定轴轮系传动比的计算
定轴轮系传动比计算
定轴轮系传动比计算定轴轮系是一种常见的传动装置，由多个齿轮组成，用于传递转矩和转速。
传动比是定轴轮系的一个重要参数，它表示驱动齿轮转动一周时从动齿轮转动的圈数。
本文将介绍定轴轮系传动比的计算方法。
一、基本数据法基本数据法适用于简单的定轴轮系，即只有两个齿轮的情况。
在这种情况下，传动比等于从动齿轮的齿数除以驱动齿轮的齿数。
传动比=齿数比=齿数从/齿数驱其中，传动比大于1表示从动齿轮的转速大于驱动齿轮的转速，可以实现减速；传动比小于1表示从动齿轮的转速小于驱动齿轮的转速，可以实现增速；传动比等于1表示从动齿轮的转速和驱动齿轮的转速相等，实现传递。
例如，如果从动齿轮的齿数为20，驱动齿轮的齿数为40，则传动比为20/40=0.5，表示从动齿轮的转速是驱动齿轮的一半。
二、级联数据法级联数据法适用于复杂的定轴轮系，即多个齿轮组成的情况。
在这种情况下，可以根据级联原则逐个计算齿轮的传动比，然后将它们相乘得到总传动比。
级联原则是指当多个齿轮串联在一起时，相邻两个齿轮之间的传动比是相等的。
因此，只需要计算每个齿轮的传动比，再将它们相乘，即可得到总传动比。
例如，有一个定轴轮系由三个齿轮组成，齿数分别为A=10，B=20，C=30，其中A驱动B，B驱动C。
则传动比=A/B*B/C=10/20*20/30=1/3，表示从动齿轮的转速是驱动齿轮的1/3需要注意的是，在级联数据法中，传动比还受到齿轮的排列顺序的影响。
同样的齿轮，不同的排列顺序会导致不同的传动比。
因此，在实际应用中，必须根据具体的传动需求选择适当的齿轮排列顺序。
在计算定轴轮系的传动比时，还需要考虑其他一些因素。
例如，齿轮的啮合角和啮合系数会影响齿轮的传动效率和噪声。
齿轮的材料和制造精度也会影响齿轮的耐久性和工作平稳性。
因此，在实际设计中，必须综合考虑这些因素，选择适当的齿轮参数和传动比，在满足传动需求的同时兼顾传动效率和使用寿命。
总结起来，定轴轮系传动比的计算方法有基本数据法和级联数据法。
轮系的传动比计算
轮系的传动比计算1源自新能源汽车技术教学资源库一、轮系的传动比
轮系中首末两轮的转速之比称为轮系的传动比，用iab表
示。
iab na / nb
轮系的传动比计算，包括计算传动比的大小和确定转向两 个内容。
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二、定轴轮系的传动比计算
z5 n4 i45 n5 z4
z 2 z3 z 5 n1 3 z 2 z 3 z 4 z5 i15 (1) n5 z1 z2 z3 z4 z1 z 2 z3
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轮系传动比的一般表达式：
n表示外啮合的次数。
n主 n 各从动轮齿数的乘积 i （ 1 ） n从 各主动轮齿数的乘积
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例4-7
图示轮系中，已知各轮齿数z1=20，z2=40，z2’=20，z3=30，
解： （1）分解轮系 定轴轮系：轮1，2 周转轮系：轮2’，3 ，H，4 （2）分别计算各轮系传动比 定轴轮系传动比：
z4=80。计算传动比i1H。
i12
（3）联立以上两式，得
n1 z2 2 n2 z1
齿轮4既是从动轮，又是主动轮，其存在不影响传动比，但改
变了外啮合的次数，称为过桥齿轮或惰轮。
（1）对于圆柱齿轮组成的定轴轮系确定传动比正负的方法： a.外啮合的次数； b.画箭头。 （2）当轮系中包含圆锥齿轮、蜗杆蜗轮时，传动比的计算仍用上 式计算，但各轮的转向必须画箭头确定。 a.当首末两轮轴线平行时，仍用正负表示两轮之间的关系。 b.当首末两轮轴线不平行时，不能用正负表示，只能依次画箭
解得
iH1 10000
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教案定轴轮系传动比计算
定轴轮系传动比的计算教案幻灯片20幻灯片17幻灯片18 例题：如图所示的轮系中，已知各轮齿数，齿轮1为主动轮203020221===ZZZ，，, r/min 计算齿轮1、6之间的传动比。
计算过程：大小清楚了之后，我们来讨论第二个问题任务2：定轴轮系中各轮转向的判断。
