Мультиплікатором в механіці називається редуктор з передавальним відношенням менше 1 - призначений для передачі крутного моменту з підвищенням обертів на вихідному валу, при цьому зменшуючи крутний момент. Прикладом мультиплікатора є звичайний велосипед, де один оборот зірочки з педалями відповідає кільком обертам веденого колеса.
За кількістю вузлів, мультиплікатори поділяються на одноступінчасті і багатоступінчасті. Передача крутного моменту здійснюється ланцюгової, пасової або зубчастої передачами. Важливою характеристикою мультиплікатора, є - коефіцієнт мультиплікації.
Коефіцієнт мультиплікації, – це відношення кутової швидкості обертання вхідного (первинного) валу до кутової швидкості обертання вихідного (вторинного) вала :
Всі співвідношення в мультипликаторі визначаються через цей коефіцієнт, з урахуванням, звичайно ж, втрат мультиплікатора.
Ще один не маловажний параметр мультиплікатора, це крутний момент , який він здатний передати і не зламатися. Не варто забувати, що при підвищенні оборотів, крутний момент падає. Отже, щоб зберегти необхідний момент на навантаженні, на первинний вал необхідно подати крутний момент в раз більше, ніж потрібно отримати. Знаючи коефіцієнт мультиплікації і ККД обраного типу передачі, можна обчислити всі необхідні параметри заданого пристрою.
Наприклад, ми маємо джерело механічної енергії достатньої потужності, який розвиває 500 об / хв, і електричний генератор потужністю 500 Вт (Дані абстрактні). Стоїть завдання, визначити параметри мультиплікатора.
Виберемо тип передачі ремінна, з клиноподібним ременем, її ККД становить 0,96 (ККД використовуваних підшипників враховувати не будемо). Далі визначимося з генератором. У більшості випадків електрогенератори проектуються таким чином, що номінальна потужність його досягається при 1500 об/хв.
Визначимо необхідний коефіцієнт мультиплікації. Оскільки кутова швидкість , визначається як
где – кількість обертів на хвилину, то коефіцієнт рекуперації можна визначити як відношення оборотів провідного і веденого шківів:
Далі, за логікою, що швидкість руху ременя на обох шківах однакова, через його лінійну швидкість
визначимо відношення радіусів шківів:
Потужність, витрачену джерелом енергії на привід генератора в дію, знайдемо із співвідношення.
Крутний момент на первинному валу мультиплікатора знайдемо через потужність:
де 9,55 – деякий коефіцієнт, переведення з рад/с в об/хв. Звідси
При тому, що крутний момент на валу генератора складе:
Як бачимо Момент на ведучому валу більше відомого в стільки разів, у скільки менше його обороти. Якщо виражати через коефіцієнт рекуперації то отримаємо: