毕业设计论文-周转轮系传动效率计算
齿轮传动效率计算公式
齿轮传动效率计算公式
齿轮传动是一种常见且重要的机械传动方式，其通过齿轮的啮合实现力的传递和转速的变换。
在实际应用中，了解齿轮传动的效率对于正确设计和选择传动系统至关重要。
齿轮传动的效率是指输入功率与输出功率之间的比值，通常以百分比表示。
齿轮传动的效率计算公式如下：
效率 = （输出功率 / 输入功率）× 100%
其中，输出功率是齿轮传动转动后输出的功率，输入功率是齿轮传动输入的功率。
为了计算齿轮传动的效率，首先需要确定齿轮传动的输入功率和输出功率。
输入功率可以通过测量输入轴上的转矩和转速得到，输出功率则可以通过测量输出轴上的转矩和转速得到。
然而，齿轮传动的效率并不是一个恒定的数值，它受到多种因素的影响。
以下是一些影响齿轮传动效率的因素：
1. 摩擦损失：齿轮传动中的摩擦会导致能量损失，降低传动效率。
减少齿轮齿面的摩擦和磨损可以提高传动效率。
2. 轴向载荷：齿轮传动中的轴向载荷会增加齿轮的摩擦和变形，从而降低传动效率。
合理设计轴承和支撑结构可以减小轴向载荷，提高传动效率。
3. 齿轮啮合精度：高精度的齿轮啮合可以减小摩擦和噪声，提高传动效率。
4. 润滑状态：适当的润滑可以减小齿轮的摩擦和磨损，提高传动效率。
总之，了解齿轮传动的效率对于正确选用和设计传动系统至关重要。
通过计算齿轮传动的输入功率和输出功率，并考虑各种影响因素，可以得到准确的传动效率，从而优化机械系统的性能。
《机械原理》课程思政的教学设计——以周转轮系的传动
要教师仔细考虑如何有效管理课堂、如何取舍课堂教学
内容、如何讲授课堂教学内容、如何有技巧地融入思政
内容。比如，需要对知识点进行深入梳理，采用合适方
法将知识点贯穿在知识创新的骨架上；需要以具体教学
内容为载体，采用合适方法引导学生发现问题、分析问
题，增强创新意识，激发探究新知识的兴趣；可以尝试结
动比。
结合以上重难点，在授课过程中要时刻观察学生掌
握程度，据此调整讲解速度；要经常设问，加强与学生互
动，必要时就所提问题要求学生分小组讨论；同时周转
轮系的运动要通过播放动画或者实物演示，加深学生的
理解。
5 “周转轮系的传动比”的思政点融入
在学习“周转轮系的传动比”之前，学生已经学会了
定轴轮系传动比的计算方法，以此为前提，
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2023 年第 08 期
总第 315 期
《机械原理》课程具备理论性和实践性的特点。理
论性的特点要求学生在学习过程中要充分借鉴前面学
习过的《高等数学》《机械制图》《理论力学》等理论知识。
实践性的特点指本课程实验较多，要求学生独立完成以
之渗入教学内容中，对培养学生“思政”素质，实现全过
程育人具有重要意义。
2 机械原理课程简介
于课时少等原因，基本上只是知识点的讲授，很少涉及
《机械原理》课程的内容包括两部分：机构学部分和
思政内容。即便有些教师在课堂教学过程中设计了思
机械动力学部分［7］。机构学部分由机构的结构和运动
政元素，如果思政内容不能与课程内容很好的结合，由
的掌握似是而非，甚至对有些基本概念（机械学科中的
周转轮系的传动比计算
周转轮系的传动比计算周转轮系是一种用于传输运动和力的机械装置，常用于车辆和工程机械等设备中。
传动比是周转轮系中的重要参数，用于描述输入轮与输出轮的转速比和力的大小，决定了输出轮的转速和扭矩。
计算周转轮系的传动比需要确定输入轮和输出轮的直径。
假设输入轮的直径为D1，输出轮的直径为D2，其对应的转速分别为N1和N2、则周转轮系的传动比可以由下面的公式计算得到：传动比=N2/N1=D1/D2其中，传动比表示输出轮相对于输入轮的转速增益。
如果传动比大于1，输出轮的转速将大于输入轮的转速；如果传动比小于1，输出轮的转速将小于输入轮的转速；如果传动比等于1，输出轮的转速与输入轮的转速相等。
在实际应用中，周转轮系的传动比可以通过以下几种方式计算和确定。
1.机械传动计算法：根据输入轮和输出轮的直径来计算传动比。
这种方法适用于已知直径和转速的情况，但需要知道输入轮和输出轮的几何参数。
2.编码器计算法：通过安装编码器在输入轮和输出轮上，实时测量转速，然后计算传动比。
这种方法能够较准确地测量转速，但需要安装编码器和进行实时测量。
3.转速传感器计算法：通过安装转速传感器在输入轮和输出轮上，测量转速并传输给计算设备，然后计算传动比。
这种方法能够较准确地测量转速，但需要安装转速传感器和进行实时测量。
4.模拟计算法：根据输入轮和输出轮的转速曲线来进行传动比的估算。
这种方法能够通过分析转速曲线得到传动比的趋势，但需要输入轮和输出轮的转速曲线数据。
总之，传动比是周转轮系中的重要参数，能够描述输入轮和输出轮之间的转速和扭矩关系。
计算传动比需要确定输入轮和输出轮的直径，并可以通过机械传动计算法、编码器计算法、转速传感器计算法或模拟计算法来进行。
通过计算传动比可以优化周转轮系的设计和使用，满足具体设备的要求。
毕业设计(论文)-行星轮系减速器设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-行星轮系减速器设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/5371fe25b9f3f90f77c61b64.png)
