两个齿轮啮合,半径是1:2 那么产生的力矩也是1:2
如上图,在齿轮传动过程中,两个齿轮啮合面上传递的是力,按照牛顿第三定律,主动齿轮对从动齿轮啮合面的圆周力Ft1与从动齿轮对主动齿轮啮合面上圆周反作用力Ft2大小相等,方向相反,作用在两个物体上。即Ft1=Ft2
由于力矩等于力乘以力臂,而齿轮的力臂等于其半径,所以主动齿轮传递的力矩T1=Ft1*r1,从动齿轮接受的力矩T2=Ft2*r2,也就是说T1/T2=Ft1*r1/Ft2*r2=r1/r2,就正比于其半径的比,如果两个齿轮半径比是1:2,则产生的力矩就是1:2。
在其它传动中也有这样的情况,比如带传动、链传动等等,传递的力矩都正比于传动轮的半径。
力矩也是1:2呢,不是2:1。啮合点的力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反。那么对圆心的力矩是力乘半径,半径大的,它上面的力矩也大。
按一楼的公式理解也是可以的:r1:r2=1:2,则n1:n2=2:1(与半径成反对,小轮转得更快,角速度更高);T1:T2=(9549·P/n1):(9549·P/n2)=(1/n1):(1/n2)=1:2。
说到与杠杆的联系呢,还是按我上面的理解,作用力相同时,力臂(半径)越长,力矩(扭矩)越大。
两个齿轮的半径比为1:2,即第一个齿轮的半径是第二个齿轮半径的一半。如果一个齿轮施加一个力矩,根据力矩的定义,力矩等于力乘以力臂的长度。在这种情况下,力臂的长度也是半径的比例,即第一个齿轮的力臂长度是第二个齿轮力臂长度的一半。
如果第一个齿轮的力矩为M1,第二个齿轮的力矩为M2,根据力矩的关系,M1/M2 = F1*R1 / (F2*R2) = F1/F2 * (R1/R2) = F1/F2 * (1/2)。
由于力矩的比例为2:1,即M1/M2 = 2/1,所以 F1/F2 * (1/2) = 2/1。解方程得到 F1/F2 = 4。
因此,第一个齿轮施加的力是第二个齿轮施加力的4倍。
输入端齿轮输入转矩:T1=9550P/n1,
输出端的输入转矩: T2=9550P/n2
由于半径之比为1:2,即速比为1:2,即n2/n1=1:2,根据上面的公式就可以看出T1:T2=2:1
齿轮的啮合点到各自的圆心,就是各自的杠杆长度,所以它也就是与杠杆原理一样的呢。