知识分解：无论多复杂的轮系，都是由若干个一对齿轮传动组成一对齿轮传动，当首轮（或末轮）的转向为已知时，其末轮（或首轮）的转向也就确定了，表示方法可以用标注箭头的方法来确定。
外啮合：两箭头指向相反。
内啮合：两箭头指向相同。
分析引导讲解示范分析引导讲解示范积极思考回答问题完成学案积极思考回答问题完成学案960,36304030602016'55'44'2=======nZZZZZZ，，，，积所有主动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的连乘===k1k11k nniωω2.73030202036406030542165426116=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===∴'''zzzzzzzznni板书设计。
2014考研西安交通大学《802机械设计基础》习题解析 (6)
10-11 图10-30示减速器中，已知蜗杆1和5的头数均为1（右
旋），1 ' 101, z2 99, z2 ' z4 , z4 ' 100, z5 ' 100 ，求传 z
动比 解
i1H 。
1-2定轴轮系，1'-5'-5-4定轴轮系，
2'-3-4-H周转轮系
i12
i1 4
imn m (1)k n
z z
从 mn 主 m n
k——外啮合齿轮对数
2
对于空间轮系： 在图上用箭头表示 首、末两轮的转向关系，箭头同向取“+”;箭 头反向取“-” 。 （2）首、末两轮轴线不平行： 在图上用箭头表示 首、末两轮的转向关系。
10-2 何谓转化轮系？它在计算周转轮系中起什么作用？
解：1.传动比条件 行星轮系必须能实现给定的传动比 2. 同心条件
系杆的回转轴线应与中心轮的轴线相重合 3. 装配条件
行星轮系的装配条 件 两中心轮的齿数z1、z3之和应能被行星轮 个数k所整除
4. 邻接条件 相邻两行星轮的中心距应大于行星轮齿顶圆直径，齿顶才不 致相碰。
4
10-4
在图10-23所示的轮系中，已知各轮齿数，3为单头右
10-8
图10-27所示为卷扬机的减速器，各轮齿数在图中示出。
求传动比 i17 。 解 1-2-3-4-7周转轮系，5-6-7定轴轮系
n1 n7 z2 z4 52 78 169 ∵i n4 n7 z1 z3 24 21 21 n5 z7 78 13 i57 n7 z5 18 3
为“＋” 则 1）n1、n3同向时：
n1
图10-25
轮系的传动比计算
Z3 Z1
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例4-5 图示行星轮系中，已知z1 = 50、z2 = 30、z3 = 100，求传动 比i1H。
解：根据转化轮系法，齿轮1、3和行星架轴线相重合
由
i1H3 =
n1 n3
nH nH
=
z2 z3 z1 z2
=
z3 z1
即
i1H3
=
n1 nH 0 nH
=
100 50
=
2
解得 i1H = n1 / nH = 3
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例4-6 图示的差动轮系中，已知z1 = 20、z2 = 30、z3 = 80，齿轮 1和齿轮3的转速大小为10r/min，方向相反。求行星架H的转速及传 动比iH1。
解：设齿轮1转向为正，则
n1 10r / min，n3 10r / min
4
1.周转轮系的组成
太阳轮与行星架几何轴线必须重合！
太阳轮
周 转
行星轮
轮 行星架
系 机架
轴线位置固定 既自转又公转 又称系杆
一个基本周转轮系中， 行星轮可有多个，太阳轮的 数量不多于两个，行星架只 能有一个。
太阳轮 行星轮 太阳轮
行星架 机架
ω3
H2
ωH
1
O
ω1
3
周转轮系的分类 差动轮系：太阳轮都能转动的周转轮系； 行星轮系：有一个太阳轮固定不动的周转轮系。
四、混合轮系的传动比计算
1.混合轮系 混合轮系：由定轴轮系 + 周转轮系、或由几个单一的周转
轮系组合而成的轮系。
2.计算混合轮系传动比的方法和步骤：
（1）划分出基本类型的轮系。 （2）分别列出周转轮系和定轴轮系的传动比计算公式。 （3）联立求解，求得所需的参数。
机械设计第10章机械传动系统及其传动比
机械设计第10章机械传动系统及其传动比机械传动系统及其传动比案例导入：在实际的机械工程中，为了满足各种不同的工作需要，仅仅使用一对齿轮是不够的。