第一章概述行星轮系减速器较普通齿轮减速器具有体积小、重量轻、效率高及传递功率范围大等优点，逐渐获得广泛应用。
同时它的缺点是：材料优质、结构复杂、制造精度要求较高、安装较困难些、设计计算也较一般减速器复杂。
但随着人们对行星传动技术进一步的深入地了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，从而使其传动结构和均载方式都不断完善，同时生产工艺水平也不断提高，完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。
根据负载情况进行一般的齿轮强度、几何尺寸的设计计算，然后要进行传动比条件、同心条件、装配条件、相邻条件的设计计算，由于采用的是多个行星轮传动，还必须进行均载机构及浮动量的设计计算。
行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为：2K—H、3K、及K—H—V三种。
若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW型、NGWN型和N型等。
我所设计的行星齿轮是2K—H行星传动NGW型。
第二章原始数据及系统组成框图（一）有关原始数据课题: 一种自动洗衣机行星轮系减速器的设计原始数据及工作条件：使用地点：自动洗衣机减速离合器内部减速装置；传动比：p i=输入转速:n=2600r/min输入功率：P=150w行星轮个数：n=3w内齿圈齿数z=63b（二）系统组成框图洗涤：A 制动，B 放开，运动经电机、带传动、中心齿轮、行星轮、行星架、波轮脱水：A 放开，B 制动，运动经电机、带传动、内齿圈（脱水桶）、中心齿轮、行星架、波轮与脱水桶等速旋转。
自动洗衣机的工作原理：见图第三章减速器简介减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。
减速器降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。
降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。
一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。
封闭式行星轮系传动效率计算的结点功率法_苏志霄
第15卷 第5期1996年 9月机械科学与技术M ECHAN ICA L SCI EN CE AN D T ECHN O LO GY V ol.15 N o.5Sep 1996 苏志霄封闭式行星轮系传动效率计算的结点功率法苏志霄 薛隆泉 崔亚辉 郗向儒 杨华成(西安理工大学 西安 710048)摘 要 利用迭加原理分析了差动轮系的功率流,提出了计算差动轮系效率的结点功率法,并将其应用于封闭式行星轮系的效率分析中,得出了具有实用价值的效率分式。
关键词 差动轮系 封闭式行星轮系 相对效率 结点功率法中图号 HT132.4引 言封闭式行星轮系的效率是由封闭体和差动轮系两部分综合影响而决定的,常见的差动轮系效率计算方法有啮合功率法[1],力矩法[1]、三平衡方程系数行列式法[2],采用上述三种方法时,一般来说需明确装置内部的主,从动构件及啮合传动路线。
由于实际轮系结构千变万化,上述三种方法应用在比较复杂的轮系中显得较为不便。
因而又常常应用M 、A 、Kpe йнec 提出的传动比法[1],但理论分析及实验结果均表明,传动比法的计算结果同实际往往存着一定的误差(有时达20%以上),这使得传动比法的应用受到了一定的限制。
本文提出了一种计算差动轮系效率的新方法结点功率法,并将其应用于封闭式行星轮系的效率计算中,得出了在各种功率流状态下封闭式行星轮系效率计算的普遍公式。
1 封闭式行星轮系的基本特征1.1 封闭式行星轮系的简化模型从封闭体和差动轮系的联接形式上来看,封闭式行星轮系分为KX 型和XK 型两大类。
KX 型的特点是封闭体和差动轮系在主动构件上联接,XK 型的特点是封闭体和差动轮系在从动构件上联接。
为便于分析计算,实际中常常采用封闭式行星轮系的简化模型。
图1和图2分别表示了KX 和XK 两类封闭式行星轮系的实际结构及其简化模型(简图中括号内的字母代表实际结构中的相应构件)。
简化模型中的K ,X 也代表其他形式的封闭式行星轮系中的封闭体和差动轮系部分。
最新周转轮系的传动比计算
3 0代入上式：
i1 H 1
iH 1 10000 100
iH1
1
10000
总结：
(1)周转轮系从动轮的转向不仅与主动轮转向 有关，还与齿数有关。 (2)周转轮系齿数相差不多，却可以获得很大 的传动比。
(3)周转轮系的齿数略有改变，可引起传动比 较大改变。
i13 H
Z 2 Z3 Z3 1H 1 H H 3 H Z1Z 2 3 Z1
H H H H o
1H 1 H 2H 2 H 3H 3 H
转化机构 转化机构
周转轮系的传动比计算公式：
i
H AK
Z2
H
1 H Z3 i 3 H Z1
H 13
Z1
Z3
1 1 1 H
1 2 H
i1 H
图示轮系中,已知:Z 例 4、 ? 1 100, Z 2 101, Z 2 100, Z 3 99。求:iH 1 ?
