Tandwiel trein

In dit artikel wordt uitgelegd wat tandwieltreinen zijn en waarvoor ze worden gebruikt. Zo vindt u de betekenis van tandwieltreinen, voorbeelden van tandwieltreinen, hoe de overbrengingsverhouding van een tandwieltrein wordt berekend en, ten slotte, wat de verschillende soorten tandwieltreinen zijn.

Wat is een tandwieltrein?

Een tandwieltrein is een cirkelvormig transmissiemechanisme dat bestaat uit een stel tandwielen. Met andere woorden, een tandwieltrein is een systeem dat bestaat uit meerdere met elkaar verbonden tandwielen.

Met de tandwieltrein kunt u een veel hogere overbrengingsverhouding verkrijgen dan met een eenvoudige versnelling. Een tandwieltrein wordt daarom gebruikt om de hoeksnelheid van een as aanzienlijk te verhogen of te verlagen. Aan de andere kant neemt een tandwiel doorgaans meer ruimte in beslag dan een eenvoudig tandwiel.

In tegenstelling tot andere soorten transmissiemechanismen heeft een tandwiel geen schakelmechanisme nodig, zoals een riem of ketting, maar bestaat het simpelweg uit meerdere tandwielen waarvan de tanden in elkaar grijpen.

In de techniek heeft de tandwieltrein een grote verscheidenheid aan toepassingen. De versnellingsbak en het differentieel van een auto zijn bijvoorbeeld reeksen versnellingen. Bovendien hebben veel huishoudelijke apparaten een ingebouwde tandwieltrein om de rotatiesnelheid te verhogen of te verlagen.

Voorbeeld van een tandwieltrein

Nadat we de definitie van een tandwiel hebben gezien, wordt hieronder een voorbeeld van dit type versnelling uitgelegd om het concept volledig te begrijpen.

In de volgende afbeelding zie je een voorbeeld van een tandwieltrein, preciezer gezegd, het is een trein bestaande uit vijf versnellingen: het ingaande tandwiel, een dubbel tandwiel, een stationair tandwiel en het uitgaande tandwiel. Uitgang.

Het mechanisme begint bij het invoerwiel, het linkerwiel. Wanneer er een rotatiebeweging wordt uitgeoefend op het invoertandwiel, draaien de daaropvolgende tandwielen ook, aangezien de wielen in elkaar grijpen.

In dit geval wordt de rotatiesnelheid in twee stappen verhoogd. Ten eerste heeft het invoerwiel meer tanden dan je tandwiel, waardoor de hoeksnelheid toeneemt. Dit tandwiel is een dubbel tandwiel waaraan een ander tandwiel aan de as is gekoppeld, en het genoemde tandwiel heeft ook meer tanden dan het uitgaande tandwiel, waardoor de hoeksnelheid voor de tweede keer toeneemt.

Tussen het uitgaande wiel en het dubbele wiel bevindt zich echter een vrijlopend tandwiel dat dient om de draairichting van het uitgaande wiel te wisselen, dat wil zeggen dat de functie van dit tandwiel eenvoudigweg is om de draairichting van het laatste wiel te veranderen. Om te bepalen of de hoeksnelheid toeneemt of afneemt, worden de tanden van het dubbele tandwiel feitelijk rechtstreeks vergeleken met de tanden van het uitgaande tandwiel.

Overbrengingsverhouding van een tandwieltrein

De overbrengingsverhouding van een tandwieltrein is de verhouding tussen de uitgangshoeksnelheid en de ingangshoeksnelheid. Daarom is de overbrengingsverhouding van een tandwieltrein het quotiënt tussen de uitgangs- en ingangshoeksnelheden.

De overbrengingsverhouding van een tandwieltrein kan ook worden berekend door het aantal tanden van de aandrijfwielen te delen door het aantal tanden van de aandrijfwielen. De formule voor de overbrengingsverhouding voor een tandwieltrein is daarom:

Houd er rekening mee dat vrijlooptandwielen zowel in de teller als in de noemer van de formule moeten worden geplaatst, aangezien het zowel aandrijf- als aangedreven wielen zijn.

Op dezelfde manier is de totale overbrengingsverhouding van een tandwieltrein gelijk aan het product van de overbrengingsverhoudingen tussen paren tandwielen.

Als voorbeeld wordt hieronder de overbrengingsverhouding van de volgende tandwielreeks berekend:

In dit geval is de overbrengingsverhouding van de tandwieltrein kleiner dan 1, wat betekent dat deze werkt als een reductiemechanisme, dat wil zeggen dat de uitgaande hoeksnelheid kleiner is dan de hoeksnelheidsinvoer.

Soorten tandwieltreinen

Tandwieltreinen kunnen worden ingedeeld in de volgende typen:

• Tandwieltrein met vaste assen – De wielassen zijn vast. Er zijn twee subtypen te onderscheiden:
  • Eenvoudige tandwieloverbrenging : deze bestaat alleen uit wielen die in elkaar grijpen, dat wil zeggen dat elke as op één enkel tandwiel is gemonteerd.
  • Composiet tandwielstelsel – Het tandwielstelsel heeft minimaal één dubbelwiel. Dat wil zeggen dat er op een van de assen twee versnellingen zijn gemonteerd.
• Planetaire (of epicyclische) tandwieltrein – De as van sommige tandwielen staat niet vast, maar kan worden verplaatst. Om één wiel (satelliet) rond een ander wiel te laten draaien.