本章通过带式输送机、牛头刨床、汽车变速箱和差速器、自动进刀读数装置、滚齿机行星轮系等例子，介绍轮系的概念、分类、传动比的分析计算方法。
第一节定轴轮系的传动比计算在实际应用的机械中，为了满足各种需要，例如需要较大的传动比或作远距离传动等，常采用一系列互相啮合的齿轮来组成传动装置。
这种由一系列齿轮组成的传动装置称为齿轮系统，简称轮系。
一、轮系的分类轮系有两种基本类型：(1)定轴轮系。
如图10-1所示，在轮系运转时各齿轮几何轴线都是固定不变的，这种轮系称为定轴轮系。
(2)行星轮系。
如图10-2所示，在轮系运转时至少有一个齿轮的几何轴线绕另一几何轴线转动，这种轮系称为行星轮系。
图10-1 定轴轮系二、轮系的传动比1.轮系的传动比轮系中，输入轴（轮）与输出轴（轮）的转速或角速度之比，称为轮系的传动比，通常用i表示。
因为角速度或转速是矢量，所以，计算轮系传动比时，不仅要计算它的大小，而且还要确定输出轴（轮）的转动方向。
2.定轴轮系传动比的计算根据轮系传动比的定义，一对圆柱齿轮的传动比为nzi12 1 2 n2z1式中：“±”为输出轮的转动方向符号，图10-2行星轮系第十章机械传动系统及其传动比当输入轮和输出轮的转动方向相同时取“＋”号、相反时取“－”号。
如图10-1a) 所示的一对外啮合直齿圆柱齿轮传动，两齿轮旋转方向相反，其传动比规定为负值，表示为：i=n1=n2z2 z1如图10-1b)所示为一对内啮合直齿圆柱齿轮传动，两齿轮的旋转方向相同，其传动比规定为正值，表示为：n1z2 i= =n2z1如图10-3所示的定轴轮系，齿轮1为输入轮，齿轮4为输出轮。
应该注意到齿轮2和2＇是固定在同一根轴上的，即有n2=n2′。
此轮系的传图10-3定轴轮系传动比的计算动比i14可写为：nnn ni14 1 123 i12i2 3i***** z2z3z4 312上式表明，定轴轮系的总传动比等于各对啮合齿轮传动比的连乘积，其大小等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比，即m从1轮到k轮之间所有从动轮齿数n的连乘积i1k 1 1 (10-1) nk从1轮到k轮之间所有从主轮齿数的连乘积式中：m为平行轴外啮合圆柱齿轮的对数，用于确定全部由圆柱齿轮组成的定轴轮系中输出轮的转向。
§11.2 定轴轮系的传动比
齿轮回转方向
用线速度方向表 示齿轮回转方向
投影方向
机构运 动简图 投影方向
机械设计系 机械设计系
§11.2 定轴轮系的传动比
• 2.首末两轮的转向
• （1）平面定轴轮系
一对齿轮的传动比：
1 1 2 2
i12=
±
z2 z1
“+”号表示内啮合两轮转向相同， “-”号表示外啮合两轮转向相反。
空间定轴轮系传动比前 的“+”、“－”号没有实 际意义。
不平行
机械设计系 机械设计系
§11.2 定轴轮系的传动比
• 2.首末两轮的转向
• （2）空间定轴轮系
如何表示一对圆锥齿轮的转向？
机构运动简图
线速度方向
表示齿轮回转方向 用线速度方向表 示齿轮回转方向 齿轮回转方向
机械设计系 机械设计系
§11.2 定轴轮系的传动比
向关系则必须在机构简图上用箭头来表示。
1 z2 zk i1k k z1 zk 1
机械设计系 机械设计系
§11.2 定轴轮系的传动比
• 2.首末两轮的转向
• （2）空间定轴轮系
• 空间定轴轮系中含有轴 线不平行的齿轮传动；
不 平 行
•
•
“+”、“－”不能表示 不平行轴之间的转向关系；
§11.2 定轴轮系的传动比
• 2.首末两轮的转向
3
• （1）平面定轴轮系
1 3 z 2 z 3 z 4 z5 i15 ( 1) z4 5 z1 z2 z3
2 1 3' 4 5
4'
1 m z2 zk i1k (1) k z1 zk 1
定轴轮轮系的传动比计算
老师出示小黑板给出每种齿轮副的端面图、侧面图要求学生在黑板上的端面图和侧面图上分别标出两轮转向，并写出其传动比公式。
二、新引入新课：教师接着展示定轴轮系模型，引导学生参与到演示教学中来，通过一对齿轮的传动比概念，教师提出问题：多个齿轮的传动比是否就是输入轴的转速与输出轴的转速之比？引发学生思考。
演示模型启发提问2分钟授新：一定轴轮系传动比公式推导和传动比定义的理解35分钟课讲授由以上两个齿轮传动的思路和以下例题的推导过程来推出定轴轮系传动比公式和定义分析步骤：1）分析该轮系的传动路线。
2）该轮系有几对齿轮组成？3）每一对啮合的齿轮中哪一个是主动轮？哪一个是从动轮？分别写出它们传动比公式。
