行星轮系(差动)

1.定轴轮系的传动比等于轮系各对啮合齿轮传动比的连乘积( )【代码】21811056【答案】√2. 轮系可以分为定轴轮系和行星轮系，其中，差动轮系属于定轴轮系( ) 【代码】21711064【答案】×3. 在轮系中，惰轮既会能改变传动比大小，也会能改变转动方向。

（）【代码】22011046【答案】×4. 在定轴轮系中，轮系传动比等于所有从动轮齿数的连乘积与主动轮齿数的连乘积之比（）【代码】21811067【答案】√5. 转系可分为定轴轮系和行星轮系两大类。

（）【代码】21711018【答案】√6. 定轴轮系传动比，等于组成该轮系的所有从动齿轮齿数连乘积与主动齿轮齿数连乘积之比。

（）【代码】21811083【答案】√7.在轮系中，惰轮只会改变齿轮的转向，而不会影响传动比。

（）【代码】22011055【答案】×8. 平面定轴轮系中，有奇数对外啮合齿轮，则首末两轮的转向是相反的。

（）【代码】21911041【答案】√9. 只有1个自由度的行星轮系，我们称之为差动轮系。

（）【代码】2221106510. 轮系中的惰轮只会改变轮系的传动比。

【代码】22011066【答案】×11. 行星轮既作自转，又作公转，犹如行星绕是运行一样，故称其为行星轮。

（）【代码】22211074【答案】√12. 平面定轴轮系的传动比如果为正值，则说明首末两轮的转向相同。

（）【代码】21911055【答案】√13. 平面定轴轮系传动比的正负取决于轮系中外啮合齿轮的对数。

（）【代码】21811093【答案】√14. 轮系按齿轮轴线的位置是否固定分为定轴轮系和差动轮系。

（）【代码】21711107【答案】×15.压印在V带上的标记：Y200，表示Y型V带，允许的带轮最小直径为200mm。

（）【代码】23413016【答案】×16．带传动由于带有弹性，能缓冲吸振，故传动平稳，噪声小。

传动的分类及特点传动：利用构件或机构把动力从机器的一部分传递到另一部分。

传动的分类可分为：机械传动、液体传动、电力传动、磁力传动（如下表）各种传动类型的特点:注：表中符号+、++、+++分别表示性能尚可、好和很好机械传动按工作原理分类：1、V带（三角带）规格型号：普通V带型号：Y、Z、A、B、C、D、 E 窄V带型号：S P Z、S P A、S P B、S P C 有效宽度制窄V带：9N（3V）、15N（5V）、25N（8V）一般V带的规格型号包括：带型号与带的周长两部分。

如：B1220B型带长度1220m m2、链传动是属于具有中间挠性的啮合传动，它兼有齿轮传动和带传动的一些特点。

与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低；链轮齿受力情况较好，承载能力较大；有一定的缓冲和减振性能；中心距或大而结构轻便。

与磨擦型带传动相比，链传动的平均传动比准确；传动效率稍高；链条对轴的拉力较小；同样使用条件下，结构尺寸更为紧凑；此外链条的磨损伸长比较缓慢，张紧调节工作时较小，并且能在恶劣环境条件下工作。

链传动的缺点：不能保持瞬时传动比恒定；工作时有噪声；磨损后易发生跳齿；不适用于空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。

链条按用途可分为：传动链、输送链、起重链。

传动链的类型、结构特点和应用成型链链节由可锻铸铁或铜制造，装拆方便用于农业机械和链速在3m/s以下的传动滚子链链节的计卜算方法：链号数乘以25.4mm/16,就是该型号链条的米制节距值。

