精密机械设计基础第9讲轮系及其设计
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效率影响因素
定轴轮系的效率主要受齿轮的制造精度、润滑情况、齿面摩擦等因素影响。
周转轮系的效率分析
周转轮系效率的定义
效率影响因素
周转轮系的效率是指在周转轮系中， 输入轴与输出轴的功率之比，即输入 功率与输出功率的比值。
周转轮系的效率主要受齿轮的制造精 度、润滑情况、齿面摩擦、轴承摩擦 等因素影响。
效率计算公式
采用高精度滚动轴承或滑 动轴承，提高轴系支撑精 度。
优化齿轮制造工艺
采用先进的加工和热处理 技术，减小齿轮误差和变 形。
减小装配误差
严格控制装配流程，减小 齿轮和轴承的装配误差， 提高传动精度。
降低噪声和振动的设计优化
优化齿轮设计
采用斜齿轮、锥齿轮等降低噪声 的设计，合理设计齿廓和齿向。
选用合适的润滑剂
周转轮系的效率计算公式为 $eta = frac{P_{out}}{P_{in}}$，其中 $P_{out}$ 和 $P_{in}$ 分别为输出功 率和输入功率。
混合轮系的效率分析
01
混合轮系效率的定义
混合轮系是指定轴轮系与周转轮系的组合，其效率是指在混合轮系中，
输入轴与输出轴的功率之比，即输入功率与输出功率的比值。
精密机械设计基础第9讲轮系 及其设计
• 轮系概述 • 轮系的传动比计算 • 轮系的效率分析 • 轮系的设计优化 • 轮系的设计实例
01
轮系概述
轮系的定义与分类
定义
轮系是指由一系列齿轮组成的传 动系统，通过齿轮间的相互作用 实现动力的传递和变速。
分类
根据轮系的轴线布局，可以分为 平面轮系和空间轮系；根据轮齿 的形状，可以分为直齿、斜齿和 锥齿等类型。
设计实例2
增速器设计，通过多级齿轮传动实现增速，满足输入轴高转速、小 扭矩的需求。
周转轮系的设计实例
周转轮系的设计原则
根据工作要求和条件，选择合适的传动方式，确定各轮的位置， 并满足运动要求。
设计实例1
行星减速器设计，通过行星轮的旋转实现减速，满足输出轴低转 速、大扭矩的需求。
设计实例2
行星增速器设计，通过行星轮的旋转实现增速，满足输入轴高转 速、小扭矩的需求。
高效性
轮系应具备较高的传动效率和 较低的能量损失，以保证动力
传递的稳定性和可靠性。
紧凑性
轮系设计应注重减小体积和重 量，以满足机械设备轻量化和 紧凑化的要求。
可靠性
轮系的材料、热处理、加工精 度等应保证其具有较长的使用 寿命和良好的稳定性。
经济性
在满足使用要求的前提下，应 尽量降低轮系的制造成本和维
04
轮系的设计优化
减少摩擦损失的设计优化
减少轴承摩擦
选择低摩擦的轴承材料和合适的润滑剂，优化轴 承设计以降低摩擦系数。
优化齿轮设计
采用适当的齿形和参数，如螺旋角、齿数和模数， 以减少齿轮间的摩擦。
减小接触应力
合理分配齿轮负载，避免过载和应力集中，降低 接触面上的应力。
提高传动精度的设计优化
选用高精度轴承
周转轮系常用于实现大传动比的减速或增速，以及实现复杂的
03
运动合成与分解。
混合轮系的传动比计算
01
混合轮系是指轮系中既有定轴轮系又有周转轮系的轮
系。
02
传动比计算时需要分别计算定轴轮系和周转轮系的传
动比，然后根据整体运动关系确定最终的传动比。
03
混合轮系可以同时实现多种运动合成与分解，常用于
复杂的机械系统中。
当计算出传动比后，可以根据需要选择合适的齿轮齿数来满足设计要求。
周转轮系的传动比计算
01
周转轮系是指轮系中至少有一个齿轮的轴线位置不固定，可以 绕其他齿轮的固定轴线回转的轮系。
02
传动比计算公式：$i_{AB} = frac{n_{A}}{n_{B}} = -
frac{z_{B}}{z_{A}}$，其中负号表示转向相反。
护费用。
02
轮系的传动比计算
定轴轮系的传动比计算
定轴轮系是指轮系中各齿轮的轴线位置固定的轮系。
传动比计算公式：$i_{AB} = frac{n_{A}}{n_{B}} = frac{z_{B}}{z_{A}}$，其中 $n_{A}$ 和 $n_{B}$ 分别为输入轴和输出轴的转速，$z_{A}$ 和 $z_{B}$ 分别为输入轴和输出轴所连接 齿轮的齿数。