4）在该轮系中分别有哪些齿轮是同轴的？注意：所有齿轮副传动比的连乘积就是该轮系的传动比。
514'3'21543354433221453423122)1(ωωωωωωωωωω=-==⋅⋅⋅⋅⋅⋅zzzzzzzziiii由以上定轴轮系的传动比公式得出其定义：定轴轮系传动比是指轮系中首末两轮的角速度(或转速)之比。
推广：设首轮A的转速为nA，末轮K的转速为nK，m为圆柱齿轮外啮合的对数，则平面定轴轮系的传动比可写为：◆其中：m为外啮合圆柱齿轮副的数目◆结果为正：两轮回转方向相同◆结果为负：两轮回转方向相反◆思考：齿轮4在图中位置有什么特殊地方？在公式中有什么特点？对轮系的传动比有何影响？齿轮4既是齿轮3´的从动轮又是齿轮5的主动轮；它的齿数或转数在公式中既作分子又作分母；只改变齿轮副中从动轮教师引导学生通过从模型到简图按着这几个步骤一步步分析来掌握对轮系的读图，通过推导得出定期轴轮系传动比公式。
要求学生理解、领会定轴轮系传动比公式。
122’3 3’45122112zzi-==ωω'233223zzi==ωω'344334zzi-==ωω455445zzi-==ωω回转方向而不影响齿轮副传动比的大小——惰轮（过桥轮）惰轮作用：1、实现换向1）2）◆总结:外啮合时加偶数惰轮时，齿轮副的主、从动轮的回转方向是相反的◆外啮合时加奇数惰轮时，齿轮副的主、从动轮的回转方向是相同的2、延长传动距离，所以又称过桥轮。
定轴系传动比
§5-6 定轴轮系传动比的计算一、轮系的基本概念●轮系：由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统；●轮系的分类：定轴轮系：所有齿轮轴线的位置固定不动；周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定；●定轴轮系的分类：平面定轴轮系：轴线平行；空间定轴轮系：不一定平行；●轮系的传动比:轮系中首、末两轮的角速度(或转速)之比，包括两轮的角速比的大小和转向关系。
传动比的大小：当首轮用“1”、末轮用“k”表示时，其传动比的大小为：i1k＝ω1/ωk＝n1/n k传动比的方向：首末两轮的转向关系。
相互啮合的两个齿轮的转向关系：二、平面定轴轮系传动比的计算特点：●轮系由圆柱齿轮组成，轴线互相平行；●传动比有正负之分: 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。
1、传动比大小设Ⅰ为输入轴，Ⅴ为输出轴；各轮的齿数用Z来表示；126127角速度用ω表示；首先计算各对齿轮的传动比：所以：结论： 定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积，其值等于各对齿轮的从动轮齿数的乘积与主动轮齿数的乘积之比； 2、传动比方向在计算传动比时，应计入传动比的符号： 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。
（1）公式法式中：m 为外啮合圆柱齿轮的对数 举例：（2）箭头标注法采用直接在图中标注箭头的方法来确定首末两轮的转向，转向相同为“+”，相反为“-”。
举例：122112z z i ==ωω32223332z i z ωωωω'''===33434443z i z ωωωω'''===455445z z i ==ωω11211)1(--==k km k k z z z z i K K ωω三、空间定轴轮系的传动比特点：●轮系中包含有空间齿轮（如锥齿轮、蜗轮蜗杆、螺旋齿轮等）；●首末两轮的轴线不一定平行。
1 传动比的大小2 传动比的方向注意：只能采用箭头标注法，不能采用(-1)m法判断。
分两种情况讨论：情况1：首、末两轮轴线平行传动比计算式前应加“+”、“-”号，表示两轮的转向关系。
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行星轮系传动比的计算
回忆上节内容:定轴轮系传动比的计算公式为:i1k=n1/nk=i1*i2*i3* (i)
定轴轮系的特点是:每个齿轮都是围绕固定的周线旋转,没有自身的公转.
今天我们看以下行星轮系,请同学们思考:行星的运动特点?
对,行星一方面不仅围绕固定的轴线旋转,而且会围绕太阳公转.
下面这张图就是行星轮系,结构和特点我们看一下:
结构:齿圈,太阳轮,行星轮,行星齿轮架
原理:行星齿轮不仅自转,还有围绕太阳轮的公转.