链号中的后缀有A、B两种。

表示两个系列，A系列起源于美国流行于全世界，B系列起源于英国, 主要流行于欧洲。

滚子链规格型号的表示法：08A -1 -88 GB/T1243-19971）瞬时传动比恒定。

2）传动比范围大，可用于减速或增速。

3）速度（指节圆圆周速率）和传递功率的范围大，可用于高速（v >40m/s）、中速和低速（v v 25m/s=的传动；功率可从小于1W到1056789K W。

机械基础模拟考试题+参考答案一、单选题（共53题，每题1分，共53分）1.下列普通V带中,以（）型带的截面传递的功率最大。

A、CB、DC、ED、Z正确答案：C2.对顶螺母防松属于（）。

A、摩擦防松B、机械防松C、永久防松D、以上都不是正确答案：A3.行星轮系中的差动轮系，其自由度为（）个。

A、1B、4C、2D、3正确答案：C4.在行星轮系中，轴线位置会发生改变的齿轮被称为（）。

A、系杆B、太阳轮C、惰轮D、行星轮正确答案：D5.属于摩擦防松的是（）。

A、止动垫片防松B、胶接防松C、焊接防松D、双螺母防松正确答案：D6.在各种传动螺纹中，（）螺纹对中性好．牙根强度高，可补偿磨损后的间隙，是最为常用的传动螺纹。

A、梯形螺纹B、锯齿形螺纹C、管螺纹D、普通螺纹正确答案：A7.在行星轮系中，自由度为1的轮系称为（）。

A、差动轮系B、简单行星轮系C、定轴轮系D、复杂行星轮系正确答案：B8.定轴轮系传动比计算式中的(-1)m，m表示（）。

A、所有齿轮啮合的对数B、外啮合齿轮的对数C、内啮合齿轮的对数D、圆柱齿轮的对数正确答案：B9.滚动轴承N208/P6中的P6表示（）。

A、尺寸代号B、内径代号C、精度等级D、类型代号正确答案：A10.内外圈可分离，装拆方便，能同时承受较大的径向载荷和轴向载荷的轴承是（）。

A、推力球轴承B、深沟球轴承C、圆锥滚子轴承D、角接触球轴承正确答案：C11.V带轮槽角θ应略小于带楔角φ的目的是（）。

A、使V带侧面更好地与轮槽接触B、增大传动比C、增大运动速度D、减小结构尺寸正确答案：B12.轴端的倒角是为了（）。

A、装配方便B、便于加工C、减小应力集中D、便于联接正确答案：A13.V带的基准长度，是指带（）的长度。

A、外圆周B、都不正确C、内圆周D、中性层正确答案：D14.带传动采用张紧装置的目的是（）。

A、调节带的张紧力，保证带的传动能力B、提高带的寿命C、减轻带的弹性滑动D、改变带的运动方向正确答案：A15.直齿圆柱齿轮传动，当齿轮直径不变，而减小模数增加齿数时，则A、降低了轮齿的弯曲强度B、降低了齿面的接触强度C、提高了轮齿的弯曲强度D、提高了齿面的接触强度正确答案：A16.普通螺纹的主要失效形式是螺栓被拉断，因此在螺栓联接设计时，应保证螺栓具有足够的（）。

比和转速。
解：只要分别确定变速器各档的传动比，即可求出各 档的转速。 第一档 齿轮6与5啮合而齿轮3、4及离合器A、B均脱
离，汽车低速前进，为低速挡。由上式可得该档传动
比i低及转速nII低 。
nI n1 2 z 2 z6 i低 (1) ，nII低 nII低 z1 z5 i低
第二挡
齿轮4与3啮合而齿轮5、6及离合器A、B均脱
解：由图可知，齿轮4与左边车轮固联，转速为n4；齿轮5 与右边车轮固联，转速为n5。中心轮4、5共同与行星轮 3、3’相啮合。轮3与3’大小相等并空套在转臂H上（即 轮3与3’作用相同，分析时仅需要考虑一个行星轮）， 转臂H与齿轮2固联，转速为n2。故在该轮系中，齿轮1、
2组成定轴轮系；齿轮3、4、5和转臂H组成差动轮系。
例8-5 图8-6所示轮系 中，已知各轮齿数为
z1 z2' 100 z2 99， ， z3 101 ，试计算系杆 H 与中心轮 的传动比iH 1 1
解：由前式可得
i 1 i1H
H 1k
z 2 z3 99101 9999 (1) z1 z2' 100100 10000
由此亦可见，若已知各轮齿数，当给定两个构件的 转速，即可求得第三个构件的转速（自由度为2）。
若将中心轮 k 固定，则该轮系就变为简单行星轮系， 上式写为： H
n1 n1 nH i H 1 i1H 0 nH nk
H 1k
z2 z3 zk (1) z1 z 2' z3' z( k 1)'
已知n1＝200r/min，n3＝50/min，转向如箭头，求nH。 解：设n1为正，因n3转向与n1 相反，故为负