选择低噪音、性能稳定的润滑剂， 减少润滑噪声。
加强隔振措施
在关键部位设置隔振器或阻尼器， 减小振动传递和辐射噪声。
05
轮系的设计实例
定轴轮系的设计实例
定轴轮系的设计原则
根据工作要求和条件，选择合适的传动方式，确定各轮的位置， 并满足运动要求。
设计实例1
减速器设计，通过多级齿轮传动实现减速，满足输出轴低转速、大 扭矩的需求。
03
轮系的效率分析
定轴轮系的效率分析
定轴轮系效率的定义
定轴轮系的效率是指在定轴轮系中，输入轴与输出轴的功率之比，即输入功率与输出功率 的比值。
效率计算公式
定轴轮系的效率计算公式为 $eta = frac{P_{out}}{P_{in}} = frac{T_{out}}{T_{in}}$，其中 $P_{out}$ 和 $P_{in}$ 分别为输出功率和输入功率，$T_{out}$ 和 $T_{in}$ 分别为输出转矩 和输入转矩。
混合轮系的设计实例
1 2 3
混合轮系的设计原则
根据工作要求和条件，结合定轴轮系和周转轮系 的传动方式，确定各轮的位置，并满足运动要求。
设计实例1
混合减速器设计，结合定轴轮系和行星轮系的传 动方式，实现多级减速，满足输出轴低转速、大 扭矩的需求。
设计实例2
混合增速器设计，结合定轴轮系和行星轮系的传 动方式，实现多级增速，满足输入轴高转速、小 扭矩的需求。
轮系的应用场景
01
02
03
工业传动
在各种机械设备中，如减 速器、变速器、传动装置 等，轮系被广泛应用于动 力传递和变速。
汽车制造
汽车变速器和传动系统是 轮系的重要应用领域，直 接影响汽车的行驶性能。
航空航天
在航空发动机和航天器中， 复杂的轮系系统用于实现 动力的高效传递和精确控 制。
轮系的设计原则
THANKS
感谢观看
02
效率计算公式
混合轮系的效率计算公式为 $eta = frac{P_{out}}{P_{in}}$，其中
$P_{out}$ 和 $P_{in}$ 分别为输出功率和输入功率。
03
效率影响因素
混合轮系的效率主要受齿轮的制造精度、润滑情况、齿面摩擦、轴承摩
擦等因素影响，同时还受到定轴轮系与周转轮系之间的耦合影响。
定轴轮系的效率主要受齿轮的制造精度、润滑情况、齿面摩擦等因素影响。
周转轮系的效率分析
周转轮系效率的定义
效率影响因素
周转轮系的效率是指在周转轮系中， 输入轴与输出轴的功率之比，即输入 功率与输出功率的比值。
周转轮系的效率主要受齿轮的制造精 度、润滑情况、齿面摩擦、轴承摩擦 等因素影响。
效率计算公式
采用高精度滚动轴承或滑 动轴承，提高轴系支撑精 度。
优化齿轮制造工艺
采用先进的加工和热处理 技术，减小齿轮误差和变 形。
减小装配误差
严格控制装配流程，减小 齿轮和轴承的装配误差， 提高传动精度。
降低噪声和振动的设计优化
优化齿轮设计
采用斜齿轮、锥齿轮等降低噪声 的设计，合理设计齿廓和齿向。
选用合适的润滑剂
周转轮系的效率计算公式为 $eta = frac{P_{out}}{P_{in}}$，其中 $P_{out}$ 和 $P_{in}$ 分别为输出功 率和输入功率。
混合轮系的效率分析
01
混合轮系效率的定义
混合轮系是指定轴轮系与周转轮系的组合，其效率是指在混合轮系中，
输入轴与输出轴的功率之比，即输入功率与输出功率的比值。
精密机械设计基础第9讲轮系 及其设计
• 轮系概述 • 轮系的传动比计算 • 轮系的效率分析 • 轮系的设计优化 • 轮系的设计实例
01
轮系概述
轮系的定义与分类
定义
轮系是指由一系列齿轮组成的传 动系统，通过齿轮间的相互作用 实现动力的传递和变速。
分类
根据轮系的轴线布局，可以分为 平面轮系和空间轮系；根据轮齿 的形状，可以分为直齿、斜齿和 锥齿等类型。
设计实例2
增速器设计，通过多级齿轮传动实现增速，满足输入轴高转速、小 扭矩的需求。
周转轮系的设计实例
周转轮系的设计原则
根据工作要求和条件，选择合适的传动方式，确定各轮的位置， 并满足运动要求。
设计实例1
行星减速器设计，通过行星轮的旋转实现减速，满足输出轴低转 速、大扭矩的需求。
设计实例2
行星增速器设计，通过行星轮的旋转实现增速，满足输入轴高转 速、小扭矩的需求。
高效性
轮系应具备较高的传动效率和 较低的能量损失，以保证动力
