行星轮系的效率

§11-6行星轮系的效率定轴轮系效率计算较简单第五章所述；差动轮系一般主要用于传递运动主要介绍“转化轮系法”求行星轮系效率。仅考虑啮合效率（忽略轴承摩擦及搅油损失等）1、“转化轮系法”基本原理：转化轮系（-H）与原轮系相比，相对运动没变，轮系各运动副之间的作用力(不计离心力)、摩擦系数也没变摩擦损失功率相等，即：原轮系中：作用于轮1的转矩为M1，齿轮1所传递的功率为：转化轮系中：想当于定轴轮系，轮1传递的功率为:无论轮1为主动或从动，啮合损失功率相差不大，均按主动处理§11-6行星轮系的效率定轴轮系效率计算较简单第五章所述；差动轮系一般主要用于传递运动主要介绍“转化轮系法”求行星轮系效率。仅考虑啮合效率（忽略轴承摩擦及搅油损失等）1、“转化轮系法”基本原理：转化轮系（-H）与原轮系相比，相对运动没变，轮系各运动副之间的作用力(不计离心力)、摩擦系数也没变摩擦损失功率相等，即：原轮系中：作用于轮1的转矩为M1，齿轮1所传递的功率为：转化轮系中：想当于定轴轮系，轮1传递的功率为:无论轮1为主动或从动，啮合损失功率相差不大，均按主动处理§11-6行星轮系的效率1、“转化轮系法”基本原理：原轮系中：转化轮系中：—转化轮系（想当于定轴轮系）的效率，串联机组第五章所述损失功率:2、在原轮系中，当轮1为主动时，行星轮系的效率3、在原轮系中，当轮1为从动时（P1为输出功率），行星轮系的效率§11-6行星轮系的效率设=0.95结论：1、当一定时，2K-H型轮系的效率是传动比的函数。2、负号机构的效率较高，且都高于负号机构正号机构不会发生自锁§11-6行星轮系的效率设=0.95结论：1、当一定时，2K-H型轮系的效率是传动比的函数。2、负号机构的效率较高，且都高于负号机构正号机构不会发生自锁负号机构正号机构§11-6行星轮系的效率设=0.95结论：1、当一定时，2K-H型轮系的效率是传动比的函数。2、负号机构的效率较高，且都高于负号机构正号机构不会发生自锁，但结构尺寸可能较大3、H

为主动件时，不论iH1

为何值，H1>0，不会发生自锁。但4、轮1为主动件时，可能有

1H<0，行星轮系发生自锁。以上只讨论了行星轮系的啮合效率，可作为方案评价、比较的依据，实际轮系的效率受多种因素的影响，如加工、安装、使用情况，搅油损失、离心力等。一般用实验方法测定§11-6行星轮系的效率H§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识一、行星轮系类型的选择考虑：传动比、结构形式、外廓尺寸、功率流动情况等1、轮系主要用于传递运动时首要考虑：传动比要求i1H→负号机构,负号机构中，i1H→结构→考虑复合轮系i1H→正号机构，结构，但§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识一、行星轮系类型的选择考虑：传动比、结构形式、外廓尺寸、功率流动情况等2、轮系主要用于传递动力时首要考虑：轮系效率负号机构→采用负号机构，

i1H→串联负号机构。§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识一、行星轮系类型的选择考虑：传动比、结构形式、外廓尺寸、功率流动情况等3、功率流动问题封闭式行星轮系中，如其型式及参数选择不当：部分功率在系统内部循环，而不向外输出，形成封闭功率流。摩擦损耗，效率和强度。如图：自由度F=2，用传动k将其封闭，使F=1在不考虑摩擦时（理想机械），应满足：MⅠⅠ+MⅡⅡ=0MⅡ=-MⅠ

iⅠⅡ

即：将机构设想为a、b两路传动的叠加：a路传动:将b断开并固定b路传动:将a断开并固定

a

路：MaⅠ=-MⅡ/

iaⅠⅡ=MⅠiⅠⅡ/

iaⅠⅡ

b

路：MbⅠ=-MⅡ/

ibⅠⅡ

=MⅠ

iⅠⅡ/

ibⅠⅡkⅠⅡ两分支的功率为：

a

路：PaⅠ=MaⅠⅠ=MⅠⅠ

iⅠⅡ/

iaⅠⅡ=PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=MbⅠⅠ=MⅠⅠ

iⅠⅡ/

iaⅠⅡ=PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识一、行星轮系类型的选择

3、功率流动问题kⅠⅡ

a

路：PaⅠ=

PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=

PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

输入总功率为：PⅠ=PaⅠ

+PbⅠ可解得：iⅠⅡ

=iaⅠⅡ

ibⅠⅡ

/（iaⅠⅡ

+ibⅠⅡ

）分析：（1）当iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ同号时，则iⅠⅡ

、iaⅠⅡ、ibⅠⅡ同号，PⅠ、PaⅠ、PbⅠ也同号，无封闭功率流。PⅠPaⅠPbⅠPⅡ（2）当iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ异号时：①若|iaⅠⅡ|

