Tecnologia / Guida tecnica
Rapporti di trasmissione dell'imbardata: velocità, coppia e inerzia riflessa
Un rapporto di trasmissione collega due moti rotatori secondo una geometria definita. Una riduzione della velocità può aumentare il corrispondente valore della coppia in un modello ideale senza perdite, modificando al contempo il modo in cui l'inerzia è rappresentata rispetto a ciascun albero. Queste relazioni non creano potenza aggiuntiva.
Mantieni coerenti l'ingresso, l'uscita e il verso del rapporto.
Un rapporto è incompleto finché non vengono specificati il numeratore e il denominatore. Velocità, coppia, spostamento angolare e inerzia riportata possono quindi essere messi in relazione all'interno dello stesso modello ideale, anziché ricorrere a rapporti inversi derivati da convenzioni diverse.
01 / Definizione del rapporto
Indicare quale velocità è divisa per quale.
Qui G = |ωin|/|ωout| è il rapporto tra il modulo della velocità in ingresso e quello della velocità in uscita.
Qui G = |ωin|/|ωout| è il rapporto tra i moduli delle velocità di ingresso e di uscita. Una riduzione ha G maggiore di uno. Le relazioni tra i numeri di denti o i raggi primitivi dipendono dalla coppia identificata e dalla configurazione. MathWorks descrive i vincoli degli ingranaggi utilizzando ingranaggi esplicitamente identificati e rapporti geometrici.
Due ingranaggi a dentatura esterna direttamente in presa ruotano in versi opposti secondo le convenzioni per alberi paralleli. Treni di ingranaggi più complessi possono modificare questa relazione tra i versi di rotazione. L'uso dei valori assoluti per la riduzione scalare non elimina la distinta convenzione cinematica dei segni necessaria per un'equazione completa del moto.
02 / Velocità e angolo
Il rapporto di trasmissione mette in relazione anche gli spostamenti.
Per un rapporto ideale fisso, |ωout| = |ωin|/G.
Per un rapporto ideale fisso, |ωout| = |ωin|/G. I corrispondenti spostamenti angolari incrementali hanno lo stesso rapporto tra i moduli. Le relazioni tra le accelerazioni ne conseguono quando il rapporto e i versi scelti per gli alberi rimangono fissi.
Con un ipotetico G = 10 e un valore della velocità in ingresso di 2 rad/s, il valore della velocità in uscita è 0.2 rad/s. Non si tratta di una velocità di imbardata o di un rapporto di riduzione effettivi MARSTON. Un meccanismo a rapporto variabile o la presenza di cedevolezza richiederebbero una descrizione diversa da quella di un vincolo rigido costante.
03 / Coppia e potenza.
L'aumento ideale della coppia accompagna la riduzione della velocità.
Per una trasmissione a regime senza perdite, con versi della potenza compatibili, i moduli della potenza in ingresso e della potenza erogata in uscita sono uguali: Tin|ωin| = Tout|ωout|.
Per una trasmissione a regime senza perdite, con versi della potenza compatibili, i moduli della potenza in ingresso e della potenza erogata in uscita sono uguali: Tin|ωin| = Tout|ωout|. Quindi Tout = G Tin. Il guadagno di coppia è associato a una velocità ridotta anziché a una potenza moltiplicata.
Con il rapporto fittizio sopra indicato, una coppia in ingresso di modulo 3 N m dà 30 N m in uscita in tale bilancio ideale. Le perdite reali modificano la potenza erogata e la relazione tra le coppie. Il solo rapporto dichiarato non fornisce l'efficienza né la coppia effettivamente disponibile in uscita.
04 / Inerzia riportata
L'albero scelto come riferimento determina il fattore al quadrato.
Per un'inerzia in uscita Jout vincolata dallo stesso rapporto ideale, l'energia cinetica è ½Jout ωout².
Per un momento d'inerzia in uscita Jout vincolato dallo stesso rapporto ideale, l'energia cinetica è ½Jout ωout². Riscrivendola in funzione di ωin si ottiene un contributo equivalente in ingresso Jin,ref = Jout/G². Questa è una rappresentazione del carico equivalente dal punto di vista energetico, non una variazione fisica della sua massa.
Viceversa, l'inerzia in ingresso riportata all'uscita contribuisce con G²Jin. Con i valori inventati Jout = 2 kg m² e G = 10, il valore riportato all'ingresso è 0.02 kg m². Entrambe le affermazioni utilizzano questa stessa convenzione per il rapporto; invertire G senza dichiararlo invertirebbe il fattore quadratico.