传递的稳定性和可靠性。
紧凑性
轮系设计应注重减小体积和重 量，以满足机械设备轻量化和 紧凑化的要求。
可靠性
轮系的材料、热处理、加工精 度等应保证其具有较长的使用 寿命和良好的稳定性。
经济性
在满足使用要求的前提下，应 尽量降低轮系的制造成本和维
04
轮系的设计优化
减少摩擦损失的设计优化
减少轴承摩擦
选择低摩擦的轴承材料和合适的润滑剂，优化轴 承设计以降低摩擦系数。
优化齿轮设计
采用适当的齿形和参数，如螺旋角、齿数和模数， 以减少齿轮间的摩擦。
减小接触应力
合理分配齿轮负载，避免过载和应力集中，降低 接触面上的应力。
提高传动精度的设计优化
选用高精度轴承
周转轮系常用于实现大传动比的减速或增速，以及实现复杂的
03
运动合成与分解。
混合轮系的传动比计算
01
混合轮系是指轮系中既有定轴轮系又有周转轮系的轮
系。
02
传动比计算时需要分别计算定轴轮系和周转轮系的传
动比，然后根据整体运动关系确定最终的传动比。
03
混合轮系可以同时实现多种运动合成与分解，常用于
复杂的机械系统中。
当计算出传动比后，可以根据需要选择合适的齿轮齿数来满足设计要求。
周转轮系的传动比计算
01
周转轮系是指轮系中至少有一个齿轮的轴线位置不固定，可以 绕其他齿轮的固定轴线回转的轮系。
02
传动比计算公式：$i_{AB} = frac{n_{A}}{n_{B}} = -
frac{z_{B}}{z_{A}}$，其中负号表示转向相反。
护费用。
02
轮系的传动比计算
定轴轮系的传动比计算
定轴轮系是指轮系中各齿轮的轴线位置固定的轮系。
传动比计算公式：$i_{AB} = frac{n_{A}}{n_{B}} = frac{z_{B}}{z_{A}}$，其中 $n_{A}$ 和 $n_{B}$ 分别为输入轴和输出轴的转速，$z_{A}$ 和 $z_{B}$ 分别为输入轴和输出轴所连接 齿轮的齿数。
选择低噪音、性能稳定的润滑剂， 减少润滑噪声。
加强隔振措施
在关键部位设置隔振器或阻尼器， 减小振动传递和辐射噪声。
05
轮系的设计实例
定轴轮系的设计实例
定轴轮系的设计原则
根据工作要求和条件，选择合适的传动方式，确定各轮的位置， 并满足运动要求。
设计实例1
减速器设计，通过多级齿轮传动实现减速，满足输出轴低转速、大 扭矩的需求。
03
轮系的效率分析
定轴轮系的效率分析
定轴轮系效率的定义
定轴轮系的效率是指在定轴轮系中，输入轴与输出轴的功率之比，即输入功率与输出功率 的比值。
效率计算公式
定轴轮系的效率计算公式为 $eta = frac{P_{out}}{P_{in}} = frac{T_{out}}{T_{in}}$，其中 $P_{out}$ 和 $P_{in}$ 分别为输出功率和输入功率，$T_{out}$ 和 $T_{in}$ 分别为输出转矩 和输入转矩。
混合轮系的设计实例
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混合轮系的设计原则
根据工作要求和条件，结合定轴轮系和周转轮系 的传动方式，确定各轮的位置，并满足运动要求。
设计实例1
混合减速器设计，结合定轴轮系和行星轮系的传 动方式，实现多级减速，满足输出轴低转速、大 扭矩的需求。
设计实例2
混合增速器设计，结合定轴轮系和行星轮系的传 动方式，实现多级增速，满足输入轴高转速、小 扭矩的需求。
轮系的应用场景
01
02
03
工业传动
在各种机械设备中，如减 速器、变速器、传动装置 等，轮系被广泛应用于动 力传递和变速。
汽车制造
汽车变速器和传动系统是 轮系的重要应用领域，直 接影响汽车的行驶性能。
航空航天
在航空发动机和航天器中， 复杂的轮系系统用于实现 动力的高效传递和精确控 制。
轮系的设计原则
THANKS
感谢观看
02
效率计算公式
混合轮系的效率计算公式为 $eta = frac{P_{out}}{P_{in}}$，其中
$P_{out}$ 和 $P_{in}$ 分别为输出功率和输入功率。
03
效率影响因素
混合轮系的效率主要受齿轮的制造精度、润滑情况、齿面摩擦、轴承摩
擦等因素影响，同时还受到定轴轮系与周转轮系之间的耦合影响。