齿轮系及其设计课件

行星輪系的效率定軸輪系效率計算較簡單

第五章所述；差動輪系一般主要用於傳遞運動主要介紹“轉化輪系法”求行星輪系效率。僅考慮嚙合效率（忽略軸承摩擦及攪油損失等）1、“轉化輪系法”基本原理：轉化輪系（-

H）與原輪系相比，相對運動沒變，輪系各運動副之間的作用力(不計離心力)、摩擦係數也沒變

摩擦損失功率相等，即：原輪系中：作用於輪1的轉矩為M1

，齒輪1所傳遞的功率為：轉化輪系中：想當於定軸輪系，輪1傳遞的功率為:無論輪1為主動或從動，嚙合損失功率相差不大，

均按主動處理結束§11-6行星輪系的效率定軸輪系效率計算較簡單

第五章所述；差動輪系一般主要用於傳遞運動主要介紹“轉化輪系法”求行星輪系效率。僅考慮嚙合效率（忽略軸承摩擦及攪油損失等）1、“轉化輪系法”基本原理：轉化輪系（-

H）與原輪系相比，相對運動沒變，輪系各運動副之間的作用力(不計離心力)、摩擦係數也沒變

摩擦損失功率相等，即：原輪系中：作用於輪1的轉矩為M1

，齒輪1所傳遞的功率為：轉化輪系中：想當於定軸輪系，輪1傳遞的功率為:無論輪1為主動或從動，嚙合損失功率相差不大，

均按主動處理結束§11-6行星輪系的效率1、“轉化輪系法”基本原理：原輪系中：轉化輪系中：—轉化輪系（想當於定軸輪系）的效率，串聯機組

第五章所述損失功率:2、在原輪系中，當輪1為主動時，行星輪系的效率3、在原輪系中，當輪1為從動時（P1為輸出功率），行星輪系的效率結束§11-6行星輪系的效率設=0.95結論：1、當一定時，2K-H型輪系的效率是傳動比的函數。2、負號機構的效率較高，且都高於負號機構正號機構不會發生自鎖結束§11-6行星輪系的效率設=0.95結論：1、當一定時，2K-H型輪系的效率是傳動比的函數。2、負號機構的效率較高，且都高於負號機構正號機構不會發生自鎖負號機構正號機構結束§11-6行星輪系的效率設=0.95結論：1、當一定時，2K-H型輪系的效率是傳動比的函數。2、負號機構的效率較高，且都高於負號機構正號機構不會發生自鎖，但結構尺寸可能較大3、H

為主動件時，不論iH1

為何值，

H1>0，不會發生自鎖。但4、輪1為主動件時，可能有

1H<0，行星輪系發生自鎖。

以上只討論了行星輪系的嚙合效率，可作為方案評價、比較的依據，實際輪系的效率受多種因素的影響，如加工、安裝、使用情況，攪油損失、離心力等。一般用實驗方法測定結束§11-6行星輪系的效率H結束§11-7行星輪系的類型選擇及設計的基本知識一、行星輪系類型的選擇考慮：傳動比、結構形式、外廓尺寸、功率流動情況等1、輪系主要用於傳遞運動時首要考慮：傳動比要求i1H

→負號機構,

負號機構中，i1H

→結構

→考慮複合輪系i1H

→正號機構，結構

，但

結束§11-7行星輪系的類型選擇及設計的基本知識一、行星輪系類型的選擇考慮：傳動比、結構形式、外廓尺寸、功率流動情況等2、輪系主要用於傳遞動力時首要考慮：輪系效率負號機構

→採用負號機構，

i1H

→串聯負號機構。結束§11-7行星輪系的類型選擇及設計的基本知識一、行星輪系類型的選擇考慮：傳動比、結構形式、外廓尺寸、功率流動情況等3、功率流動問題封閉式行星輪系中，如其型式及參數選擇不當：部分功率在系統內部迴圈，而不向外輸出，形成封閉功率流。摩擦損耗

，效率和強度

。如圖：自由度F=2，用傳動k將其封閉，使F=1在不考慮摩擦時（理想機械），應滿足：MⅠ

Ⅰ+MⅡ

Ⅱ=0MⅡ=-MⅠ

iⅠⅡ

即：將機構設想為a、b兩路傳動的疊加：a路傳動:將b斷開並固定b路傳動:將a斷開並固定

a

路：MaⅠ=-MⅡ/iaⅠⅡ=MⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：MbⅠ=-MⅡ/ibⅠⅡ

=MⅠ

iⅠⅡ/ibⅠⅡkⅠⅡ兩分支的功率為：

a

路：PaⅠ=MaⅠ

Ⅰ=MⅠ

Ⅰ

iⅠⅡ/iaⅠⅡ=PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=MbⅠ

Ⅰ=MⅠ

Ⅰ

iⅠⅡ/iaⅠⅡ=PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

結束§11-7行星輪系的類型選擇及設計的基本知識一、行星輪系類型的選擇

3、功率流動問題kⅠⅡ

a

路：PaⅠ=

PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=

PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

輸入總功率為：PⅠ=PaⅠ

+PbⅠ可解得：iⅠⅡ

=iaⅠⅡ

ibⅠⅡ

/（iaⅠⅡ

+ibⅠⅡ

）分析：（1）當iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ同號時，則iⅠⅡ

、iaⅠⅡ、ibⅠⅡ同號，PⅠ、PaⅠ、PbⅠ也同號，無封閉功率流。PⅠPaⅠPbⅠPⅡ（2）當iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ異號時：