计算传动比:转化法:化行星轮系为定轴轮系
简化结构如下:
太阳轮:n1 z1
行星轮:n2 z2
齿圈:n3 z3
行星架:nh Zh
则传动比计算公式为:ng-nh/nk-nh=(-1)m齿轮G,K之间所有从动轮齿数的连乘积/齿轮G,K之间所有主动轮齿数的连乘积
例题:如图所示为圆锥齿轮组成的差动轮系,Z1=Z2=Z3,求齿轮1,3和行星架H三者转速的关系
解:该轮系为差动轮系,其中齿轮1,3及行星架H的轴线均互相平行或重合,将齿轮1看作主动轮,齿轮3看作从动轮,并设齿轮1的转向为正,通过画箭头,齿轮3的箭头与齿轮1 的相反,故为负,由公式计算:
N1-nh/n3-nh=-z2z3/z1z2=-z3/z1=-1
所以三者转速关系为:
2nh=n1+n3
分析:行星轮系在汽车上的应用:1.汽车后桥差速器。
轮系传动应用与失效分析 定轴轮系传动比计算
齿数的 连 乘积 齿数的 连 乘积
3. 定轴轮系从动轮转向的确定
传动比正负号规定： ➢ 两轮转向相同(内啮合) 时传动比取正号，两轮转向相反(外
啮合)时传动比取负号； 根据传动比的正负号确定轮系中从、主动轮的转向关系： ➢外啮合次数为偶数时轮系的传动比为正，从动件的转向与主 动轮相同； ➢外啮合次数为奇数时，轮系的传动比为负，从动件的转向与 主动轮相反。
z2 z3 z5
z1
z 2
z3
2. 定轴轮系传动比的计算
结论：平面定轴轮系传动比的大小等于轮系中所有从动轮齿数 的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比 。
设轮1为起始主动轮，轮K为最末从动轮， 则平面定轴轮系的传动比的一般公式为 :
i1k
n1 nk
轮 1至 轮 轮 1至 轮
k间 所有 从动轮 k间 所有 主 动3 z6 z1z2 z3 z5
3.平面定轴轮系从动轮转向的确定
蜗杆传动：用蜗杆“左、右手法则”，对右旋蜗杆，用右手握住 蜗杆的轴线，四指弯曲方向与蜗杆转动方向一致，则与拇指的指 向相反的方向就是蜗轮在节点处圆周速度的方向。对左旋蜗杆， 用左手法则。
小结
通过本知识点学习： 1. 认识轮系传动比概念 2. 能分析定轴轮系传动比及计算 3. 能判断定轴轮系传动末轮转向
1. 传动比概念
轮系的传动比——是指轮系中输入轴（主动轮）的角速度（或 转速）与输出轴（从动轮）的角速度（或转速）之比，即 :
iab
a b
na nb
角标a和b分别表示输入和输出齿轮
轮系的传动比计算，包括计算传动比的大小和确定输 出轴的转向两个内容。
1.一对齿轮啮合时主、从动轮之间的转向关系 1）外啮合圆柱齿轮传动时，主从动轮转向相反
定轴轮系的总传动比等于各级传动比
定轴轮系的总传动比等于各级传动比
总传动比是指轴轮系的传动系统的传动比的总和。
在轴轮系的传
动过程中，它可以从输入轴传输到输出轴的动能，其用途是调节转矩
或速度。
由于每一级设备都会产生一定的传动比，所以总传动比就是
所有传动比合计在一起的结果。
计算轴轮系的总传动比通常有两种方法，即直接法和递推法。
在
直接法中，总传动比可以由系统的每一个级别来计算。
例如，如果有
两个级别设备，每个级别的传动比都是2：1，那么总传动比就为4：1。
而在递推法中，可以将多级设备的传动比构成一个递推公式，从
最上级设备的传动比开始，通过最后一级传动比乘上总传动比即可得
到总传动比。
总传动比是发动机推动轴轮系汽车行驶时，达到最大功率和扭矩
输出，以及输出轴提供最大转速等重要参数的基础因素。
它的比例取
决于轴轮系的设计参数，以及需要传输的动能大小，在一定程度上控
制着车辆的速度、功率和燃油消耗。
因此，计算轴轮系的总传动比也至关重要，它对于制造出符合发
动机设计参数要求的车辆，用尽可能低的燃油消耗，提高行驶效率具
有重要意义。
所以，总传动比也是系统设计和选择轴轮系产品时，必
须了解和研究的重要参数。
定轴轮系传动比的计算教案
定轴轮系传动比的计算【一】教学目标1.了解轮系的类型2.掌握定轴轮系传动比的计算及转向判断【二】教学的重点与难点重点：定轴轮系传动比的计算。
难点：定轴轮系的转向判别。
【三】教学方法与手段采用多媒体教学（加动画演示），讲授推演、启发式、互动式，注重理论联系实际。
【四】教学任务及内容【五】教学步骤1 定轴轮系及其传动比计算轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。
在运转过程中，各轮几何轴线的位置相对于机架是固定不动的轮系称为定轴轮系。
定轴轮系又可分为平面定轴轮系和空间定轴轮系。
平面定轴轮系空间定轴轮系功用：实现大传动比传动；实现较远距离的传动；实现换向传动；实现变速传动；实现多分路传动。
