Перейти к основному содержанию
CalcMax

Калькулятор передаточного числа

Диапазон: 1 – 60

Диапазон: 1 – 120

Диапазон: 0,50 – 10

Диапазон: 5 in – 60 in

Диапазон: 100 – 20 000

Результат

3,417

Передаточное отношение

Общее передаточное отношение
12,129
Скорость (mph)
19,1 mph
Скорость в km/h
30,8 km/h
Скорость колеса (RPM)
247 rpm

Этот калькулятор передаточного числа берёт два количества зубьев, передаточное число главной пары и диаметр шины — и он вернёт передаточное число, общее передаточное число и скорость, с которой машина на самом деле едет при этих оборотах. Само передаточное число — одно деление, число зубьев ведомой шестерни на число зубьев ведущей, и оно редко бывает полным ответом, потому что скорость на дороге решает это отношение, умноженное на главную пару. 41 зуб при 12 ведущих — это 3,417; умножьте на 3,55 у главной пары, и общее передаточное число будет 12,129: двигатель делает двенадцать оборотов на каждый один оборот колеса. Поэтому первая передача, которая на бумаге выглядит огромной, ставит машину на 19,1 мили в час при 3000 об/мин, а не на 40 или 50, как можно предположить. Отношение больше 1 снижает скорость и умножает момент; отношение меньше 1, то есть повышающая передача, делает обратное и позволяет двигателю идти вполоборота на трассовой скорости. Диаметр шины здесь вход, а не сноска, потому что при одном и том же общем отношении более высокое колесо проходит за оборот больше пути.

Главные пары: обороты и скорость при 130 км/ч

Передаточное число главной парыОбороты двигателя при 130 км/чкм/ч на 1 000 об/мин
2.73285145.6
3.08321740.4
3.23337338.5
3.42357236.4
3.55370735.1
3.73389533.4
4.1428230.4
4.56476227.3
4.88509625.5

Каждая строка посчитана для одной и той же машины: коробка на передаче 1:1, то есть без понижения в коробке, и шина 26 дюймов. Средний столбец показывает, что замена главной пары делает с оборотами на трассе: переход с 3,55 на 4,10 поднимает обороты при 130 км/ч примерно на 15 %. Последний столбец показывает, сколько километров в час даёт 1000 оборотов, — это самый быстрый способ сравнить два варианта.

Формула

передаточное число = зубья ведомой ÷ зубья ведущей; общее передаточное число = передаточное число × главная пара

зубья ведущей
Зубья ведущей шестерни — входной стороны
зубья ведомой
Зубья ведомой шестерни — выходной стороны
главная пара
Передаточное число главной пары, например 3,55
диаметр шины
Полный диаметр шины, в дюймах
обороты
Обороты двигателя, в об/мин

Берите его, когда у вас есть две шестерни и нужно их отношение, или когда есть отношение и нужно узнать, что оно делает со скоростью. Формула достаточно хорошо работает и назад, чтобы ответить на следующий вопрос: выберите желаемую скорость при заданных оборотах и решите уравнение относительно главной пары. Если нужен только отношение двух количеств зубьев, первый выход и есть весь ответ, а остальное на странице — о том, что это число значит на дороге.

Разобранные примеры

  1. Первая передача: 12 зубьев ведут 41, главная пара 3,55

    1. Передаточное число: 41 ÷ 12 = 3,417 — понижение, потому что у ведомой шестерни больше зубьев
    2. Общее передаточное число: 3,417 × 3,55 = 12,129
    3. Скорость колеса: 3000 ÷ 12,129 = 247 об/мин
    4. Путь за один оборот колеса: π × 26 дюймов = 81,68 дюйма
    5. Скорость на дороге: 247 × 81,68 = 20 197 дюймов в минуту = 19,1 мили в час
    6. В метрике: 19,1 × 1,609344 = 30,8 км/ч

    19,1 мили в час при 3000 об/мин. Это стартовая передача, а не крейсерская, и арифметику стоит прочитать дважды: общее передаточное число 12 означает, что двигателю нужно обернуться двенадцать раз, чтобы машина проехала путь одного оборота колеса. 3,417 в спецификации звучит как большое число, а большое отношение на данной передаче всегда означает медленную машину, а не быструю.

