автомобіля використовує подібний принцип під час руху на низьких швидкостях, використовуючи малі передачі для приводу великих передач, щоб зменшити вихідну швидкість і збільшити крутний момент, щоб відповідати вимогам при старті або підйомі.
• Як ведене колесо, мала шестерня приводиться в рух великою шестернею
У цей час система знаходиться в прискореному стані. Швидкість великої шестерні повільна, але кожне обертання може призвести до того, що мала шестерня обертається кілька разів, спричиняючи збільшення швидкості веденого колеса (малої шестерні). Наприклад, коли передня зірочка (велика передача) велосипеда приводить в рух задній маховик (мала передача), швидкість малої передачі значно вища, ніж велика передача, що забезпечує збільшення швидкості їзди.

Основні параметри: Розрахунок і вплив передавального числа
Коефіцієнт передачі (співвідношення швидкості ведучого колеса до швидкості веденого колеса) є основним показником для оцінки змін швидкості, а формула розрахунку така:
Коефіцієнт передачі=кількість зубів ведучого колеса/кількість зубів ведучого колеса=швидкість ведучого колеса/швидкість ведучого колеса
When the transmission ratio is greater than 1 (number of driving teeth>кількість ведених зубів): швидкість веденого колеса збільшується (прискорюється), наприклад, велика шестерня приводить в рух малу шестерню.
Коли передавальне число менше 1 (кількість ведучих зубів менша за кількість ведених зубів): швидкість веденого колеса зменшується (уповільнюється), наприклад, коли мала шестерня приводить у рух велику шестерню.
Наприклад, коли кількість зубів на ведучому колесі дорівнює 20, а кількість зубів на веденому колесі становить 40, передавальне число дорівнює 0,5, а швидкість ведучого колеса становить лише половину швидкості ведучого колеса, тобто мала шестерня приводить у рух велику шестерню для досягнення уповільнення.

Напрям оптимізації для підвищення швидкості системи передач
Якщо вам потрібно покращити вихідну швидкість шляхом регулювання параметрів передач, ви можете почати з трьох аспектів: проектування, виготовлення та обслуговування:
Рівень дизайну: оптимізація параметрів передач і матеріалів
• Розумно відповідний модуль шестерні та кількість зубів: менший модуль (розмір зуба) і більша кількість зубів можуть збільшити потенційну швидкість, але необхідно збалансувати-несучу здатність і уникнути надмірного навантаження на поверхню зуба.
• Вибирайте легкі й високо{0}}міцні матеріали, як-от легована сталь або композитні матеріали з вуглецевого волокна, щоб зменшити інерційний опір і адаптуватися до високо-швидкісної роботи.
Аспекти виробництва та обслуговування: зменшити тертя та знос
• Високоточний процес обробки: за допомогою точного шліфування, хонінгування та інших процесів шорсткість поверхні зуба зменшується, тертя зачеплення знижується, а ефективність передачі покращується.
• Оптимізація системи змащування: використання мастила з низькою в’язкістю та розробка циркулюючої мастильної структури для зменшення утворення тепла та втрат енергії під час-роботи на високій швидкості

Типові випадки в прикладних сценаріях
• Високошвидкісне водіння автомобілів: трансмісія перемикається в режим «велике передавальне число» (з більшими ведучими колесами та меншими веденими колесами), знижуючи швидкість двигуна, одночасно збільшуючи швидкість коліс, балансуючи потужність і паливну ефективність.
• Механічний годинник: завдяки передачі прискорення «великого ременя малого» в багато-ступінчастому наборі передач низька-швидкість обертання головної пружини перетворюється на високу-швидкісну роботу стрілки.

Резюме
Сама менша циліндрична шестерня безпосередньо не визначає зміну швидкості, і її вплив на швидкість системи залежить від комбінації з парною шестернею:
Ведуче колесо — це невелика передача → уповільнення, придатна для сценаріїв, коли потрібно збільшити крутний момент (наприклад, запуск автомобіля);
Ведуче колесо — це невелика передача → прискорення, що підходить для сценаріїв, де потрібно збільшити швидкість (наприклад, їзда на велосипеді).