27
蜗杆蜗轮啮合
n1 z 2 i12 n2 z1
方向如图中箭头所示
28
定轴轮系
n1 i14 ? n4
29
n1 z2 i12 n2 z1
i23 z3 n2 n3 z2
n3 z4 i34 n4 z3
30
n2 n2
n1 n2 n3 i12 i23 i34 n2 n3 n4 z3 z2 z4 ( ) ( ) z1 z 2 z3
时针(h)
分针(m)
12

滚齿机：实现轮坯与滚刀范成运动。轴I的运动和 动力经过锥齿轮1、2传给滚刀，经过齿轮3、4、5、 6、7和蜗杆传动8、9传给轮坯。
13
6. 运动的合成和分解
运动的合成 将两个独立的转动合成为一个转动。 运动的分解 将一个转动分解成两个独立的转动。
14
二、轮系的分类
根据轮系在传动中各齿轮轴线的 位置是否固定，将轮系分类。
A 13
z2 z3 101 99 (1) z1 z2 100 100 n1 101 99 1 1 nA 100 100 10000
2
iA1 nA n1 10000
系杆转10000圈，齿轮1同向转1圈 四个齿轮的齿数相差不多，但可得到大的传动比
52
如果齿轮3的齿数由99改为100
注意的问题
（1）n1、nk、nH必须 是轴线平行的相应构 件的转速； （2）各转速代入公式 时，应带有本身的正
n1 nH i nk nH
H 1k
号或负号。
49
例题6 如图所示行星轮系，各轮 齿数为z1=40, z2=20，z3=80。 试计算中心轮1和系杆H的传动 比i1H。

加-ωH
构件 原来的转速 1 n1 2 n2 3 n3
转化轮系中的转速 n1H=n1-nH n2H=n2-nH n3H=n3-nH
“－”表示在 转化轮系中齿轮 1和3的转向n1H、 n3H相反，并不
H
nH
nHH=nH-nH=0
H z 2 z3 n1 n1 nH H i13 H n3 n3 nH z1 z2
例3、空间周转轮系传动比计算
已知轮系中各轮齿数为z1=48，z2=48，z2’=18，z3=24， n1=250r/min，n3= 100r/min ，转向如图中实线箭头所示。 试求系杆的转速nH的大小及方向。 解： 划箭头得，转化轮系中 齿轮1、3的转向相反。
z 2 z3 n1 nH ' n3 nH z1 z2
如图所示为滚齿机差动传动机构。已知齿轮1、2、3的齿 数为Z1=Z2=Z3=30，蜗杆4为单头（左旋），蜗轮5的齿数为 Z5=30。当离合器M1、M2接合时，齿轮3的转向如图所示（分齿 运动），转速n3=100rpm；蜗杆4顺时针方向回转（附加运动）， 转速n4=2rpm。试求此时齿轮1传给工作台的转速n1。
n1 100 1 z 2 z3 ( 1 ) 2.5 n3 z1 z2 40 n4 nH 1 z5 z6 ( 1 ) 2.5 n6 nH z4 z5 n3 n4 , n6 0
联立求解，得：
i1H
n1 8.75 nH
例题03
在图示轮系中 ，已知Z1=17，Z2=20，Z3=85，Z4=18， Z5=24，Z6=21，Z7=63，求： （1）当n1=10001r/min，n4=10000r/min时，np=？ （2）当n1=n4时，np=？ （3）当n1=10000r/min，n4=10001r/min时，np=？ 解：

