Tỷ số truyền là gì?
Tỷ số truyền cho biết tốc độ quay và mô-men xoắn thay đổi như thế nào khi hai bánh răng ăn khớp cùng quay. Nó được tính bằng tỷ lệ giữa số răng của bánh răng bị động (đầu ra) và số răng của bánh răng chủ động (đầu vào). Tỷ số lớn hơn 1 nghĩa là đầu ra quay chậm hơn đầu vào nhưng mô-men xoắn lớn hơn (giảm tốc); tỷ số nhỏ hơn 1 nghĩa là đầu ra quay nhanh hơn nhưng mô-men xoắn nhỏ hơn (tăng tốc).
Cách sử dụng công cụ
Nhập số răng của bánh chủ động (nối với nguồn động lực) và số răng của bánh bị động (nối với tải). Bạn cũng có thể nhập thêm tốc độ đầu vào tính bằng RPM và mô-men xoắn đầu vào tính bằng Nm. Công cụ sẽ trả về tỷ số truyền cùng với tốc độ và mô-men xoắn đầu ra tương ứng.
Giải thích công thức
Mối quan hệ cốt lõi là \( \text{TST} = \frac{N_{\text{bị động}}}{N_{\text{chủ động}}} \). Do công suất được bảo toàn (bỏ qua tổn hao do ma sát), tốc độ và mô-men xoắn đánh đổi theo tỷ lệ nghịch:
$$\text{Tốc độ đầu ra} = \frac{\text{Tốc độ đầu vào}}{\text{TST}}$$$$\text{Mô-men xoắn đầu ra} = \text{Mô-men xoắn đầu vào} \times \text{TST}$$Vì vậy, một bộ giảm tốc 3:1 sẽ giảm tốc độ xuống còn một phần ba đồng thời tăng mô-men xoắn lên gấp ba.
Ví dụ minh họa
Giả sử bánh chủ động có 12 răng ăn khớp với bánh bị động có 36 răng, với đầu vào là 3000 RPM và 50 Nm. Tỷ số truyền là \( 36 \div 12 = 3 \). Tốc độ đầu ra \( = 3000 \div 3 = 1000 \) RPM, và mô-men xoắn đầu ra \( = 50 \times 3 = 150 \) Nm. Hệ thống chạy chậm hơn nhưng lực quay tăng gấp ba lần.
Câu hỏi thường gặp
Tỷ số truyền bao nhiêu là "tốt"? Điều này tùy thuộc vào mục đích — tỷ số cao giúp tối đa hóa mô-men xoắn (ví dụ để leo dốc hoặc nâng tải), còn tỷ số thấp giúp đạt tốc độ tối đa.
Ma sát có làm giảm mô-men xoắn đầu ra không? Có. Bánh răng thực tế luôn có tổn hao hiệu suất (thường khoảng 95–99% cho mỗi cấp), nên mô-men xoắn đầu ra thực tế sẽ thấp hơn một chút so với giá trị lý tưởng hiển thị ở đây.
Tôi có thể ghép nhiều bánh răng không? Với một hệ bánh răng (gear train), bạn chỉ cần nhân các tỷ số riêng lẻ với nhau để được tỷ số tổng thể.
