Cálculos de relações de engrenagens

Escrito por tony oldhand | Traduzido por luiz neves
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Cálculos de relações de engrenagens
As relações de engrenagens afeta a aceleração de uma motocicleta (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Motocicletas, bicicletas, karts e algumas máquinas usam pinhões e correntes para transferir força. A transferência de força muda com o tamanho da engrenagem. A relação entre as engrenagens determina a força necessária para conduzir a engrenagem. Como o motor fornece uma quantidade limitada de cavalos de força, acaba havendo uma troca. Mais velocidade significa menos força para as rodas, e vice versa. Determinar a relação das engrenagens é fácil; existe apenas uma equação simples. Utilizar essa equação para encontrar a "melhor" relação, entretanto, pode ser difícil.

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Equação das engrenagens

De acordo com a Power Masters Motorsports Academy, determinar a relação é uma questão de contar os dentes. Conte os dentes da corrente na roda, na engrenagem, e divida isso pelo número total de dentes, ou transmissão. Por exemplo, suponha que a engrenagem maior (conduzida) possui 16 dentes, e a menor possui oito. Divida 16 por 8 e o resultado será 2. Similarmente, suponha que sua engrenagem conduzida possua 20 dentes, e a menor possui 10. Divida 20 por 10 e também obterá 2. As engrenagens são expressas utilizando dois números; por exemplo, as engrenagens nesses dois exemplos possuem uma relação de 2-pra-1. A taxa não é o tamanho de cada engrenagem, e sim uma comparação dos tamanhos das duas.

Interpretação da relação de velocidade

A interpretação da relação é quando o assunto começa a ficar complicado. Para encontrar a velocidade da engrenagem dirigida, divida a velocidade da engrenagem menor pela taxa. Suponha que sua taxa seja de 2-pra-1. Isso significa que, para cada vez que a engrenagem dirigida completa uma revolução, a menor precisa fazer duas. Suponha que a engrenagem menor está girando a 1.000 rpm. A velocidade da dirigida será de 500 rpm, pois 1.000 dividido por 2 é 500. Se a relação fosse de 4-pra-1, a engrenagem menor continuaria girando a 1.000 rpm, mas a maior giraria a 250 rpm, pois 1.000 dividido por 4 é igual a 250.

Interpretação da taxa de transferência de movimento

Para calcular o aumento de cavalos de força, multiplique a taxa pela potência presente na engrenagem maior. Lembre-se, entretanto, que apenas se possui uma quantidade finita de energia. O que se perde de uma forma, se ganha de outra. Suponha que seu motor utiliza 10 cavalos de força. Alimentar 10 cavalos em uma taxa de 2-pra-1 significa que a velocidade da engrenagem maior é metade da velocidade da engrenagem menor. Entretanto, a potência é dobrada. A roda está, na verdade, vendo 20 cavalos de força. Se a taxa fosse de 3-pra-1, a potência seria de 30 cavalos, mas a velocidade da engrenagem maior seria de apenas um terço da menor. Se a taxa fosse de 4-pra-1, a potência seria de 40, mas a velocidade da engrenagem maior seria de apenas um quarto da velocidade da menor.

Encontrando a taxa correta

De acordo com a Power Masters Motor Sports Academy, o torque desenvolvido na roda é relacionada à rotação do motor e aos cavalos de força. Usar uma taxa pequena, como a de 2-pra-1, significa uma maior velocidade máxima, mas com menor aceleração em velocidades baixas. Usar uma taxa mais alta, como a de 4-pra-1, significa mais aceleração, mas com uma menor velocidade máxima. Novamente, é uma troca, de acordo com o DIY Go Karts. A DIY Go Karts desenvolveu uma calculadora que conta uma variedade de fatores, como o tamanho do pneu, rotação do motor e taxa. Digita-se todos os dados e a calculadora determina sua velocidade máxima final.

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