Что такое калькулятор шкивов?
Калькулятор шкивов определяет связь между двумя шкивами, соединёнными ремнём. В его основе лежит ключевой закон ременной передачи \(\text{D1} \times \text{N1} = \text{D2} \times \text{N2}\), где D — диаметр шкива, а N — частота вращения в оборотах в минуту (об/мин). Ведущий шкив (на валу двигателя) передаёт движение ведомому шкиву, при этом их диаметры и скорости связаны обратно пропорционально. Чем меньше ведомый шкив, тем быстрее он вращается; чем больше — тем медленнее.
Как пользоваться калькулятором
Введите любые три из четырёх параметров: диаметр ведущего шкива (D1), частоту вращения ведущего шкива (N1), диаметр ведомого шкива (D2) и частоту вращения ведомого шкива (N2). Оставьте искомое значение пустым (или равным нулю) — калькулятор рассчитает его сам. По умолчанию вычисляется частота вращения ведомого шкива N2. Кроме того, инструмент показывает передаточное число \(\text{D1} / \text{D2}\), которое отражает, во сколько раз меняется скорость на выходе по сравнению со входом.
Разбор формулы
Поскольку ремень движется с одной постоянной линейной скоростью, окружные (линейные) скорости обоих шкивов должны совпадать. Отсюда и вытекает пропорция $$\text{D1} \times \text{N1} = \text{D2} \times \text{N2}$$ Чтобы найти неизвестную частоту вращения ведомого шкива, формулу преобразуют так: \(\text{N2} = (\text{D1} \times \text{N1}) / \text{D2}\). То же уравнение легко перестраивается для расчёта любой из четырёх величин.
Пример расчёта
Шкив двигателя диаметром 100 мм вращается со скоростью 1750 об/мин и приводит в движение шкив диаметром 200 мм. Частота вращения ведомого шкива: $$\text{N2} = (100 \times 1750) / 200 = 875 \text{ об/мин}$$ Передаточное число составляет \(100 / 200 = 0{,}5\) — то есть выходной вал вращается вдвое медленнее входного, но передаёт примерно вдвое больший крутящий момент.
Частые вопросы
Влияет ли материал шкива на результат? Нет. Соотношение зависит только от диаметров и частот вращения, но не от материала.
Можно ли вместо диаметра использовать радиус? Да. Если для обоих шкивов вы используете одинаковые единицы измерения, передаточное число получится точно таким же.
А как насчёт крутящего момента? Крутящий момент обратно пропорционален скорости: если ведомый шкив вдвое больше, он вращается вдвое медленнее, но выдаёт примерно вдвое больший момент (без учёта потерь на трение).