Z2
H
Z 2'
解H :
上海电机学院
知识回顾
一、定轴轮系传动比计算公式：
i AB
A 所有从动齿轮齿数的乘积 B 所有主动齿轮齿数的乘积
注： 公式中齿数比前符号的确定
二、周转轮系传动比的计算
(Transmission ratio of epicyclic gear train）
基本思想： 给整个周转轮系加上一个与系杆 H的角速度大小相等，方向相反的公 设法把周转轮系转化成定轴轮 共角速度 H ，系杆的角速度变为0 系，然后间接利用定轴轮系的传动 ，即系杆静止，整个周转轮系转化 比公式来求解。 为假想的定轴轮系。
周转轮系传动比的计算
周转轮系传动比的计算
周转轮系及转化轮系中各构件的转速
构件名称 原来的转速 转化轮系中的转速
太阳轮1 行星轮2 太阳轮3 行星架H
n1
n1H=n1-nH
n2
n2H=n2-nH
n3
n3H=n3-n H
nH
nHH=nH-nH=0
由于转化轮系为定轴轮系，故根据定轴 轮系传动比计算式可得轮1、3传动比为：
该结论可推广到周转轮系的转化轮系传动比计算的一般情况：
3.对于差动轮系，必须给定n 1 、 n k 、n H中任意两个（F=2，
两个原动件），运动就可以确定。对于简单周转轮系，有一太
阳轮固定（n k=0)，在n 1 、n H只需要给定一个（F=1，需要一
个原动件），运动就可以确定。
例:如图所示的周转轮系中，已知各 轮齿数为Z1=100, Z2=99, Z3=100, Z4=101 ，行星架H为原动件，试求传 动比iH1＝？
周转轮系传动比的计算
具有一个自由度的周转轮 系称为简单周转轮系，如 下图所示；将具有两个自 由度的周转轮系称为差动 轮系，如下图所示。
F=3x(N-1)-2PL-PH
F1=3x3-2x3-2=1 F2=3x4-2x4-2=2
自由度表示原动件的数目。
周转轮系传动比的计算
不能直接用定轴轮系传动 比的公式计算周转轮系的 传动比。可应用转化轮系 法，即根据相对运动原理， 假想对整个行星轮系加上 一个与行星架转速n H大 小相等而方向相反的公共 转速-n H，则行星架被固 定，而原构件之间的相对 运动关系保持不变。这样， 原来的行星轮系就变成了 假想的定轴轮系。这个经 过一定条件转化得到的假 想定轴轮系，称为原周转 轮系的转化轮系。
毕业设计论文-周转轮系传动效率计算
第1 章前言1.1 引言轮系传动时,有一个或几个齿轮的几何轴线位置不固定，而是绕其它齿轮的固定轴线回转,这种轮系被称作周转轮系[1]，如图1.1所示。
周转轮系是由太阳轮，行星轮和行星架组成的。
围绕着固定轴线回转的齿轮，称为太阳轮。
如图1-1中的齿轮1和齿轮3；齿轮2围绕着自己的轴线作自转的同时又与构件H通过回转副相连一起绕着固定轴线作公转就像行星一样运动故称为行星轮。
其中构件H我们称为行星架，转臂或系杆。
图1.1周转轮系根据自由度数的不同，周转轮系可分为差动轮系和行星轮系两类。
差动轮系的自由度数为2，即轮系有两个独立运动的主动件，如图1-2（a）所示；行星轮系的自由度为1，这种轮系只有一个独立运动的主动件，如图1-2(b)所示。
图1.2周转轮系此外，周转轮系还常根据其基本构件的不同来加以分类。
通常将轮系中的太阳轮以K表示，行星架以H表示，如果轮系中有两个太阳轮就称为2K-H型周转轮系，如图1-3所示：若轮系中有三个太阳轮，而行星架只是起支承行星轮的作用就称为3K 型周转轮系，如图1-4所示：轮系中只有一个太阳轮，其运动是通过等角速机构由V 轴输出就称为K-H-V行星轮系，如图1-5所示。
图1.3 2K-H型周转轮系图1.4 3K型周转轮系图1.5 K-H-V行星轮系1.2 周转轮系传动发展现状自上世纪五十年代起国内就开始对行星传动技术进行开发及应用，它的发展分为二个阶段，改革开放之前受技术水平，设计理念等因素的影响，行星传动技术处于比较低的水平，大部分行星齿轮箱仍需要从国外进口；改革开放之后随着国内科学技术的发展，国家为推进这方面技术的发展采用与研究所，高校，企业强强联合方式，在积极引进了国外先进的行星传动技术的同时对其关键的技术进行研究突破。
当前，国内行星传动技术多采用2K-H轮系传动，已发展了许多类型的系列产品，如我国应用较为普遍的通用行星齿轮减速器系列产品（JB/T6502-1993），此外还有分别用于立磨、辊压机、铝铸轧机、矿井提升机、管磨机、风电增速箱、水电增速箱及堆取料机上的行星齿轮箱等多种型式的专用系列产品[2]，如100t铸锭吊车主卷扬机行星减速器，15t转炉倾动装置差动减速器，5t电动葫芦的传动装置，50t转炉吹氧管卷扬机差动行星轮减速器。
02 机械设计基础 拓展阅读：周转轮系传动比的计算
周转轮系传动比的计算这次课的内容是周转轮系传动比的计算。
我们将学习下面两个方面的内容，一、周转轮系传动比的计算公式：二、案例分析。
一、周转轮系传动比的计算公式周转轮系的基本构件为：太阳轮(又称中心轮)、行星架(又称系杆或转臂)。
其它构件为：行星轮。
其运动有自转和绕中心轮的公转，类似行星运动，故得名。
类型有：2K-H型和3K型。
这是2K-H型周转轮系。
轮1、3和系杆作定轴转动，由于轮2既有自转又有公转,故不能直接求传动比。
如何求周转轮系的传动比呢？我们利用反转原理：给周转轮系施以附加的公共角速度－ωH后，不改变轮系中各构件之间的相对运动，但原轮系将转化成为一新的定轴轮系，可按定轴轮系的公式计算该新轮系的传动比。
转化后所得轮系称为原轮系的“转化轮系”。
这是转化轮系。