05 / Meccanismi reali
Rapporto di trasmissione, gioco e capacità di mantenimento della posizione sono proprietà diverse.
Il gioco descrive un intervallo di movimento a vuoto associato alla geometria degli elementi coinvolti; la cedevolezza descrive la deformazione sotto l'azione di una forza.
Il gioco descrive un intervallo di movimento libero associato alla geometria degli elementi coinvolti; la cedevolezza descrive la deformazione sotto l'azione di una forza. Nessuno dei due è determinato dal rapporto scalare. Il moto transitorio può quindi differire dal vincolo rigido ideale anche quando il rapporto nominale tra i numeri di denti rimane invariato.
Anche il comportamento autobloccante o di mantenimento richiede un meccanismo e condizioni identificati. Un elevato rapporto di riduzione non rende automaticamente un treno di ingranaggi incapace di essere azionato dal lato di uscita. La relazione Tout = G Tin non è un modello di freno né un certificato di capacità di mantenimento del carico.
06 / Ambito del prodotto
L'azionamento diretto del generatore non definisce la trasmissione dell'imbardata.
Un generatore e un meccanismo di imbardata hanno ruoli meccanici diversi.
Un generatore e un meccanismo di imbardata hanno ruoli meccanici diversi. Un'affermazione relativa a un generatore a trasmissione diretta riguarda il percorso dal rotore al generatore e non consente di stabilire se una trasmissione di imbardata separata utilizzi ingranaggi. I confini fisici rimangono distinti anche sulla stessa macchina.
L'imbardata elettrica è confermata per l'intera gamma attuale MARSTON e l'imbardata azionata da un motore è documentata per FD14-50KW. Qui non vengono attribuiti alcun tipo di ingranaggio, rapporto, efficienza, gioco, inerzia o funzione di mantenimento della posizione. La spiegazione non fornisce indicazioni per la selezione di un riduttore, regolazioni o comandi operativi.
Guide tecniche correlate: Carico centrifugo della pala e pretensionamento da rotazione · Rigidezza dei giunti bullonati: ripartizione del carico e separazione delle superfici di contatto · Gioco interno, precarico e contatto elastico dei cuscinetti.
Informazioni generali: MathWorks: geometria degli ingranaggi e rapporti di movimento esplicitamente definiti. Questi riferimenti spiegano concetti del settore; sono distinti dai documenti MARSTON di prodotto e di progetto applicabili.
Concetti e condizioni fondamentali.
Leggere ogni grandezza insieme al riferimento, alle unità e alle condizioni dichiarate. Una relazione generale non stabilisce un valore specifico di un modello.
| Concetto / grandezza | Significato / relazione | Condizioni / limiti |
|---|---|---|
| Convenzione del rapporto | G = |ωin|/|ωout| | I termini "numeratore" e "denominatore" sono identificati. |
| Velocità in uscita | |ωin|/G | Valore della riduzione ideale fisso. |
| Coppia ideale in uscita | G Tin | Bilancio di potenza compatibile con l'assenza di perdite. |
| Carico in ingresso | Jout/G² | Contributo all'inerzia equivalente dal punto di vista energetico. |
| Ingresso riferito all'uscita | G²Jin | Stessa convenzione di rapporto, albero di riferimento opposto. |
Domande ingegneristiche.
La riduzione crea potenza aggiuntiva?
No. L'aumento ideale della coppia è accompagnato da una diminuzione della velocità.
Tutti i treni di ingranaggi invertono il senso di rotazione una volta?
No. Il segno del moto dipende dalla configurazione.
È l'inerzia riflessa una variazione della massa fisica?
No. Si tratta di una rappresentazione equivalente riferita a un albero designato.
Qual è il fattore di inerzia applicabile in ingresso?
Per G = velocità di ingresso/velocità di uscita, il carico in uscita contribuisce con Jout/G².
Un rapporto elevato garantisce il mantenimento della posizione o l'autobloccaggio?
No. Quelle proprietà richiedono il meccanismo e le condizioni reali.
La dicitura «a trasmissione diretta» del modello FD14-50KW identifica il suo rapporto di trasmissione dell’imbardata?
No. La trasmissione del generatore e la trasmissione di imbardata sono percorsi meccanici diversi.
Richiesta tecnica
Discutere la questione tecnica.
Un rapporto di trasmissione collega due moti rotatori secondo una geometria definita. Condividi il modello e le informazioni operative o progettuali applicabili per una discussione tecnica.