行星齿轮传动比分析与计算一、行星轮系传动比的计算 （一）行星轮系的分类若轮系中，至少有一个齿轮的几何轴线不固定，而绕其它齿轮的固定几何轴线回转，则称为行星轮系。

行星轮系的组成：行星轮、行星架（系杆）、太阳轮 （二）行星轮系传动比的计算以差动轮系为例（反转法） 转化机构（定轴轮系） T 的机构1234差动轮系：2个运动行星轮系：，对于行量轮系：H H W W W -=111W H H W W W -=222W H H W W W -=333W 0=-=H H H H W W W H W 13313113)1(Z Z W W W W W W i H HH H H⋅'-=--==03=W 1310Z Z W W W H H-=--11311+==Z Z W W i H H )(z f W W W W W W iH B H A H BH A HAB=--==0=B W∴∴例12.2：图示为一大传动比的减速器，Z 1=100，Z 2=101，Z 2'=100，Z 3=99。

求：输入件H 对输出件1的传动比i H1解：1，3中心轮；2，2'行星轮；H 行星架 给整个机构（-W H ）绕OO 轴转动∵W 3=0∴∴若Z 1=99行星轮系传动比是计算出来的，而不是判断出来的。

AHHA H H A H AB i W WW W W i -=-=--=110HAB AH i i -=1213223113)1('⋅⋅⋅-=--=Z Z Z Z W W W W i H HHH H Hi Z Z Z Z W W W 13213210'=--H H i Z Z Z Z W W 13213211'=+-HH i i 131100100991011⨯⨯-=100001001009910111111=⨯⨯-==HH i i 1001-=H i（三）复合轮系传动比的计算复合轮系：轮系中既含有定轴轮系又含有行星轮系，或是包含由几个基本行星轮系的复合轮系。

机械设计基础轮系在机械设计中，轮系的设计和布局是至关重要的。

轮系，或者称为齿轮系，是由一系列齿轮和轴组成的，它们通过精确的配合和排列，将动力从一个轴传递到另一个轴，或者改变轴的转速。

这种设计广泛应用于各种机械设备中，如汽车、飞机、机床等。

一、轮系的基本类型根据轮系中齿轮的排列和组合方式，我们可以将其分为以下几种基本类型：1、定轴轮系：在这种轮系中，齿轮是固定在轴上的，因此轴的旋转速度是恒定的。

这种轮系主要用于改变动力的大小和方向。

2、行星轮系：在这种轮系中，有一个或多个齿轮是浮动的，它们可以随着轴一起旋转，也可以绕着轴旋转。

这种轮系主要用于平衡轴的转速和改变动力的方向。

3、差动轮系：在这种轮系中，有两个或多个齿轮的旋转速度是不一样的，它们之间存在一定的速度差。

这种轮系主要用于实现复杂的运动规律。

在设计轮系时，我们需要遵循以下原则：1、确定传递路径：根据机械设备的需要，确定动力从哪个轴输入，需要传递到哪个轴。

2、选择合适的齿轮类型：根据需要传递的动力大小、转速等因素，选择合适的齿轮类型（直齿、斜齿、锥齿等）。

3、确定齿轮的参数：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。

4、确定齿轮的排列方式：根据需要实现的传动比、转速等因素，确定齿轮的排列方式（串联、并联等）。

5、确定轴的结构形式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定轴的结构形式（实心轴、空心轴、悬臂轴等）。