将轮系按－ωH反转后，各构件的角速度的变化如下:转化后: 系杆=>机架，周转轮系=>定轴轮系可直接套用定轴轮系传动比的计算公式。
因此，上式“－”说明在转化轮系中ωH1 与ωH3 方向相反。
右边各轮的齿数为已知，左边三个基本构件的参数中，如果已知其中任意两个，则可求得第三个参数。
于是，可求得任意两个构件之间的传动比。
周转轮系传动比的通用表达式为：= f(z)应用此公式时特别注意以下几点：1.齿轮m 、n 两轮的轴线必须平行。
2.计算公式中的“±” 不能去掉，它不仅表明转化轮系中两个太阳轮m 、n 之间的转向关系，而且影响到ωm、ωn、ωH 的计算结果。
如果是行星轮系，则ωm 、ωn 中必有一个为0（不妨设ωn＝0）,则上述通式改写如下：以上公式中的ωi 可用转速ni 代替。
用转速表示有：二、案例分析例1 2K －H 轮系中， z1＝z2＝20, z3＝601)轮3固定。
求i1H 。
2)n1=1, n3=-1, 求nH 及i1H 的值。
3)n1=1, n3=1, 求nH 及i1H 的值。
∴ i1H=4 , 齿轮1和系杆转向相同。
行星齿轮传动的设计计算——张庆波
ab
iH
0< ab <1
a
η = 1−iaHbηaHb
aH
1−iaHb
η = 1−iaHb /ηaHb
aH
1−iaHb
H
η = 1−iaHb aH 1−iaHb /ηaHb
注：ηH 为行星轮系的转化轮系的传动效率。 ab
定轴轮系中齿轮副的啮合损失系数为
η = 1−iaHb
aH
1−iaHbηaHb
转速计算公式在差动轮系中也可以使用。式中的 na 、 nb 、 nH 都不为零， na 、 nb
为两输入转速，即电机转速，是已知条件，由此可求出输出转速 nH 。 2 行星轮系传动扭矩计算
在 2K-H 型周转轮系中，设作用在中心轮 a、b 和转臂 H 三个基本构件上的
外力矩为 M a 、M b 和 M H 。当轮系处于等速运转时，根据力学的平衡原理，作用 在基本构件上的外力矩之和等于零，即
i i = 1− H = 1− 88 / 20 = 5.4
aH
ab
通过公式的变形转化可得行星架的转速，对于此减速机，也就是输出转速，
nH
=
na Za +nb Zb Za +Zb
=
640×20 20+88
= 118.52 r/min
行星轮除了绕太阳轮的公转，还有绕行星轴的自转，行星轮的自转速度，也
2
就是行星轮相对于行星架的相对转速，在计算行星轮支撑轴承寿命时是一个非常 重要的参数。根据下式：
失功率（主要指齿轮啮合齿廓间摩擦损失的功率）应该是相等的，这就是转化轮
系法计算行星轮系效率的理论基础［3］。
根据行星轮系中各构件的输入、输出关系以及转速大小，有不同的计算公式，
【doc】2K—H周转轮系传动研究
2K—H周转轮系传动研究第13卷第2期2K—H;转靶系传动研究.312K_H周转轮系传动研究哈尔滨船舶工程学院馋志贤[埔菩]率文研究了各类2K—H差动轮系的传动特注,并将其效率计算归纳为三个筒捷易记面又概念清晰的公式.以本文提出的方法昕编制约通用程序是简练的.本文对2,一H差动轮系的设计具有指导意义.一.转速比关系武设21H差动轮系的三个基本构件4,6.丑的转速分别为n..m,n目.由式1?.~1a--ME=得".一^一(1一)抽一0(1)称为结构参数.当^>0时为正号机梅.<0时为负号机构.记I-.一RgJ~_a.Im,由(1)式得I¨一一(1一)IHl=0I.日一^IlH一(1-k)=0于是I-等(.)I一半(3)●l即IH与I.是I.1的函数.当=0时,由(3)式得行星轮系传动比1=1一当.=o对.由(2)式梧Im盘古.在以下讨论中.均以I"为自变量进行分析.=,转矩比关系式记基本构件上的扭矩硝.瓢为r-,H.由于.+t+TH=0故l+丰+睾一0心轮口的橱对功率流系数,将(3)式代入此武得:-(I.1年0)(8)由上式看出,对于负号机构以及>l的正号机构,当I¨<0或I.>1时,卢..>0.故此时若T-n.>0(即口轮在差动轮系中是主动轮)取=l若T.n.<0.取=一1.当0<I.b<l时.卢..<0,若T..>O,取一一一1.若r.n.<0,取￡=1.厢对于0<<】的正号机构,情况相反,￡取值规贝4 如下:当0主动时,若0<I"<1,取￡=1.若I"在此范围之外.取一一:当口轮被动时,若O<I¨<1.取z=一1.否贼=1.口轮固定时,定义6轮的相对功率系数:塑』-敬取但规刚如下;当6主动时,若^>1.则.=1,吾射一一l;当6被动时,若^>1.黟=一l,否则一1.至此,全部解决了周转轮系中的转矩比计算问题.r,差荔霎篙麦率.司攀一记转矩..一一争,.÷=一THI~R,则记转矩.-一一,?.一,则首先研究基本构寺一急=一等(9)分别为6和圩对亍.轮的功率流系数.于是可以通过这两个系数的正负号确定口,b,圩三构件问的主孰关系现将",.n的正负号与In帮^的关系列表分析如下.奎}埙称一一一～一一僻..中够,一一一一一一一.一一一一～齿轮l989年附寰一,负号机构正号机构^<00<^<l^>1lIIb<^^一o.>0<00一^>^<00一^>^2月.'=矗?可H+3R.H=1一月"++^<H)一(^>1/)4T—I.'(1一)…I.b一^+++++5=一—+++6.=一+++—r仅.主仅b主仅H主仅H主仅b主仅口主仅H主仅b主仅0主主从关系动(或毯(或动(或(或砖(或动(或载(或动(或动(或被动)被动)被动)被动)被动)被动)被动)被动)被动)j年1—^董果●一,…^轮,一,概.