（1）平面定轴轮系传动比的计算输入轴与输出轴之间的角速度之比:传动比111555n i n ωω== 包含两个方面：大小与转向 轮系中各对啮合齿轮的传动比为：121221w z i w z ==- 322332z w i w z == 343443w z i w z '''==- 544554z wi w z '''==- 且：33w w '=44w w '= 此轮系传动比为：312343534524151223344523451234134()(+)()()(1)w w w w z z z z z z zi i i i i w w w w z z z z z z z ''''''''===---=-结论：①定轴轮系传动比等于各级齿轮传动比的连乘积； ②计算式为(1)nAB i =-所有从动轮齿数连乘积所有主动轮齿数连乘积其中：A ，B 分别为主动轮和从动轮；n 为外啮合齿轮的对数。
③同时与两个齿轮啮合的齿轮称为惰轮，在计算式中不出现，其作用表现为：一是结构要求；二是改变转向；5ω1④首末两轮相对转向还可用箭头方式确定。
轮系的传动比计算
4
Z3 Z1
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例4-5 图示行星轮系中，已知z1 = 50、z2 = 30、z3 = 100，求传动 比i1H。
解：根据转化轮系法，齿轮1、3和行星架轴线相重合
由
i1H3 =
n1 n3
nH nH
=
z2 z3 z1 z2
=
z3 z1
即
i1H3
=
n1 nH 0 nH
（1）对于圆柱齿轮组成的定轴轮系确定传动比正负的方法： a.外啮合的次数； b.画箭头。
（2）当轮系中包含圆锥齿轮、蜗杆蜗轮时，传动比的计算仍用上 式计算，但各轮的转向必须画箭头确定。
a.当首末两轮轴线平行时，仍用正负表示两轮之间的关系。 b.当首末两轮轴线不平行时，不能用正负表示，只能依次画箭 头。
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轮系的传动比计算
1
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一、轮系的传动比
轮系中首末两轮的转速之比称为轮系的传动比，用iab表 示。
iab na / nb
轮系的传动比计算，包括计算传动比的大小和确定转向两 个内容。
二、定轴轮系的传动比计算
1．定轴轮系中齿轮传动方向的确定
i15
n1 n5
(1)3
z2 z3 z4 z5 z1z2 z3 z4
z2 z3z5 z1z2 z3
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轮系传动比的一般表达式： n表示外啮合的次数。
i
n主 n从
（
1）n
各从动轮齿数的乘积 各主动轮齿数的乘积
齿轮4既是从动轮，又是主动轮，其存在不影响传动比，但改 变了外啮合的次数，称为过桥齿轮或惰轮。
定轴轮系传动比计算课件
步骤
首先确定轮系中各个齿轮 的转速和齿数，然后根据 转速和齿数计算出传动比 。
适用范围
适用于轮系中齿轮齿数已 知，且转速相对稳定的情 况。
转化机构法
定义
适用范围
转化机构法是将定轴轮系转化为周转 轮系，然后利用周转轮系的传动比计 算公式来计算定轴轮系的传动比。
适用于轮系中齿轮齿数未知，但转速 相对稳定的情况。
计算精度。
优化数学模型
优化数学模型可以减少模型误 差，提高计算精度。
引入修正系数
在计算过程中引入修正系数可 以补偿齿轮制造误差、装配误 差和工作条件变化对传动比计 算的影响。
采用高精度测量设备
采用高精度测量设备可以减少 齿轮制造误差和装配误差对传
动比计算的影响。
06
课程总结与展望
本课程主要内容回顾
05
误差分析与影响因素
计轮系传动比计算中，数学模型可能存在误差 ，导致计算结果不准确。
数值近似误差
在计算过程中，数值近似可能导致误差，如舍入 误差、截断误差等。
算法误差
算法本身可能存在误差，如迭代算法的收敛性、 稳定性等。
主要影响因素探讨
齿轮制造误差
01
齿轮制造过程中可能存在误差，如齿距偏差、齿形偏差等，这
工作原理
当主动轮旋转时，通过中间传动件将动力传递到从动轮，实 现机械能传递。
齿轮几何参数与传动比关系
齿轮几何参数
包括齿数、模数、压力角等。
传动比关系
在定轴轮系中，传动比等于从动轮转速与主动轮转速之比，也等于各级齿轮传 动比的乘积。
03
传动比计算方法
直接计算法
01
02
03
定义
直接计算法是根据定轴轮 系中各个齿轮的齿数和转 速，直接计算出传动比的 方法。
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定轴轮系传动比的计算126§5-6 定轴轮系传动比的计算一、轮系的基本概念● 轮系：由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统；● 轮系的分类：定轴轮系： 所有齿轮轴线的位置固定不动； 周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定； ● 定轴轮系的分类：平面定轴轮系：轴线平行； 空间定轴轮系：不一定平行； ● 轮系的传动比:轮系中首、末两轮的角速度(或转速)之比，包括两轮的角速比的大小和转向关系。