  2. Передача 1:1 при главной паре 1:1

    1. Передаточное число: 20 ÷ 20 = 1,000 — выход вращается ровно с той же скоростью, что и вход
    2. Общее передаточное число: 1,000 × 1 = 1,000
    3. Скорость колеса: 3000 ÷ 1 = 3000 об/мин — колесо вращается со скоростью двигателя
    4. Скорость на дороге: 3000 × π × 26 дюймов = 245 044 дюйма в минуту = 232 мили в час

    Понижения нет нигде в трансмиссии, поэтому скорость на дороге задаёт только шина. 232 мили в час — это не реальная машина, а предел оборотов двигателя, умноженный на длину окружности колеса; в этом и суть: при обоих отношениях, равных 1, в расчёте не остаётся ничего, кроме пути одного оборота шины.

  3. Повышающая передача: 34 зуба ведут 29, главная пара 3,08

    1. Передаточное число: 29 ÷ 34 = 0,853 — меньше 1, значит выход вращается быстрее входа
    2. Общее передаточное число: 0,853 × 3,08 = 2,627
    3. Скорость колеса: 2200 ÷ 2,627 = 837 об/мин
    4. Скорость на дороге: 837 × π × 30,5 дюйма = 80 237 дюймов в минуту = 76 миль в час
    5. В метрике: 76,0 × 1,609344 = 122,3 км/ч

    Та же машина, на другой передаче, при меньших оборотах и заметно большей скорости. Вот что покупает отношение меньше 1: ведомая шестерня меньше ведущей, поэтому выход крутится быстрее, и двигатель может идти вполоборота на 2200 об/мин, пока машина идёт на 76 миль в час. Более высокое колесо 30,5 дюйма часть этого отбирает, поэтому оба входа и надо читать вместе.

Ограничения

Скорость здесь посчитана в предположении, что шина катится ровно по своему геометрическому диаметру, а это не так. Нагруженная шина подминается о дорогу, поэтому её радиус качения на 1–3 % меньше половины номинального диаметра, и настоящая скорость на дороге ниже здешней примерно настолько же — чем быстрее едете, тем сильнее это заметно. Диаметр тоже должен быть истинным: шина 26 дюймов, измеренная на машине, обычно 25,5, а две шины одного номинального размера у разных производителей отличаются. Проскальзывание гидротрансформатора на автомате добавляет ещё несколько процентов на малой скорости, и ни один расчёт передаточного числа этого не видит. Ничего здесь не моделирует ускорение, уклон и то, потянет ли двигатель такое отношение при таких оборотах: арифметически безупречное отношение может оказаться невыносимым на подъёме со слабым мотором. Скорость при заданных оборотах предполагает полностью включённое сцепление и отсутствие пробуксовки.

Частые вопросы

Как посчитать передаточное число?
Разделите число зубьев ведомой шестерни на число зубьев ведущей. 41 при 12 ведущих — это 3,417, то есть выходной вал делает один оборот на каждые 3,417 оборота входа. Умножение на главную пару даёт общее передаточное число, и именно из него получается скорость: 3,417 × 3,55 = 12,129 для той же машины.
Чем передаточное число отличается от главной пары?
Передаточное число — это пара шестерён внутри коробки; главная пара, её же называют редуктором, — пара внутри дифференциала. Они перемножаются: общее 12,129 может выйти из 3,417 в коробке и 3,55 в редукторе или равно из 2,34 и 5,18. Скорость при данных оборотах решает только произведение, поэтому и стоит смотреть на оба числа, а не только на коробочное.
Почему большое передаточное число означает медленную машину?
Потому что отношение больше 1 — это понижение: ведомая шестерня больше ведущей, выход вращается медленнее входа, а момент умножается. Первая передача с общим 12,129 ставит двигатель на 3000 об/мин в соответствие 19,1 мили в час. Отношение на данной передаче и скорость на дороге движутся в противоположные стороны, поэтому численно большое отношение всегда принадлежит медленной и сильной передаче, а малое — быстрой и слабой.
Какой диаметр шины вписывать?
Полный диаметр всего колеса — обод плюс две боковины, — а не посадочный диаметр, напечатанный на шине. У 205/55R16 обод 16 дюймов, а диаметр 24,9. Измерьте его на машине, если можете, вместо того чтобы верить номинальному размеру, и помните, что подмятая под нагрузкой шина катится по чуть меньшему радиусу, чем её измеренный диаметр, поэтому настоящая скорость чуть ниже здешней.
Делает ли машину быстрее более низкое отношение?
Оно делает её быстрее в разгоне и медленнее на максималке, и оба эффекта — от одного и того же изменения. Более короткое, численно большее отношение сильнее умножает момент, поэтому машина резче выходит из поворота, но раньше выкручивает обороты и достигает меньшей максимальной скорости. Более длинное отношение делает наоборот. Отношения, лучшего в обе стороны, не существует, поэтому в коробке передач их несколько, а не одно.

Источники

Похожие калькуляторы