行星輪系的效率

§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于傳遞運動主要介紹“轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化輪系法”基本原理：轉(zhuǎn)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)、摩擦系數(shù)也沒變摩擦損失功率相等，即：原輪系中：作用于輪1的轉(zhuǎn)矩為M1，齒輪1所傳遞的功率為：轉(zhuǎn)化輪系中：想當于定軸輪系，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§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于傳遞運動主要介紹“轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化輪系法”基本原理：轉(zhuǎn)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)、摩擦系數(shù)也沒變摩擦損失功率相等，即：原輪系中：作用于輪1的轉(zhuǎn)矩為M1，齒輪1所傳遞的功率為：轉(zhuǎn)化輪系中：想當于定軸輪系，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§11-6行星輪系的效率1、“轉(zhuǎn)化輪系法”基本原理：原輪系中：轉(zhuǎn)化輪系中：—轉(zhuǎn)化輪系（想當于定軸輪系）的效率，串聯(lián)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§11-6行星輪系的效率設(shè)=0.95結(jié)論：1、當一定時，2K-H型輪系的效率是傳動比的函數(shù)。2、負號機構(gòu)的效率較高，且都高于負號機構(gòu)正號機構(gòu)不會發(fā)生自鎖§11-6行星輪系的效率設(shè)=0.95結(jié)論：1、當一定時，2K-H型輪系的效率是傳動比的函數(shù)。2、負號機構(gòu)的效率較高，且都高于負號機構(gòu)正號機構(gòu)不會發(fā)生自鎖負號機構(gòu)正號機構(gòu)§11-6行星輪系的效率設(shè)=0.95結(jié)論：1、當一定時，2K-H型輪系的效率是傳動比的函數(shù)。2、負號機構(gòu)的效率較高，且都高于負號機構(gòu)正號機構(gòu)不會發(fā)生自鎖，但結(jié)構(gòu)尺寸可能較大3、H

為主動件時，不論iH1

為何值，H1>0，不會發(fā)生自鎖。但4、輪1為主動件時，可能有

1H<0，行星輪系發(fā)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(jù)，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§11-6行星輪系的效率H§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識一、行星輪系類型的選擇考慮：傳動比、結(jié)構(gòu)形式、外廓尺寸、功率流動情況等1、輪系主要用于傳遞運動時首要考慮：傳動比要求i1H→負號機構(gòu),負號機構(gòu)中，i1H→結(jié)構(gòu)→考慮復合輪系i1H→正號機構(gòu)，結(jié)構(gòu)，但§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識一、行星輪系類型的選擇考慮：傳動比、結(jié)構(gòu)形式、外廓尺寸、功率流動情況等2、輪系主要用于傳遞動力時首要考慮：輪系效率負號機構(gòu)→采用負號機構(gòu)，

i1H→串聯(lián)負號機構(gòu)。§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識一、行星輪系類型的選擇考慮：傳動比、結(jié)構(gòu)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(shù)選擇不當：部分功率在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)，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(yīng)滿足：MⅠⅠ+MⅡⅡ=0MⅡ=-MⅠ

iⅠⅡ

即：將機構(gòu)設(shè)想為a、b兩路傳動的疊加：a路傳動:將b斷開并固定b路傳動:將a斷開并固定

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=MaⅠⅠ=MⅠⅠ

iⅠⅡ/

iaⅠⅡ=PⅠiⅠⅡ/iaⅠⅡ

b

路：PbⅠ=MbⅠⅠ=MⅠⅠ

iⅠⅡ/

iaⅠⅡ=PⅠiⅠⅡ/ibⅠⅡ

§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)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?！?1-7行星輪系的類型選擇及設(shè)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§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)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§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)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(shù)時，應(yīng)避免出現(xiàn)封閉功率流。§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識二、行星輪系中各輪齒數(shù)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(shè)

k個行星輪，

安裝過程：先裝入第一個行星輪。然后，固定齒輪3，轉(zhuǎn)動齒輪1由A

點到A點，轉(zhuǎn)過

角。對應(yīng)系桿剛好轉(zhuǎn)過角，則裝入第二個行星輪。后依次第三第四至第k個行星輪。同時，輪1轉(zhuǎn)過的輪齒個數(shù)應(yīng)為整數(shù)N，N

與

的關(guān)系為：

=N360o/z1§11-7行星輪系的類型選擇及設(shè)計的基本知識二、行星輪系中各輪齒數(shù)的確定

以圖示行星輪系為例