一,风?,一,一月.5H^,,…….j'".I-X,,:,,,IbH,月'"1--^1.当I??<^<o或I.b>^>0时的效率,.,一+三'+一‰=o—'?;一1)=』』)=一(卢--+卢-n)(1.):(宰一),:(月.)主,当<Ib<o或^>.b>o时的效率晶率'H一":…,', 些时,主动或被动,于是一舶.:一1)?n-+'+xn=o四,周藉蟊系自锁(11)当.主动时取=1,.被动时=一1.3,I.>0(^<0)和I.<0(^>0)时的效率此时,仅H主动或仅H被动,于是..+b+THnH一=o一'帛)一()(12)当.主动时取=l,~-.Zuffi—1.当n.,分别为0时即得行星轮系的效率.[】'(15)=[F](16=[*高】按臼锁条件≤0分析以上3式,得到如下结论(分析过程从略):1以下两种情况无自销.第l3卷第2期2K—H周转轮系传动研究(1)负号机构无自锁(皇)^婶l且H是主动传时无自锁2,正号机构在以l情睨发生臣镇(1)^一l时必自锁'(暑)当l<^<—tiLn时tIIb≥(1一目H)h/(1一^柏)且仅.主动时自锁J0<I"≤(1一^H)/(11H)且仅6主动时自锁;I.?<o且口.6同为主动耐自锁.(3)口H<^<1时,In≥;三且仅a主动时自镇;圈:o<I.?≤等且仅6主动时自锁;I"<.且6捞生动时自镇.(4)对于2K—H正号机构的行星轮系.当以中心轮.或6为主动时,柏≤^l/柏将自锁.五.2K.一H周转轮系传动设计的通用疆序综上所述.2K—H周转轮系传动设计的通用程序框图编制见图l:本程序全部BASIC语句仅76条.图2给出了^值分别为一3.3和o.5时的效率曲线.应用以上方法,同样可以编制&展转轮系的通用程序.但有其特殊性.率文从略.磊—,,/一'f\\噜.._,≯"1互'一一,',,,,{\.\'i舶图2参膏文蕾[1)马从谦等.渐开线行星齿轮传动设计,机狡工业出版社,198年lO月第一版。
周转轮系传动比计算
周转轮系传动比计算
周转轮系（传动轮系）是指由两个或多个齿轮组成的传动装置，用于实现转矩和转速的变换。
在机械传动中，计算周转轮系的传动比是非常重要的，下面是关于周转轮系传动比的计算方法及相关参考内容。
1. 传动比的定义：
传动比是指输入轴（或驱动轴）的转速与输出轴（或从动轴）的转速之间的比值。
根据不同的周转轮系类型和传动方式，传动比可以通过不同的计算公式来计算。
2. 计算方法：
（1）直线齿轮传动：对于直线齿轮传动，传动比等于从动轮
的齿数除以驱动轮的齿数。
传动比 = 从动轮的齿数 / 驱动轮的齿数
（2）斜齿轮传动：对于斜齿轮传动，传动比等于从动轮的齿
数除以驱动轮的齿数乘以斜齿轮的传动比。
传动比 = （从动轮的齿数 / 驱动轮的齿数） * 斜齿轮的传动比
（3）带传动：对于带传动，传动比等于从动轮的转速除以驱
动轮的转速。
传动比 = 从动轮的转速 / 驱动轮的转速
3. 相关参考内容：
（1）《机械设计手册（第3版）》中关于周转轮系传动比的计算方法和相关公式。
（2）《机械设计基础（第3版）》中关于直线齿轮传动、斜齿轮传动和带传动的传动比计算方法和实例。
（3）《机械工程设计手册（第4版）》中关于周转轮系传动比的计算和设计原则。
（4）《机械设计手册（第4版）》中关于各种传动方式的传动比计算方法和设计指导。
（5）机械学术论文和研究报告中关于传动比计算方法和应用的内容。
以上是关于周转轮系传动比计算方法及相关参考内容的简要介绍。
通过合理计算和选择传动比，可以确保传动装置的性能和效率，满足各种工程需求。
封闭式周转轮系的传动效率计算
ｉｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｙ Ｃ ｎ ｒ ｔｉ ｐ ｗ ｒ ｏ ｉ ｃｉ ｎｔ ｎｆｒ ａｉｎｇａ ａｎ ｎ ｄｅ ｅｔｏ ｍ ｏｔ ｏ ｒ ． ｏｆ ｍａｏ ｏ ｏ ｅｆ ｗ ｄｒ ｔｎｉ ａｓｏｍ ｔ ｒ ｔ ｉｓａｄｊ ｇｍ ｎ ｎ ａ ｐ ｐｔ ｉ ｎｆ ｌ ｅ ｏ ｒ ｏ ｅ ｒ ｕ ｆ ÷
ｉｏｎｗ ｏ ａｅｏ ａｌｎｈ ｕｆｆｄｎ ｙａ ￡ ！ｅｌ２Ｈｉｅｖｇ ｅｌａ，ｉｅ ｒｕ ｉｏ ａ ｒａｅ ｅｄｏｄｍｘｃｉｗｈｔａｍ ｎｏｒｌ ｎ ｌ ｆｇ ｅｎｄｉｉ ｐ ｕｏ ｃ ｔ ｏａｆａｓ ｄ ｄｕ Ｋｏ ａａｃ ｔ ｓＯｒｃ ａＹ ｒｉ ｍｆ ｌ ｎ ｃｌ ｉ ｃｓｐ ｌ ｓ ｄ ｓｐ ｔ ｎｉ ｓ
ｃｏｅ ｏ ｅ ｏ ｎｃｏｅ ｐｃｃｃｇａ ａｎ ｅｃｉ ｒｂｅ ｓｓｏｌ ｅｓｌｅ ｅｏｅｃｌｕａｎ ｌ ｄｐ ｗ ｒ ｗ ｉ ｌ ｄｅ ｉ ｌ ｒｔ ｓ ａ ｈｅ ｏｌｍ ｈｕｄｂ ｏｖｄｂｆｒ ａｃｌｉｇ ｓ ｌ ｆ ｓ ｙｉｅ ｒ ｒ ｉ ｆｐ ｔ
ｉ ｅ ｃｎ ． ｏ ｉ ａｃ ｏｐｎｎ ａ ｍ ｓｎ ａｏｎｄ ｅ ｎａｇａｔｉ ｄｒ ｓｉｉ ； ｆ ｉ ｙＡｃｒｎ ｔｂｓ ｍ ｏ ｔｔｎ ｉｉ ｉｉ ｉ ｒ ｔｌ ｒ ｒｎ ａ ａ ｍｓｏ ｉ ｃ ｃ ｄ ｇｏ ｉｃ ｆｅ ｅ ｓｒ ｓｓ ｏ ｒ ｆ ｅ ｉ ａ ｎ ｔｎ ｓｎ ｔ ｆ ｅ ｓ
； 功率流向、 判断有无封闭功率流和传动效率计算的简 化公式。所推公式简单实 避免了 用， 繁琐的计 ； ； 算， 为封闭式周转轮系的分析和设计提供了 理论基础。 ｌ ｉ 关键词： 式周转轮系； 封闭 功率流向； 传动效率 ｌ
行星齿轮毕业设计说明书
（9）螺旋角系数
==1
（10）试验齿的接触疲劳极限
