محاسبه گشتاور گیربکس صنعتی یکی از مراحل مهم در طراحی و انتخاب گیربکس مناسب برای کاربردهای مختلف است. برای محاسبه گشتاور، ابتدا باید اطلاعاتی درباره توان ورودی موتور، سرعت موتور، و نسبت تبدیل گیربکس خورشیدی داشته باشید. در ادامه مراحل محاسبه گشتاور را توضیح می‌دهم:
1. توان ورودی موتور (P)
توان ورودی موتور (P) معمولاً به وات (W) یا کیلووات (kW) اندازه‌گیری می‌شود.
2. سرعت ورودی موتور (n)
سرعت ورودی موتور (n) معمولاً به دور در دقیقه (RPM) اندازه‌گیری می‌شود.
3. نسبت تبدیل گیربکس (i)
نسبت تبدیل گیربکس (i) نشان‌دهنده نسبت سرعت ورودی به سرعت خروجی است.
4. محاسبه سرعت خروجی (n_out)
سرعت خروجی گیربکس با استفاده از نسبت تبدیل محاسبه می‌شود: nout=nin_{out} = \frac{n}{i}
5. فرمول محاسبه گشتاور خروجی (T_out)
گشتاور خروجی گیربکس را می‌توان با استفاده از توان ورودی و سرعت خروجی محاسبه کرد. فرمول گشتاور خروجی (T_out) به شکل زیر است: Tout=P×9550noutT_{out} = \frac{P \times 9550}{n_{out}}
در این فرمول:
- ToutT_{out} گشتاور خروجی بر حسب نیوتن‌متر (Nm) است.
- PP توان ورودی بر حسب کیلووات (kW) است.
- noutn_{out} سرعت خروجی بر حسب دور در دقیقه (RPM) است.
مثال محاسبه گشتاور گیربکس
فرض کنید یک موتور با توان ورودی 10 کیلووات و سرعت ورودی 1500 دور در دقیقه داریم. نسبت تبدیل گیربکس 5:1 است.
- محاسبه سرعت خروجی (n_out): nout=15005=300 RPMn_{out} = \frac{1500}{5} = 300 \text{ RPM}
- محاسبه گشتاور خروجی (T_out): Tout=10×9550300≈318.33 NmT_{out} = \frac{10 \times 9550}{300} \approx 318.33 \text{ Nm}
بنابراین، گشتاور خروجی گیربکس تقریباً 318.33 نیوتن‌متر است.
نکات مهم
- کارایی گیربکس (η): در محاسبه دقیق‌تر، کارایی گیربکس نیز باید مدنظر قرار گیرد. اگر کارایی گیربکس η\eta باشد، توان واقعی خروجی PoutP_{out} برابر است با P×ηP \times \eta. بنابراین، فرمول گشتاور خروجی به شکل زیر تغییر می‌کند: Tout=P×η×9550noutT_{out} = \frac{P \times \eta \times 9550}{n_{out}}
- ضریب اطمینان: در طراحی، همیشه بهتر است یک ضریب اطمینان در نظر گرفته شود تا از قابلیت تحمل گیربکس در برابر شرایط غیرمعمول اطمینان حاصل شود.