<|

ibⅠⅡ|，则iⅠⅡ

、iaⅠⅡ同号，而与

ibⅠⅡ异号，PⅠ、PaⅠ同号与PbⅠ异号，有封闭功率流。§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识一、行星轮系类型的选择

3、功率流动问题kⅠⅡ

a

路：PaⅠ=

PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=

PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

输入总功率为：PⅠ=PaⅠ

+PbⅠ可解得：iⅠⅡ

=iaⅠⅡ

ibⅠⅡ

/（iaⅠⅡ

+ibⅠⅡ

）分析：（1）当iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ同号时，则iⅠⅡ

、iaⅠⅡ、ibⅠⅡ同号，PⅠ、PaⅠ、PbⅠ也同号，无封闭功率流。PⅠPaⅠPbⅠPⅡ（2）当iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ异号时：①若|iaⅠⅡ|

<|

ibⅠⅡ|，则iⅠⅡ

、iaⅠⅡ同号，而与

ibⅠⅡ异号，PⅠ、PaⅠ同号与PbⅠ异号，有封闭功率流。PⅠPaⅠ=PⅠ+

|

PbⅠ

|PbⅠPⅡ§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识一、行星轮系类型的选择

3、功率流动问题kⅠⅡ

a

路：PaⅠ=

PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=

PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

输入总功率为：PⅠ=PaⅠ

+PbⅠ可解得：iⅠⅡ

=iaⅠⅡ

ibⅠⅡ

/（iaⅠⅡ

+ibⅠⅡ

）分析：（1）当iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ同号时，则iⅠⅡ

、iaⅠⅡ、ibⅠⅡ同号，PⅠ、PaⅠ、PbⅠ也同号，无封闭功率流。PⅠPaⅠPbⅠPⅡ（2）当iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ异号时：①若|iaⅠⅡ|

<|

ibⅠⅡ|，则iⅠⅡ

、iaⅠⅡ同号，而与

ibⅠⅡ异号，PⅠ、PaⅠ同号与PbⅠ异号。PbⅠ为封闭功率流。PⅠPaⅠ=PⅠ+

|

PbⅠ

|PbⅠPⅡ②若|iaⅠⅡ|

>|

ibⅠⅡ|，则iⅠⅡ

、ibⅠⅡ同号，而与

iaⅠⅡ异号，PⅠ、PbⅠ同号与PaⅠ异号，PaⅠ为封闭功率流。PaⅠPⅠPbⅠ=PⅠ+

|

PaⅠ

|PⅡ§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识一、行星轮系类型的选择

3、功率流动问题kⅠⅡ

a

路：PaⅠ=

PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=

PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

输入总功率为：PⅠ=PaⅠ

+PbⅠ可解得：iⅠⅡ

=iaⅠⅡ

ibⅠⅡ

/（iaⅠⅡ

+ibⅠⅡ

）分析：（1）当iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ同号时，则iⅠⅡ

、iaⅠⅡ、ibⅠⅡ同号，PⅠ、PaⅠ、PbⅠ也同号，无封闭功率流。PⅠPaⅠPbⅠPⅡ（2）当iaⅠⅡ、

ibⅠⅡ异号时：①若|iaⅠⅡ|

<|

ibⅠⅡ|，则iⅠⅡ

、iaⅠⅡ同号，而与

ibⅠⅡ异号，PⅠ、PaⅠ同号与PbⅠ异号。PbⅠ为封闭功率流。PⅠPaⅠ=PⅠ+

|

PbⅠ

|PbⅠPⅡ②若|iaⅠⅡ|

>|

ibⅠⅡ|，则iⅠⅡ

、ibⅠⅡ同号，而与

iaⅠⅡ异号，PⅠ、PbⅠ同号与PaⅠ异号，PaⅠ为封闭功率流。PaⅠPⅠPbⅠ=PⅠ+

|

PaⅠ

|PⅡ选择封闭式行星轮系的型式及参数时，应避免出现封闭功率流。§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识二、行星轮系中各轮齿数的确定

以图示行星轮系为例

1、满足传动比条件（近似）2、满足同心条件z1z2z3OO2O'23、满足均布安装条件4、满足邻接条件AA'设

k个行星轮，

安装过程：先装入第一个行星轮。然后，固定齿轮3，转动齿轮1由A

点到A点，转过

角。对应系杆刚好转过角，则装入第二个行星轮。后依次第三第四至第k个行星轮。同时，轮1转过的轮齿个数应为整数N，N

与

的关系为：

=N360º/z1§11-7行星轮系的类型选择及设计的基本知识二、行星轮系中各轮齿数的确定

以图示行星轮系为例