6、确定支承形式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定支承形式（滚动支承、滑动支承等）。

7、确定润滑方式：根据需要传递的动力大小、转速等因素，确定润滑方式（油润滑、脂润滑等）。

在满足设计要求的前提下，我们还可以通过优化设计来提高轮系的性能。

以下是一些常用的优化方法：1、优化齿轮参数：通过调整齿轮的模数、齿数、压力角等参数，来提高齿轮的承载能力和降低噪声。

2、优化齿轮排列：通过优化齿轮的排列方式，来提高传动效率、降低传动噪声和减少摩擦损失。

行星轮系和差动轮系1.什么是行星轮系？行星轮系是一种以中心齿轮为基础的传动系统。

它主要由一个中心齿轮、多个行星齿轮和环形齿轮组成。

行星齿轮围绕中心齿轮旋转，并且在环形齿轮上滑动。

这种设计使得行星轮系具有高度的传动效率和可靠性。

2.行星轮系的工作原理中心齿轮会驱动行星齿轮旋转，并且使得它们围绕中心齿轮旋转。

环形齿轮也会被中心齿轮所驱动，但它是定位在行星齿轮的外侧。

当中心齿轮旋转一圈时，它会同时转动所有的行星齿轮，并且使得它们公转一圈。

而这些行星齿轮则在内部转动，与中心齿轮和环形齿轮构成了一组不同的传动比例。

3.行星轮系的优点行星轮系具有以下优点：1.高传动效率：由于行星齿轮的数量较多，它们进行传动时可以分摊负载，从而减少了传动损耗，提高了传动效率。

2.可靠性高：行星轮系的设计非常简单，其构造也比较紧密，这使得其具有较高的可靠性。

3.紧凑型设计：行星轮系的构造非常紧凑，可以在较小的空间内完成较大的功效，这使得其在高性能机器人和工业机械设备中发挥了重要作用。

4.什么是差动轮系？差动轮系也称为差速器，用于传递马力和转矩到车轮以驱动车辆。

差动轮系是一种复杂的机械传动系统，它使得车辆能够在弯道和不平路面上平稳行驶。

5.差动轮系的工作原理差动轮系主要由差速器、半轴和车轮组成。

当车辆行驶在直线道路上时，左右两个车轮的旋转速度相同，差速器则将马力和转矩平均分配给两个车轮。

当车辆转弯时，外侧车轮与内侧车轮所需的旋转速度不同。

差速器会计算这些差异，并且向外侧车轮提供更多的马力和转矩，以保持两个车轮的旋转速度一致。

这种机械系统使得车辆能够平稳地转弯和行驶。

6.差动轮系的优点差动轮系具有以下优点：1.提供了更平稳的行驶：差动轮系允许车辆在弯道上的车轮间有不同的旋转速度，从而保持了较高的稳定性和平稳性。

2.提高了车辆的操纵性：差动轮系可以很好地适应车辆在弯道上的转弯操作，使得驾驶者可以更轻松地操纵车辆。

3.增加了车辆的牵引力：差动轮系在车辆行驶时可以平衡两个车轮之间的牵引力，从而使得车辆能够更好地适应复杂路况。

z2 z1
17 27
n1=3000rpm nH=920rpm 得n2 = 2383.5rpm
注意：空间轮系的方向只能用箭头画，但 在公式中一定要反映出正负号来！！
例题2
i13H
n1H n3H
n1 nH n3 nH
z2z3 z1z2'
3080 2.4 20 50
若 n1=50rpm
利用公式计算时应注意：
（1）公式只适用于齿轮1、齿轮k和 系杆H三构件的轴线平行或重合的情况， 齿数比前的“+”、“”号由转化轮系按定 轴轮系方法确定。
i1H3
1 H 3 H
z3 z1
i1H2
1 2
H H
（2） ω1、ωk、ωH均为代数值，代入公式计算时要带上相应 的“+”、“”号，当规定某一构件转向为“+”时，则转向与
最后 i14 = n1/n4= i13 X i34 =-10.13X( -1.67)=16.9
也可: i1H = i15 =n1/n5 = 43.9 i54 =n5/n4 =z4/z5 = 30/78=0.385
最后 i14 = n1/n4= i15 X i54 =43.9X 0.385=16.9
例题：在图示双螺旋桨飞机的减速器中，已知
1、轮系中各轮几何轴线均互相平行
i1N
1 N
n1 nN
(1)k
所有从动轮齿数乘积 所有主动轮齿数乘积
k 为外啮合次数！ 若计算结果为“+”，表明首、末 两轮的转向相同；反之，则转向相反。
规定：
外啮合：二轮转向相反，用负号“－”表示；
内啮合：二轮转向相同，用正号“＋”表示。
2、轮系中所有各齿轮的几何轴线不都平行，但首、末 两轮的轴线互相平行