传动比的大小：当首轮用“1”、末轮用“k ”表示时，其传动比的大小为：i 1k ＝ ω1/ωk ＝n 1/n k 传动比的方向：首末两轮的转向关系。
相互啮合的两个齿轮的转向关系：127二、平面定轴轮系传动比的计算特点：●轮系由圆柱齿轮组成，轴线互相平行； ●传动比有正负之分: 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。
1、传动比大小设Ⅰ为输入轴，Ⅴ为输出轴； 各轮的齿数用Z 来表示； 角速度用ω表示； 首先计算各对齿轮的传动比：所以：122112z z i ==ωω32223332z i z ωωωω'''===33434443z i z ωωωω'''===455445z z i ==ωω128结论： 定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积，其值等于各对齿轮的从动轮齿数的乘积与主动轮齿数的乘积之比； 2、传动比方向在计算传动比时，应计入传动比的符号： 首末两轮转向相同为“+”，相反为“-”。
（1）公式法式中：m 为外啮合圆柱齿轮的对数举例：（2）箭头标注法采用直接在图中标注箭头的方法来确定首末两轮的转向，转向相同为“+”，相反为“-”。
举例：11211)1(--==k k m k k z z z z i K K ωω129三、空间定轴轮系的传动比特点：●轮系中包含有空间齿轮（如锥齿轮、蜗轮蜗杆、螺旋齿轮等）；●首末两轮的轴线不一定平行。
1 传动比的大小2 传动比的方向注意：只能采用箭头标注法，不能采用(-1)m 法判断。
分两种情况讨论：情况1：首、末两轮轴线平行传动比计算式前应加“+”、“-”号，表示两轮的转向关系。
举例：主动轮齿数连乘积从动轮齿数连乘积k i 1130情况2：首、末两轮轴线不平行只计算传动比的大小，各轮的转向在图中标出。
举例： 大小：转向如图。
例1 在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n 11440= r/min , 转动方向如图示，其余各轮齿数为：402=z ，202='z，303=z，183='z，54 4=z ，试：'3'2143214z z z z z z i =131（1）说明轮系属于何种类型；（2）计算齿轮4的转速4n ；（3）在图中标出齿轮4的转动方向。
解：（1）该轮系为定轴轮系 （2）81440543040182014321 3 214=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅⋅=''z z z n z z z nr/min（3）蜗杆传动可用左右手定则判断蜗轮转向↓。
然后用画箭头方法判定出n 4转向: n 4方向:←。
例2 如图所示轮系中，已知：单头蜗杆转向和旋向， Z 2=56，Z 2’=50，Z 3=80，Z 4’=30，z 5=50且齿轮2‘和齿轮4同轴线求：i15及齿轮5的转向 解：传动比大小：2102223'243'243'24=+=→+=→+=z z z mz mz mz dr r方向：如图所示轮5方向:←。
§5-7 周转轮系的传动比的计算一、周转轮系的组成和分类1、周转轮系的组成周转轮系：轮系中如果至少有一个齿轮的轴线绕另一齿轮的轴线转动周转轮系是由行星轮、中心轮、行星架和机架组成。
周转轮系中凡是轴线与主轴线O1O2重合，并承受外力矩的构件称为基本构件。
显然下图中，中心轮1、3与行星架H为基本构件。
2、周转轮系的分类a、按周转轮系的自由度分类（1）差动轮系若周转轮系的自由度为2，则称其为差动轮系(如图5-49a所示轮系)。
此轮系132需要有两个独立运动的主动件。
(2) 行星轮系若周转轮系的自由度为1，(如图5-49b所示轮系)，则称它为行星轮系。
该轮系只需要有一个独立运动的主动件。
、b、按基本构件的组成分类(1) 2K-H型周转轮系图5-50a、b、c所示为2K-H型周转轮系的三种不同型式，该轮系的特点是轮系中有2个中心轮。
(2) 3K型周转轮系图5-50d所示为3K型周转轮系，该轮系中有三个中心轮，而其中的行星架H 只是起支承行星轮的作用。
133134(3) K -H -V 行星轮系 图5-50e 所示轮系只有一个中心轮，其运动是通过等角速机构由V 轴输出。
二、周转轮系传动比的计算由于周转轮系中有行星轮，故其传动比不能直接用定轴轮系传动比的公式进行计算。
但是如果将轮系中的行星架相对固定，即将周转轮系转化为定轴轮系，就可以借助此转化轮系(或称为转化机构)，按定轴轮系的传动比公式进行周转轮系传动比的计算，这种方法称为反转法或转化机构法。
在上图中，设ω1 、ω3 、ω2 、ωH 分别为中心轮1、3、行星轮和行星架的角速度(绝对角135速度)，如果给整个周转轮系加上一个 –ωH 的公共角速度，此时行星架就相对固定不动，原周转轮系就转化为定轴轮系，在转化轮系中各构件的角速度如下：由于转化轮系相当于定轴轮系，故其传动比可按定轴轮系的传动比公式进行计算：根据上述原理，不难得出计算周转轮系传动比的一般关系式。
