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「新手教室」齒輪比Gear Ratio

2012-7-9 22:33| 發佈者: chance| 查看: 17578| 評論: 12|原作者: chance

rcm-gear.png

齒輪在日常生活中扮演重要的角色,例如汽車的引擎透過變速箱,從起步到高速,就是透過齒輪比的不斷變化,來達成高扭力的起步,以及高轉速的高速行駛。
齒輪比又稱為減速比,在遙控模型中的傳動結構加入齒輪結構是再正常不過的事情,以直升機為例,透過齒輪比的搭配,可以讓小小一個馬達帶動巨大的主旋翼,而經過齒輪比的調整,可以讓轉速、扭力特性改變,讓馬達或者引擎的最高效率轉速,剛好轉化為最常用的主旋翼轉速。



齒輪比計算
常聽到齒輪比,齒輪比該怎麼計算?很簡單,把大齒輪的齒數除以小齒輪的齒數,就是齒輪比,以現階段450機種為例:
大齒輪150T÷小齒輪14T=10.71
齒輪比就是10.71:
也就表示當小齒輪轉10.71圈時,大齒輪剛好轉一圈。所以,齒輪比越高,扭力越大、轉速越慢,反之齒輪比越低,扭力越小,轉速越高。
上述所提到的「T」是Tooth(牙齒)的縮寫,在這裡指的是齒輪的齒數。例如14T代表該齒輪有14個齒。




如何調配適當的齒輪比?
承上例450機種,先把馬達轉速計算出來,如果你的馬達是3500kv,使用11.1V鋰聚電池,3500×11.1=39960rpm,齒輪比為10.71
馬達轉速39960÷齒輪比10.71=3731主旋翼轉速

3731這個轉速對於喜好強勁動力的玩家來說,已經足夠了,但如果你是初學者想要慢慢飛,換成13T或者12T,可以降低主旋翼的轉速,練習起來比較不會有壓力,同時因為齒輪比提高,馬達扭力有更好的發揮,電流下降可以讓飛行時間延長。
電動直升機要更換齒輪比是很容易的,更換不同KV馬達,搭配不同齒輪比,所得到的動力反應都會不一樣,也是一種很大的樂趣。
不過每一個馬達能夠榨出的有效功率是有限的,原廠也會建議搭配最佳齒輪比,超過或者低於建議齒輪比時,飛行效果會大打折扣,也可能造成電流過高超過該馬達的負荷而燒毀,調整齒輪比一定要謹慎!



透過齒輪比找出引擎的最佳扭力範圍
燃油發動機隨著轉速提高,扭力值並非隨著轉速提昇,而是有屬於自己的扭力曲線,扭力曲線有點複雜,通常廠商會公布最佳扭力範圍,例如OS 55HZ發動機的最佳扭力範圍是2.1ps/17000rpm,最佳扭力範圍出現在17000rpm,透過齒輪比換算可以知道主旋翼最佳的扭力區域是在哪裡。

以T-REX600N為例,引擎轉速17000÷齒輪比8.5=2000,表示主旋翼轉速固定在2000轉時最能發揮OS 55HZ的扭力。這與我們實測OS 55HZ所得出的最佳轉速是互相符合的(請參考RC Mania第3期)。

上述為參考值,也有人喜歡把轉速調整到更高,增加主旋翼的慣性,雖然犧牲了一點扭力,但瞬間的爆發力可是很驚人的!
rcm-gear.jpg


直升機的齒輪比標示方法
直升機會轉動的部份就是馬達、主旋翼、尾旋翼,以T-REX450 Sport為例,齒輪比是這樣標示:10.71:1:4.24
這齒輪比是怎麼計算出來的呢?可動的齒輪有圖中這些,拆開來計算就知道標示的意義是什麼:
主齒輪150T÷馬達齒14T=10.71(馬達:主旋翼)
尾驅動主齒106T÷25=4.24(主旋翼:尾旋翼)
前尾皮帶輪11T÷後尾皮帶輪11T=1(1為沒改變所以不列出)

主齒輪與尾驅動主齒是連動的,所以通常以主旋翼為主要標示,馬達與尾旋翼為次要標示,於是乎就有「馬達10.71:主旋翼1:尾旋翼4.24」這樣的寫法,這樣以後看到齒輪比就不會一頭霧水了。

QQ20120709-9.png



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發表評論

最新評論

引用 山羊 2012-7-10 14:02
最大扭矩输出之前还真没注意过,感谢楼主。
引用 oneday 2012-7-19 22:33
好好学习!天天向上!
引用 china_yole 2012-7-27 09:46
真的受教了,谢谢
引用 cradle 2012-7-31 13:11
学习了 受用 受用
引用 潇洒大宝 2012-8-1 22:17
不错不错
引用 飘渺神域 2012-8-8 11:41
很好的技术贴
引用 ac01588986hcv 2012-8-26 19:58
真是是....有有........夠感謝的啦..(抱歉.本人口吃.)
啊.到今天終於知道原來1:1:1=3
感謝您的熱情分享
引用 dennis_duanmu 2012-9-11 17:12
通俗易懂,好!
引用 郭晓林502980 2012-12-1 21:28
受益匪浅 好
引用 format330 2013-3-14 02:55
又上了一課!!e感謝
不過....
3500×11.1=39960rpm是算錯嗎?不是應該38850rpm嗎
引用 luopeixuan 2013-9-26 09:57
学习学习!!!
引用 天空模型 2013-9-28 22:41
谢谢铁汉。

查看全部評論(12)

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