n4 4 (90)
1(25)
【解】
z 2 z 3 z4 n1 nH i n4 nH z1 z 2' z 3'
H 14
3(30)
30 30 90 6.48 25 25 20 1 1 n n H H 6.48 6 . 48 2 nH 2 n
H H
3.转化轮系传动比计算
2 H 1
z2 z3 z3 1 H i 3 H z 2 z1 z1
H 13 H 1 H 3
z 2 z4 z n 1 H i n H z1 z3 zn1
H 1n
3
4.真实轮系传动比计算 1)差动轮系(F=2)
H
2 (30)
3'(20)
nH 1 .1 866 .599 (r(/ rmin) / min)
n1
2' (25) H
n4 4 (9பைடு நூலகம்)
1(25)
【例】：已知 z1=z2=z3, 求 i1H 。
【解】 2
n1 nH n1 nH i nH n3 nH
H 13
n
＝－1
H n 1 1
4' 4
Ⅰ
3
5
Ⅳ
结论1 结论2
各级从动轮齿数连乘积 总传动比＝ 各级主动轮齿数连乘积 总传动比＝各级传动比连乘积。
（2）主、从动轮转向关系的确定 任何定轴轮系都可用箭头表示 2
1 1 2 右手法则 左手法则
2
1
蜗轮蜗杆判断方法：左旋蜗杆
右旋蜗杆
右手法则：右手握向与蜗杆转向一致，拇指方向 为蜗轮啮合点的线速度方向。

i1H
n1 n1 3 Z 2Z5Z6 (1) nH n6 Z1Z 2'' Z 5'
故由式（a）、（b）得
nM nS n1 nS n1 nM (1) 3 Z 2 Z 3 Z 4 Z1 Z 2 ' Z 3 ' Z2 Z1
Z3Z 4 1 iMS Z 2' Z 3' 60
轮1轮3各逆时针转1圈，则 系杆逆时针转1圈。
三个基本构件无相对运动！ 结论： 1)轮1转4圈，系杆H同向转1圈。 2)轮1逆时针转1圈，轮3顺时针转1圈，则系杆顺时针转1/2圈。 3)轮1轮3各逆时针转1圈，则系杆逆时针转1圈。 特别强调：① i13≠ iH13
一是绝对运动、一是相对运动
② i13≠- z3/z1
例三、圆锥齿轮组成的轮系，已知各轮齿数z1=45，z2=30，z3=20 z4=20；n1=60r/min，nH=100r/min，若n1与nH转向相同，求i14、n4。
H H 解：用画箭头的方法可知转化轮系中 n1 与 n4 的转向相同， H 故 i14 为正值。
i
H 14
n1 - nH z 2 z 4 30 20 2 n4 - nH z1z 3 45 20 3
2 例一 轮系中， z1＝z2＝20, z3＝60
1)轮3固定。求i1H 。 2)n1=1, n3=-1, 求nH 及i1H 的值。轮1逆转1圈，轮3顺转1圈 H 1 3
3)n1=1, n3=1,
H 13
求nH 及i1H 的值。轮1、轮3各逆转1圈
1H 1 H 1 H i1H 1 解 : 1) i H 3 H 3 0 H
Z3
结论：系杆转10000圈时，轮1同向转1圈。 又若 Z1=100, z2=101, z2’=100, z3＝100， i1H＝1-iH13＝1-101/100 =－1/100, iH1＝-100 结论：系杆转100圈时，轮1反向转1圈。 此例说明行星轮系中输出轴的转向，不仅与输入轴的转向有关，而且与 各轮的齿数有关。本例中只将轮3增加了一个齿，轮1就反向旋转，且传动 比发生巨大变化，这是行星轮系与定轴轮系不同的地方