由《参考文献二》图6—11～图6—15查得 =520Mpa
（11）最小安全系数、
由《参考文献二》表6-11可得=1.5、=2
（12）接触强度计算的寿命系数
由《参考文献二》图6—11查得 =1.38
（13）润滑油膜影响系数、、
由《参考文献二》图6—17、图6—18、图6—19查得=0.9、
模数m 齿数z 分度圆直径d 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿宽高b
中心轮a 0.9 15 13.5 15.3 11.25 18.5
行星轮g 0.9 24 21.6 23.4 19.35 18.5
内齿圈b 0.9 63 56.7 54.9 58.95 8.5
中心距a
=17.55mm
=17.55mm
（四）行星齿轮传动强度计算及校核
（电机输入转速）输入轴
行星轮 输出轴 图2-3 减速器系统组成框图
中心轮
第三章 减速器简介
减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回 转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。
减速器降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速 比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。降速同时降低了负载的惯量， 惯量的减少为减速比的平方。
所以
齿面接触校核合格
（五）行星齿轮传动的受力分析 在行星齿轮传动中由于其行星轮的数目通常大于1，即>1,且均匀对
称地分布于中心轮之间；所以在2H—K型行星传动中，各基本构件（中 心轮a、b和转臂H）对传动主轴上的轴承所作用的总径向力等于零。因 此，为了简便起见，本设计在行星齿轮传动的受力分析图中均未绘出各 构件的径向力，且用一条垂直线表示一个构件，同时用符号F代表切向 力。
机械设计-周转轮系的传动比计算
2. 周转轮系的传动比计算
【例1】在右图所示的行星轮系中，已知z1=100，z2=99，z2′=100，z3=101。试求 iH1 。
解：由周转轮系转化机构的传动比计算公式得
13 =
即
1 −
3 −
行星架 H
= − =
周转轮系的转化机构
2. 周转轮系的传动比计算
对于转化机构的传动比 13 ，可用定轴轮系传动比的计算方法求出：
13 =
1
3
=
1 −
3 −
=−
3
1
推广到一般情况，单级周转轮系中任意两轮 G、K 以及行星架 H 的
转速与齿数的关系为
解：
13 =
1 −
3 −
=−
3
1
式中表示转化机构中轮 1 与轮 3 反向。由题意知，轮 1 与轮 3 同向回转，
故 n1 与 n3 以同号代入上式，则有
110−
200−
解之可得
=−
= 170
70
35
= −2
r/min
由计算得 nH 为正，故 nH 与 n1 转向相同。
= −3000/
1 =
1
=−
1
3
式中的负号表示行星架的转向与齿轮1的转向相反，与齿轮3相同。
差动轮系
2. 周转轮系的传动比计算
【例3】在右图所示的锥齿轮差动轮系中，已知齿数z1=35，z3=70，两太阳轮同向回转，转速
n1=110 r/mim，n3=200r/mim。试求转臂的转速nH 。
速分别为： n1=100r/mim，n3=400r/mim。试求nH和 iH1。
周转轮系传动比的计算
周转轮系传动比的计算
周转轮系及其传动比计算
1．周转轮系的组成
周转轮系由中心轮（太阳轮）、行星轮和系杆三种基本构件所组成。
其中，轴线位置固定的齿轮是中心轮，轴线位置变动的齿轮为行星轮，而系杆则是支持行星轮自转并带动其作公转的构件，通常用字母H 来表示。
判断一个轮系是定轴轮系还是周转轮系，只要看轮系中是否存在有行星轮。
2．周转轮系的传动比
由于含有行星轮，周转轮系的传动比不能直接用定轴轮系传动比的计算方法来解决，而是利用相对运动原理引入转化轮系，即把周转轮系转化成一个假想的定轴轮系。
具体方法是利用转化轮系的传动比计算式，导出周转轮系各构件绝对转速之间关系式，从而计算它们之间的传动比：
H
K H H K H k n n n n n n i --==111 （1）在应用上述关系时，应注意以下几点：
（1）公式中的齿轮1和齿轮K 的轴线必须与转臂轴线平行，且转化轮系传动比计算公式不仅适用于两个中心轮之间，也可用于中心轮和行星轮之间。
但是，绝对不能把计算公式用于轴线不相平行的两个齿轮之间。
（2）在转化轮系传动比计算公式中，各个转速的前面必须有正、负号。
在假定某一转速为正之后，与之转向相同者亦为正，转向相反者则为负。
然后，把各转速的数值连同它们的符号一起代入公式进行计算。
（3）转化机构的传动比i ，应按照相应的定轴轮系传动比的计算方法求出。
周转轮系传动比计算方法
周转轮系传动比计算方法
吴长
【期刊名称】《江汉石油职工大学学报》
【年(卷),期】1995(000)002
【摘要】周转轮系传动比的计算是机械设计基础课中的难点之一,通过近几年来的教学实践,我摸索了一套突破这一难点的方法,下面举例予以说明.1、图示行星轮系中,已知各轮的齿数为Z<sub>1</sub>、Z<sub>2</sub>、
Z<sub>2</sub>’、z<sub>3</sub>、Z<sub>3</sub>’和
Z<sub>4</sub>,试求其传动比i<sub>1h</sub>
【总页数】4页(P26-29)