设周转轮系中的两个太阳轮分别为m 和n ，行星架为H ，其转化轮系的传动比Hmni 可表示为(式1)上上式中当给定mω、nω及Hω中任意两个量，便可求得第三个量。
于是，此公式可用来求解周转轮系各基本构件的绝对速度和任意两基本构件间的传动比。
齿数连乘积假想定轴轮系中主动轮齿数连乘积假想定轴轮系中从动轮±=--==H nH mH nH m H mniωωωωωω132132313113z z z z z z iH HH HH-=-=--==ωωωωωω这里要特别注意式中的“±”号，它由在转化轮系中m，n两轮的转向关系来确定，“±”号若判断错误将严重影响到计算结构的正确性，故千万要小心。
另外要注意ω、nω、Hω均为代数值，在使用中要带有m相应的“±”号。
三、周转轮系传动比计算的注意事项：1.以上两式只适用于转化轮系的首末两轮轴线平行的情况。
例如：图中所示的转化轮系的构件1与构件3的传动比可以写成但由于构件1的轴线与构件2的轴线不平行，故2．由于使用(5-43）式时，首、末两轮轴线必须平行，故齿数比前要加+号或-号。
+号表示转化轮系首、末两轮转向相同，“-”号表示首、末两轮转向相反。
因为此处的“+”、“-”号不仅表明转化轮系136首、末两轮的转向，还直接影响各构件角速度之间的数值关系。
3. ω1 、ωk、ωH 均为代数值，运用(5-43)式计算时要带相应的“+”、“-”号，如转向相同，用同号代入，若转向不同应分别用“+”、“-”号代入。
在已知周转轮系中各轮齿数的条件下，已知ω1 、ωk、ωH 中的两个量(包括大小和方向)，就可按(5-43)式确定第三个量。
注意第三个构件的转向应由计算结果的“+”、“-”号来判断。
由于行星轮系中有一个中心轮的转速为零，若令行星轮系的中心轮k固定，由于其转速n k=0，故由(5-43)式可推导出；由以上分析可知，周转轮系中各个构件的转速的确定，轮系中两构件的传动比，一定要借助转化轮系的传动比求得。
所以iH1=10000n1与nH转向相同。
举例：137此例说明：●周转轮系可获得很大的传动比。
但必须指出这种轮系的效率很低。
●当轮1主动时，将产生自锁，因此在设计轮系时还要注意其效率问题。
●此轮系只用于轻载下的运动传递及作为微调机构。
●计算周转系的传动比时．应用“+”、“-”号代入各轮的转速，而图中的箭头只表示转化轮系的齿轮的转向，不是周转系各齿轮的真实转向。
§5-8 复合轮系的传动比的计算一、复合轮系的有关概念轮系中包含有定轴轮系和周转轮系或者含有一个或多个周转轮系的齿轮传动系统称为复合轮系。
由一个行星架及行星架上的行星轮(可以是多个行星轮串联)和与行星轮相啮合的中心轮组成一个基本周转轮系。
138图示轮系为复合轮系：二、复合轮系的传动比计算复合轮系传动比既不能直接按定轴轮系的传动比来计算，也不能直接按周转轮系的传动比来计算，而应当将复合轮系中定轴轮系部分和周转轮系部分区分开来分别计算。
因此，复合轮系传动比计算的方法及步骤为：1）分清轮系。
正确地划分定轴轮系和基本周转轮系。
根据周转轮系具有行星轮的特点，首先要找出行星轮，再找出行星架(注意行星架不一定是呈杆状)，以及与行星轮相啮合的所有中心轮。
分出一个基本的周转轮系后，还要判断是否有其他行星轮被另一个行星架支承，每一个行星架对应一个周转轮系，139在逐一找出所有基本周转轮系后，剩下的便是定轴轮系了。
2）分别计算。
即定轴轮系部分应当按定轴轮系传动比方法来计算，而周转轮系部分必须按周转轮系传动比来计算，应分别列出它们的计算式。
3）联立求解。
即根据轮系各部分列出计算式，进行联立求解。
其中分清轮系是复合轮系传动比正确计算的前提和关键，也是本章轮系传动比计算中的难点，应当很好地掌握。
三、复合轮系的传动比计算举例例 1 图示轮系中，各轮模数和压力角均相同，都是标准齿轮，各轮齿数为z 123=,z z z z z z n23344515192404017331500=======,,,,,,''r/min,转向如图示。
试求齿轮2'的齿数z2'及nA的大小和方向。
解：140141（1）齿轮1，2啮合的中心距等于齿轮2'，3啮合的中心距，所以得z z z z 1232+=-'z z z z 231292235118'=--=--=（2）)(3)22(1A --'--组成差动轮系，)(5)44(3A --'--'组成行星轮系i n n n n z z z z H H H 1313231251922318343=--=-=-⨯⨯=-'i n n n n i z z z z H H H H333354534111403340175017''''===-=+=+⨯⨯= n n n nHHH 15017343--=-33661n n n H H -=-（3）6331n n H=-n n n A H ==-=-=-1211500217143.r/min（4）负号表明n H转向与n 1相反。