TaaH Ta (a H ) 0, 表明Taa H为输入功率，齿轮a为主动齿轮。
在转化机构中，行星架H为固定构件，当齿轮a为输入轮时，齿轮b
就成为输出构件，所以Tb b 0,功率由a传到b，其机械效率：
H
TbbH TaaH
Tb
TaaH bH
H
Ta H
a b
H H
Ta H iaHb
第七章 行星轮系
总传动比：iabe iabH iHb e
iabH 1 iaHb , iHb e
iabe
1 iaHb 1 ieHb
1 1 iebH 1 ieHb
iaHb
zb za
, iehb
z f zb ze zg
当iebH接近于1时，可以得到很大的传动比。
第七章 行星轮系
例8-2，如图所示3K-1型行星机构，中心
igHb
g b
H H
zb zg
如果V固定，则行星轮g不能作整圈的回转，
ωg由=0于，这V与时，g的由H转输速入是，相b输同出的。
iHg
H g
,由于b
0,
H b H
zb zg
, iHb
H b
zb zb zg
g H H
zb zg
, 可解得：iHg
zg zb zg
负号表示H与g转向相反。
在行星轮系的效率计算中，主要考虑啮合传动的功率损失
第七章 行星轮系
1，2K-H 型行星轮系效率计算 行星轮系啮合功率损失的分析：
齿轮啮合功率损失主要由：齿面相对滑动速度、摩擦系数 和法向力的大小所决定。
行星轮系与定轴轮系的区别：在于行星轮的自转与公转。
在转化机构中，虽然各构件的绝对角速度有变化，但影响 传动效率的相对滑动速度没有变化，所以，可以近似地认为： 行星轮系转化机构与原机构的摩擦损失功率相同。

2023年第47卷第5期Journal of Mechanical Transmission一种3K-H行星轮系自锁与效率最大化设计黄君鹏孔建益孙伟邢星奥李宝怡（武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081）摘要行星轮系主要用于动力传递，研究其自锁及效率具有重大意义。

针对一种3K-H型行星轮系进行了自锁分析与效率最大化设计。

首先，运用传动比法对该轮系正反机构效率进行了计算；然后，对该行星轮系效率总结出了一个统一公式，并且通过Matlab软件绘制了效率曲线；接着，分析了该行星轮系效率变化的趋势以及能够实现自锁的条件；最后，研究了在保证自锁条件下如何实现其相反机构效率最大化的设计。

关键词3K-H 行星轮系传动比法效率自锁Self-locking and Efficiency Maximization Design of a 3K-H Planetary Gear TrainHuang Junpeng Kong Jianyi Sun Wei Xing Xing'ao Li Baoyi（College of Mechanical Automation, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China）Abstract Planetary gear train is mainly used for power transmission, so it is of great significance to study its self-locking and efficiency. In this study, the self-locking analysis and efficiency maximization design of a 3K-H planetary gear train are carried out. Firstly, the efficiency of the positive and negative mechanism of the gear train is calculated using the transmission ratio method. Then, a unified formula for the efficiency of the plan⁃etary gear train is summarized. Furthermore, the efficiency curve is drawn by Matlab. Next, the trend of efficien⁃cy change of the planetary gear train and the conditions for realizing self-locking are analyzed. Finally, how to maximize the efficiency of the opposite mechanism under the condition of self-locking is studied.Key words 3K-H Planetary gear train Transmission ratio method Efficiency Self-locking0 引言行星轮系是一种先进的齿轮传动机构，是周转轮系中的一种。

一．机械原理填空题1.机构具有确定运动的条件为__机构的自由度数=机构的原动件数____。

2.平面八杆机构共有____28_____瞬心。

3.渐开线齿廓上最大压力角在__齿顶____圆上。

4.当行程速比系数K=1.5时，机构的极位夹角为__36°____。

5.举出两种可实现间歇运动的机构。

___槽轮机构、棘轮机构。

___6.渐开线齿轮的齿廓形状与哪些参数有关？___m, z，α_______。

7.机械中安装飞轮的目的是___调节周期性速度波动_______。

8.在连杆机构中处于死点位置的____0°__；__90°__。

9.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于原动件数目。

10.同一构件上各点的速度多边形必相似于于对应点位置组成的多边形。

11.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于 0 ，行程速比系数等于 1 。

12.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于 90°。

13.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36º，则行程速比系数等于 1.5 。

14.为减小凸轮机构的压力角，应该增大凸轮的基圆半径。

15.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作等加速运动，后半程作等减速运动。

16．增大模数，齿轮传动的重合度不变；增多齿数，齿轮传动的重合度增大。

17.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相反，内啮合的两齿轮转向相同。

18.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是定轴轮系。

19.三个彼此作平面运动的构件共3个速度瞬心，且位于一条直线上。

20.铰链四杆机构中传动角γ为90°，传动效率最大。

21.连杆是不直接和机架相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为低副。

22.偏心轮机构是通过扩大转动副半径由铰链四杆机构演化而来的。

23.机械发生自锁时，其机械效率小于等于0 。

24.刚性转子的动平衡的条件是偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为0 。

行星轮介绍一.一、轮系的分类(Classification of Gear Trains)依照轮系运转中齿轮轴线的空间位置是不是固定，将轮系分为定轴轮系和周转轮系两大类。