【作者】吴长
【作者单位】江汉石油职工大学汽修教研室
【正文语种】中文
【中图分类】TH132
【相关文献】
1.周转轮系传动比的计算方法分析及其应用 [J], 浦毅
2.周转轮系传动比计算方法研究 [J], 梁晓菊;段钦华
3.复杂周转轮系传动比计算方法研究 [J], 卢存光
4.周转轮系的转化与传动比计算方法 [J], 谢宗华;郇新
5.封闭式周转轮系的传动比及其传动比法 [J], 杨实如;段钦华
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第1 章前言1.1 引言轮系传动时,有一个或几个齿轮的几何轴线位置不固定，而是绕其它齿轮的固定轴线回转,这种轮系被称作周转轮系[1]，如图1.1所示。
周转轮系是由太阳轮，行星轮和行星架组成的。
围绕着固定轴线回转的齿轮，称为太阳轮。
如图1-1中的齿轮1和齿轮3；齿轮2围绕着自己的轴线作自转的同时又与构件H通过回转副相连一起绕着固定轴线作公转就像行星一样运动故称为行星轮。
其中构件H我们称为行星架，转臂或系杆。
图1.1周转轮系根据自由度数的不同，周转轮系可分为差动轮系和行星轮系两类。
差动轮系的自由度数为2，即轮系有两个独立运动的主动件，如图1-2（a）所示；行星轮系的自由度为1，这种轮系只有一个独立运动的主动件，如图1-2(b)所示。
图1.2周转轮系此外，周转轮系还常根据其基本构件的不同来加以分类。
通常将轮系中的太阳轮以K表示，行星架以H表示，如果轮系中有两个太阳轮就称为2K-H型周转轮系，如图1-3所示：若轮系中有三个太阳轮，而行星架只是起支承行星轮的作用就称为3K 型周转轮系，如图1-4所示：轮系中只有一个太阳轮，其运动是通过等角速机构由V 轴输出就称为K-H-V行星轮系，如图1-5所示。
图1.3 2K-H型周转轮系图1.4 3K型周转轮系图1.5 K-H-V行星轮系1.2 周转轮系传动发展现状自上世纪五十年代起国内就开始对行星传动技术进行开发及应用，它的发展分为二个阶段，改革开放之前受技术水平，设计理念等因素的影响，行星传动技术处于比较低的水平，大部分行星齿轮箱仍需要从国外进口；改革开放之后随着国内科学技术的发展，国家为推进这方面技术的发展采用与研究所，高校，企业强强联合方式，在积极引进了国外先进的行星传动技术的同时对其关键的技术进行研究突破。
当前，国内行星传动技术多采用2K-H轮系传动，已发展了许多类型的系列产品，如我国应用较为普遍的通用行星齿轮减速器系列产品（JB/T6502-1993），此外还有分别用于立磨、辊压机、铝铸轧机、矿井提升机、管磨机、风电增速箱、水电增速箱及堆取料机上的行星齿轮箱等多种型式的专用系列产品[2]，如100t铸锭吊车主卷扬机行星减速器，15t转炉倾动装置差动减速器，5t电动葫芦的传动装置，50t转炉吹氧管卷扬机差动行星轮减速器。
1.3 周转轮系传动效率研究成果近年来，国内学者一直关注着轮系传动技术的研究工作,尤其是在效率计算问题，因此当前研究的成果主要体现在以下两方面:(1)引入理想轮系的概念[3]，即轮系传动过程不考虑啮合功率损失，从而减少计算过程中繁琐数据和复杂的公式，使推导过程简单化，这样就很容易得到周转轮系的效率公式，同时根据传动效率必小于1的理论，提出不需要分析转化机构中啮合功率的流向, 便可计算效率的新方法，使效率计算变得简便和快速[4]。
（2）当考虑行星轮系啮合损失功率时，一种方法是采用啮合功率法[5]，它是一种计算轮系传动效率的近似方法,但是判断啮合功率流向一直是此法的难点,可以利用周转轮系的效率、啮合功率流动方向与有关运动参数之间的关系,得到了依据周转轮系及封闭传动链的有关传动比判断啮合功率流向的简捷方法,解决了此难点问题[6] [7]。
另一种方法是利用实际轮系与理想轮系之间的在输入输出之间的的差异来求导公式[8]。
1.4 论文研究的具体内容在当前的工业生产中，对能源需求越来越大，因此能源的利用率就显的很重要，如何提高利用率就是各国都亟待解决的问题，我国提出节能减排的方针，在本次的毕业设计是关于周转轮系传动效率公式的具体推导，课题很好应用在这方面，因为周转轮系装置应用在许多的机械设备中，例如行星差动减速器就在矿上机械，起重运输，轻工化工，小型船舶，工程机械中起着无法替代的作用，利用行星轮系提高传动比来改善其性能,因此通过推导轮系的传动效率的公式，再根据已知机械设备的相关数据可以获得效率近似值，并结合具体的工作状况，找出轮系效率损失都有哪些方面，这样可以分析出相应的解决方案来提高周转轮系的效率利用率，尽量减少在传动过程尽可能减少损失，这样可以提高经济效益，减少能源的损耗。
周转轮系分为行星轮系和差动轮系，在这两种轮系下面又有许多不同的类型，由于轮系结构的复杂性以及时间的安排，不可能将所有的轮系都一一推导出效率计算公式，因此在论文中着重对2K-H差动轮系传动效率进行具体的推导。
论文的研究内容及章节安排如下：(1) 第一章前言：本章分为三部分，第一部分引言中对周转轮系的概念，分类和应用做一个简短的介绍，对周转轮系有一个具体的认识，知道各种构件所表达的含义，然后第二部分通过对国内有关周转轮系传动效率的研究成果的了解，从中借鉴成果中所应用到的理论知识，从而形成论文的大体研究方向。
(2) 第二章基本理论：本章中对2K-H差动轮系公式推导中所应用到的基本理论进行详细的总结归纳，包括周转轮系的传动比怎样获得，转化轮系如何应用，周转轮系的受力分析以及效率计算，从中得出2K-H差动轮系传动方案并结合中心轮与转臂之间的角速度关系，得出组合方案，根据具体的计算和相关的约束条件，计算每一种组合方案验证合理性。
