Чтобы решить задачу о редукторе из трех шестеренок, давайте разберем, как они взаимодействуют друг с другом.
Дано:
- Количество зубьев первой шестеренки \( Z_1 = 40 \)
- Количество зубьев второй шестеренки \( Z_2 = 90 \)
- Количество зубьев третьей шестеренки \( Z_3 = 20 \)
- Первая шестеренка сделала \( N_1 = 3 \) оборота.
Шаг 1: Определение соотношений оборотов шестеренок
Когда первая шестеренка вращается, она передает движение второй шестеренке, а вторая шестеренка передает движение третьей шестеренке. Каждый раз, когда одна шестеренка делает оборот, другая шестеренка делает меньшее количество оборотов, пропорционально количеству зубьев.
Шаг 2: Расчет оборотов второй шестеренки
Формула для расчетов между шестеренками выглядит следующим образом:
\[ \frac{N_1}{N_2} = \frac{Z_2}{Z_1} \]
где:
- \( N_1 \) — обороты первой шестеренки,
- \( N_2 \) — обороты второй шестеренки,
- \( Z_1 \) — количество зубьев первой шестеренки,
- \( Z_2 \) — количество зубьев второй шестеренки.
Подставим известные значения:
\[ \frac{3}{N_2} = \frac{90}{40} \]
Шаг 3: Преобразуем уравнение
Упростим дробь:
\[ \frac{90}{40} = \frac{9}{4} \]
Теперь у нас есть:
\[ \frac{3}{N_2} = \frac{9}{4} \]
Перекрестное умножение дает:
\[ 3 \cdot 4 = 9 \cdot N_2 \]
\[ 12 = 9 \cdot N_2 \]
Теперь найдем \( N_2 \):
\[ N_2 = \frac{12}{9} = \frac{4}{3} \text{ оборотов} \]
Шаг 4: Расчет оборотов третьей шестеренки
Теперь, по аналогии, найдём количество оборотов третьей шестеренки \( N_3 \):
\[ \frac{N_2}{N_3} = \frac{Z_3}{Z_2} \]
Известно, что \( Z_3 = 20 \), а \( Z_2 = 90 \), и у нас есть \( N_2 = \frac{4}{3} \).
Подставляем значения:
\[ \frac{\frac{4}{3}}{N_3} = \frac{20}{90} \]
Это можно упростить:
\[ \frac{20}{90} = \frac{2}{9} \]
Теперь у нас есть:
\[ \frac{\frac{4}{3}}{N_3} = \frac{2}{9} \]
Перекрестное умножение:
\[ \frac{4}{3} \cdot 9 = 2 \cdot N_3 \]
Это приводит к:
\[ 12 = 2 \cdot N_3 \]
Теперь найдем \( N_3 \):
\[ N_3 = \frac{12}{2} = 6 \text{ оборотов} \]
Ответ:
Третья шестеренка сделает 6 оборотов.