①若|iaⅠⅡ|

<|ibⅠⅡ|，則iⅠⅡ

、iaⅠⅡ同號，而與

ibⅠⅡ異號，PⅠ、PaⅠ同號與PbⅠ異號，有封閉功率流。結束§11-7行星輪系的類型選擇及設計的基本知識一、行星輪系類型的選擇

3、功率流動問題kⅠⅡ

a

路：PaⅠ=

PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=

PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

輸入總功率為：PⅠ=PaⅠ

+PbⅠ可解得：iⅠⅡ

=iaⅠⅡ

ibⅠⅡ

/（iaⅠⅡ

+ibⅠⅡ

）分析：（1）當iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ同號時，則iⅠⅡ

、iaⅠⅡ、ibⅠⅡ同號，PⅠ、PaⅠ、PbⅠ也同號，無封閉功率流。PⅠPaⅠPbⅠPⅡ（2）當iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ異號時：

①若|iaⅠⅡ|

<|ibⅠⅡ|，則iⅠⅡ

、iaⅠⅡ同號，而與

ibⅠⅡ異號，PⅠ、PaⅠ同號與PbⅠ異號，有封閉功率流。PⅠPaⅠ=PⅠ+

|

PbⅠ

|PbⅠPⅡ結束§11-7行星輪系的類型選擇及設計的基本知識一、行星輪系類型的選擇

3、功率流動問題kⅠⅡ

a

路：PaⅠ=

PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=

PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

輸入總功率為：PⅠ=PaⅠ

+PbⅠ可解得：iⅠⅡ

=iaⅠⅡ

ibⅠⅡ

/（iaⅠⅡ

+ibⅠⅡ

）分析：（1）當iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ同號時，則iⅠⅡ

、iaⅠⅡ、ibⅠⅡ同號，PⅠ、PaⅠ、PbⅠ也同號，無封閉功率流。PⅠPaⅠPbⅠPⅡ（2）當iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ異號時：

①若|iaⅠⅡ|

<|ibⅠⅡ|，則iⅠⅡ

、iaⅠⅡ同號，而與

ibⅠⅡ異號，PⅠ、PaⅠ同號與PbⅠ異號。PbⅠ為封閉功率流。PⅠPaⅠ=PⅠ+

|

PbⅠ

|PbⅠPⅡ②若|iaⅠⅡ|

>|ibⅠⅡ|，則iⅠⅡ

、ibⅠⅡ同號，而與

iaⅠⅡ異號，PⅠ、PbⅠ同號與PaⅠ異號，PaⅠ為封閉功率流。PaⅠPⅠPbⅠ=PⅠ+

|

PaⅠ

|PⅡ結束§11-7行星輪系的類型選擇及設計的基本知識一、行星輪系類型的選擇

3、功率流動問題kⅠⅡ

a

路：PaⅠ=

PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=

PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

輸入總功率為：PⅠ=PaⅠ

+PbⅠ可解得：iⅠⅡ

=iaⅠⅡ

ibⅠⅡ

/（iaⅠⅡ

+ibⅠⅡ

）分析：（1）當iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ同號時，則iⅠⅡ

、iaⅠⅡ、ibⅠⅡ同號，PⅠ、PaⅠ、PbⅠ也同號，無封閉功率流。PⅠPaⅠPbⅠPⅡ（2）當iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ異號時：

①若|iaⅠⅡ|

<|ibⅠⅡ|，則iⅠⅡ

、iaⅠⅡ同號，而與

ibⅠⅡ異號，PⅠ、PaⅠ同號與PbⅠ異號。PbⅠ為封閉功率流。PⅠPaⅠ=PⅠ+

|

PbⅠ

|PbⅠPⅡ②若|iaⅠⅡ|

>|ibⅠⅡ|，則iⅠⅡ

、ibⅠⅡ同號，而與

iaⅠⅡ異號，PⅠ、PbⅠ同號與PaⅠ異號，PaⅠ為封閉功率流。PaⅠPⅠPbⅠ=PⅠ+

|

PaⅠ

|PⅡ選擇封閉式行星輪系的型式及參數時，應避免出現封閉功率流。結束§11-7行星輪系的類型選擇及設計的基本知識二、行星輪系中各輪齒數的確定

以圖示行星輪系為例

1、滿足傳動比條件（近似）2、滿足同心條件z1z2z3OO2O'23、滿足均布安裝條件4、滿足鄰接條件

AA'設

k個行星輪，

安裝過程：先裝入第一個行星輪。然後，固定齒輪3，轉動齒輪1由A

點到A

點，轉過

角。對應系杆剛好轉過

角，則裝入第二個行星輪。後依次第三第四至第k個行星輪。同時，輪1轉過的輪齒個數