(3) 第三章2K-H差动轮系效率计算的推导：本章中对所有合理方案进行具体的推导，根据行列式在周转轮系中的应用的理论，得出2K-H差动轮系效率计算的公式。
(4) 第四章算例：本章针对推导出来的公式找到两个具体的算例加以验证，从而说明所求出的公式正确性。
(5) 第五章结论：本章总结出推导2K-H差动轮系所得出的具体的结论以及相关的建议。
第二章 基本理论2.1 引言本章是为推导传动效率公式所用到的基本理论作一个总结归纳，包括周转轮系传动比，受力分析及效率计算的一般公式，2K-H 差动轮系传动方案三部分。
2.2 周转轮系传动比要计算周转轮系的传动比，可以先根据定轴轮系传动比的形式来推导。
积所有主动轮齿数的连乘积所有从动轮齿数的连乘定轴轮系的传动比 （2.1）周转轮系传动比不能直接用上面求定轴轮系传动比的求法来计算，因为周转轮系有转动的行星架。
因此为得出周转轮系传动比的计算公式，可以采用行星架固定法，即转化机构法，根据理论力学相对运动的原理[9]，即“一个机构整体的绝对运动并不影响机构内部各构件之间的相对运动”。
具体方法是给整个周转轮系加上角速度 “-H w ”即这个角速度与行星架H 角速度大小相等方向相反，这时各构件之间的相对运动保持不变，而行星架的角速度变为H w - H w =0,即行星架相对不动。
于是周转轮系就转化成了定轴轮系，这样就可以用求定轴轮系传动比的公式来求周转轮系的传动比。
表2-1给整个周转轮系一个附加的角速度（-H w ）后，各构件的角速度的变化构件名称 原来角速度 在转化轮系中的角速度（即相对于行星架的角速度）行星架H H w H w - H w =H Hw =0 太阳轮a a w a w - H w =H w a行星轮b b w b w - H w =H bw 因此转化轮系传动比：H abi = H b H a w w （2.2）其中H ab i ——表示构件H 固定，a 主动，b 从动时的传动比H w a ——表示构件H 固定，主动构件a 的角速度H bw ——表示构件H 固定，从动构件b 的角速度 本次毕业设计是以周转轮系中的2K-H 型（H i <0）差动轮系为例来计算传动效率的简化公式。
如图2.1图2.1 2K-H 差动轮系结构简图由上述的关于周转轮系传动比的相关论述结合2K-H （H i <0）差动轮系结构，根据公式（2.2）可以得出2K-H 差动轮系中心轮A,B 和转臂H 之间角速度的4种关系。
HAB i =H BH A w w =0<--H B H A w w w w （2.3）1）当中心轮A,B 转向相同时，且0.>>B A w w ，代入公式（2.3）可解出H A w w >,H B w w <，整理得：0>>>B H A w w w2) 当中心轮A,B 转向相同时，且0.>>A B w w ,代入公式（2.3）可解出H B w w >,H A w w <，整理得： 0>>>A H B w w w3) 当中心轮A,B 转向相反时，且0<A w ,代入公式（2.3）可解出,,H B H A w w w w ><整理得：0,0><B A w w A H B w w w >>4) 当中心轮A,B 转向相反时, 且,0<B w 代入公式（2.3）可解出,,H A H B w w w w ><整理得：,0,0><A B w w B H A w w w >>2.3 周转轮系的受力分析及效率分析2.3.1 转矩平衡方程以2K-H 差动轮系（H i <0）为研究对象,作用于太阳轮A 上的力矩为A T ,作用于转臂H 上的阻力矩为H T ,作用于行星轮B 的力矩为B T ，根据轮系的受力平衡条件，其三个构件A,B,H 传递的扭矩必须满足(传动中的啮合损失忽略不计)：0=++H B A T T T (2.4)2.3.2 轮系的效率计算设周转轮系的输入件传递的功率01>P ,输出件传递的功率，02<P 则传动效率的一般公式为：011221212=+⇒-=P P P P ηη (2.5)现输入功率为11w T 、输出功率为12w T 、效率为12η,故应有以下功率平衡方程式:0221211=+w T w T η (2.6)同理同条件得出转化轮系传动效率的一般公式为（这里假设构件H 固定）：011221212=+⇒-=H H H H H H P P P P ηη (2.7) 0221211=+H H H w T w T βη）（ (2.8)式中:H 12η为转化机构的效率,β为反映转化机构中啮合功率流向的指数。
2.3.3 啮合功率流向差动轮系转化机构1,2两轮传递的功率H w T 21和H w T 22叫做啮合功率[10]- [13]，二者必须一正一负，当啮合功率011>H w T H w T 22<0时,轮1在转化机构中为主动件，则β=1啮合功率流由1→2;反之,当时011<H w T H w T 22>0,轮1为从动件,则β=-1啮合功率流由2→1。
2.4 周转轮系的传动方案计算2.4.1 2K-H 差动轮系传动方案在周转轮系中，太阳轮和行星轮一般作为输入和输出件，它们都围绕着同一固定轴线回转。
这样可以为划分构件的作用以及传动方案确定提供了一个重要的理论依据。
从图2.1可以看出2K-H 差动轮系有3个基本构件：中心轮A,B 和行星架H,因此按照输入件和输出件的分类方式得出6个不同的组合方式，即2K-H 差动轮系的传动方案。