Передаточное число

Pause
ИИ-обзор статьи
Передаточное число — параметр зубчатой передачи, определяемый как отношение числа зубьев большего зубчатого колеса к числу зубьев меньшего в паре зацепления.
Формула передаточного числа
Передаточное число определяется по формуле u = zБ / zМ, где zБ — число зубьев большей шестерни, zМ — меньшей.
Свойства передаточного числа
Передаточное число применимо к любым типам зубчатых пар, всегда рационально и не зависит от ведущего колеса. Оно показывает потенциальное изменение крутящего момента и линейное соотношение диаметров, но не указывает передаточное отношение, для которого нужно знать ведущее колесо.
Расчёт для планетарных передач
Для планетарных механизмов передаточное число вычисляется как отношение числа зубьев большего центрального зубчатого колеса к меньшему. Такой подход применяется для любых простых и сложных планетарных механизмов.
Различия с передаточным отношением
Передаточное число всегда положительно и не меньше единицы, тогда как передаточное отношение может быть отрицательным. Число характеризует передачу количественно; совпадение возможно только у передач внутреннего зацепления, а у внешнего знаки различаются.
Смешение терминов на практике
В технической речи термины часто употребляют как синонимы, так как большинство передач понижающие и значения совпадают. Формально это ошибка: передаточное отношение определяется через перемещения ведущего и ведомого элемента, а передаточное число — только через числа зубьев пары колёс. Такое смешение широко распространено.

Передаточное число — один из параметров пары зацепления из двух зубчатых колёс (двух шестерён), определяемый как соотношение числа зубьев большего зубчатого колеса к меньшему[1][2].

Формула расчёта

u = zБ / zМ
где
zБ – число зубьев большей шестерни;
zМ – число зубьев меньшей шестерни.

Трактовка определения

Определение передаточного числа одинаково применимо к любым механическим зубчатым передачам в виде пары зацепления из двух зубчатых колёс, независимо от типа: цилиндрическим, коническим, гипоидным, червячным. Передаточное число всегда есть рациональное число. Для определения передаточного числа не имеет значения, какое зубчатое колесо является ведущим, а какое ведомым. Передаточное число показывает:

  • Насколько данная пара зацепления в принципе может изменить крутящий момент в ту или иную сторону.
  • Линейное соотношение диаметров зубчатых колёс.

Передаточное число не показывает:

  • Передаточное отношение, для определения которого необходимо понимать, какое зубчатое колесо является ведущим, а какое ведомым.

Передаточное число планетарного механизма

Для любого простого или сложного планетарного механизма таковое определяется как соотношение зубьев большего центрального зубчатого колеса к меньшему[3][4].

Сходство и отличие от передаточного отношения

Передаточное число в отличие от передаточного отношения всегда положительное и больше или равно единице. Передаточное число характеризует передачу только количественно. Передаточное число и передаточное отношение могут совпадать только у передачи внутреннего зацепления. У передач внешнего зацепления они не совпадают, так как в любом случае имеют разные знаки: передаточное отношение – отрицательное, а передаточное число – положительное. Наиболее распространены понижающие передачи, так как частота вращения исполнительного механизма в большинстве случаев меньше частоты вращения вала двигателя.[5]

В современном техническом речевом обиходе термины передаточное отношение и передаточное число зачастую подразумеваются как синонимы. Объяснение этому проистекает из факта того, что подавляющее число зубчатых передач являются понижающими, а у таких передач передаточное отношение и передаточное число совпадают. Формально, такое смешение терминов есть ошибка, так как передаточное отношение всегда определяется через угловые и линейные перемещения ведущего и ведомого элемента[6] [7], а передаточное число только через число зубьев пары зубчатых колёс и только для зубчатых передач вращением. Фактически, это настолько широко распространено, в том числе в технической литературе, что, вероятно, уже может считаться нормой.

Примеры современного употребления:
Для механизмов типа винт-гайка-сектор передаточное число определяется отношением радиуса начальной окружности зубьев сектора к шагу винта[8].
Передаточные числа червячных пар достаточно велики, достигая 26 и более, причём могут иметь переменное передаточное число в зависимости от угла поворота[9].

Литература

  • ГОСТ 16530-83. ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ; общие термины, определения и обозначения. — официальное. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 1983. — 51 с.
  • ГОСТ 19587-74. ПЕРЕДАЧИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ; термины и определения. — официальное. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 1974. — 37 с.
  • Фещенко В. Н. Справочник конструктора. Книга 1. Машины и механизмы: учебно-практическое пособие / В. Н Фещенко. — 3-е изд. ипр. и доп. — М.: Инфра-Инженерия, 2019. — С. 23. — 400 с. — ISBN 978-5-9729-0252-1.
  • Н.В.Филичкин. Анализ планетарных коробок передач транспортных и тяговых машин. — официальное. — Челябинск: ЮУрГУ, 2008. — 178 с. — ISBN 5-696-03134-X.
  • В.М.Шарипов. Планетарные коробки передач колёсных и гусеничных машин. — официальное. — Москва: МГТУ МАМИ, 2000. — 142 с. — ISBN 5-94099-007-X.
Pause