1、定轴轮系(Ordinary Gear Trains)轮系运转时，其中各齿轮的回转轴线位置固定不动，那么称之为定轴轮系。

如以下图所示。

图 6-82、周转轮系（Epicyclic Gear Trains)轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转，称该轮系为周转轮系。

如图6-2所示。

又可依照自由度数的不同，将周转轮系分为差动轮系和行星轮系两类。

当轮系的自由度数为2，即需要两个原动件机构运动才能肯按时，该周转轮系称为差动轮系，如图6-2a所示；自由度为1的周转轮系称为行星轮系，如图6-2b所示。

图 6-2周转轮系还可依照大体构件的不同分类。

以K表示中心轮，以H表示系杆，那么图6-2所示轮系可称为2K-H型周转轮系，图6-3所示轮系那么称为3K型周转轮系。

图6-3所示的轮系中有3个中心轮(图中的齿轮1、3和4)故称为3K型周转轮系，该轮系的系杆H仅起支承行星轮2-2′的作用，不传递外力矩，因此不是大体件。

图 6-3由定轴轮系和周转轮系或由两个以上的周转轮系所组成的轮系，称为混合轮系，如图6-4所示，该机构左部由齿轮1、2、2 ′和3组成定轴轮系，而其右部那么为周转轮系。

图 6-4二、轮系的功用(Functions of Gear Trains)1、实现相距较远的两轴之间的传动如以下图6-5所示，假设用四个小齿轮a、b、c和d 代替一对大齿轮1、2实现啮合传动，既节省材料，减少占用空间，又方便于制造和安装。

图 6-52、实现分路传动图6-6为滚齿机上实现滚刀与轮坯范成运动的传动简图。

图中由轴I来的运动和动力经锥齿轮一、2传给滚刀，同时又由与锥齿轮1同轴的齿轮3经齿轮4、五、六、7传给蜗杆8，再传给蜗轮9而至轮坯。

定义—— 运转过程中各齿轮的几何轴线位置相对于机架
(二)
周转轮系
固定，而是绕某一固定轴回转的轮系。
定义—— 运转过程中齿轮的轴线位置相对于机架的位置不
(三)
复合轮系

定轴轮系
定轴轮系根据结构组成，可分为：
单式轮系
每根轴上只装一个 齿轮所构成的轮系
复式轮系
有的轴上装有2个 以上齿轮的轮系
回归轮系
输入轮与输出轮共轴 线的轮系
转向： 画箭头法（适合任何定轴轮系）
(1) m 法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）
结果表示：
i1k
1 从动齿轮齿数连乘积 （输入、输出轴平行） k 主动齿轮齿数连乘积
图中画箭头表示（其它情况）
例
求：传动比 解：
题
已知：各轮齿数，齿轮1为主动轮
i16
z 2 z4 z5 z6 n1 n6 z1 z 2 z 4 z 5
线速度方向
用线速度方 向表示齿轮 回转方向
机构 运动 简图
投影方向
机构 运动 简图
投影方向
如何表示一对圆锥齿轮的转向？
机构运 动简图
投影
向方影投
线速度 方向
表示齿轮 回转方向 齿轮回转方向 线速度方向 用线速度方向表示齿 轮回转方向
如何表示蜗杆蜗轮传动的转向？
右旋蜗杆 蜗杆回转方向 蜗杆上一点 线速度方向 机构运 动简图
图上依次标出箭头的方
法确定。
二、定轴轮系的应用
1．实现大传动比传动
常用于减速（微调）机构； 当用于增速时，常发生自锁。
z1 100, z 2 101,
双排2K－H 型
z 2 100, z 3 99