[科普中国]-传动比

原理

机构中瞬时输入速度与输出速度的比值称为机构的传动比。

机构中两转动构件角速度的比值，也称速比。构件a和构件b的传动比为Ⅰ=ωa/ ωb=na/nb，式中ωa和ωb分别为构件a和b的角速度(弧度/秒)；na和nb分别为构件a和b的转速（转/分）（注：ω和n后的a和b为下脚标）。当式中的角速度为瞬时值时，则求得的传动比为瞬时传动比。当式中的角速度为平均值时，则求得的传动比为平均传动比。对于大多数齿廓正确的齿轮传动和摩擦轮传动，瞬时传动比是不变的；对于链传动和非圆齿轮传动，瞬时传动比是变化的。对于啮合传动，传动比可用a轮和b轮的齿数Za和Zb表示，i=Zb/Za；对于摩擦传动,传动比可用a轮和b轮的半径Ra和Rb表示，i=Rb/Ra，这时传动比一般是表示平均传动比；在液力传动中，液力传动元件的传动比一般是指涡轮转速S和泵轮转速B的比值，即=S/B。液力传动元件也可与机械传动元件(一般用各种齿轮轮系)结合使用，以获得各种不同数值的传动比（轮系的传动比见轮系）。

计算方法传动比=使用扭矩÷9550÷电机功率×电机功率输入转数÷使用系数

传动比=主动轮转速除以从动轮转速的值=它们分度圆直径比值的倒数。即：i=n1/n2=D2/D1

i=n1/n2=z2/z1（齿轮的）

对于多级齿轮传动：1.每两轴之间的传动比按照上面的公式计算。 2.从第一轴到第n轴的总传动比等于各级传动比之积1。

分配原则多级减速器各级传动比的分配，直接影响减速器的承载能力和使用寿命，还会影响其体积、重量和润滑。传动比一般按以下原则分配：使各级传动承载能力大致相等；使减速器的尺寸与质量较小；使各级齿轮圆周速度较小；采用油浴润滑时，使各级齿轮副的大齿轮浸油深度相差较小。

低速级大齿轮直接影响减速器的尺寸和重量，减小低速级传动比，即减小了低速级大齿轮及包容它的机体的尺寸和重量。增大高速级的传动比，即增大高速级大齿轮的尺寸，减小了与低速级大齿轮的尺寸差，有利于各级齿轮同时油浴润滑；同时高速级小齿轮尺寸减小后，降低了高速级及后面各级齿轮的圆周速度，有利于降低噪声和振动，提高传动的平稳性。故在满足强度的条件下，末级传动比小较合理。

减速器的承载能力和寿命，取决于最弱一级齿轮的强度。仅满足于强度能通得过，而不追求各级大致等强度常常会造成承载能力和使用寿命的很大浪费。通用减速器为减少齿轮的数量，单级和多级中同中心距同传动比的齿轮一般取相同参数。当a和i设置较密时，较易实现各级等强度分配；a和i设置较疏时，难以全部实现等强度。按等强度设计比不按等强度设计的通用减速器约半数产品的承载能力可提高10%-20%。

和强度相比，各级大齿轮浸油深度相近是较次要分配的原则，即使高速级大齿轮浸不到油，由结构设计也可设法使其得到充分的润滑。

三级传动比分配

对于多级减速传动，可按照“前小后大”（即由高速级向低速级逐渐增大）的原则分配传动比，且相邻两级差值不要过大。这种分配方法可使各级中间轴获得较高转速和较小的转矩，因此轴及轴上零件的尺寸和质量下降，结构较为紧凑。增速传动也可按这一原则分配。

在多级齿轮减速传动中，传动比的分配将直接影响传动的多项技术经济指标。例如：

传动的外廓尺寸和质量很大程度上取决于低速级大齿轮的尺寸，低速级传动比小些，有利于减小外廓尺寸和质量。

闭式传动中，齿轮多采用溅油润滑，为避免各级大齿轮直径相差悬殊时，因大直径齿轮浸油深度过大导致搅油损失增加过多，常希望各级大齿轮直径相近。故适当加大高速级传动比，有利于减少各级大齿轮的直径差。

此外，为使各级传动寿命接近，应按等强度的原则进行设计，通常高速级传动比略大于低速级时，容易接近等强度。

由以上分析可知，高速级采用较大的传动比，对减小传动的外廓尺寸、减轻质量、改善润滑条件、实现等强度设计等方面都是有利的。

当二级圆柱齿轮减速器按照轮齿接触强度相等的条件进行传动比分配时，应该取高速级的传动比。

三级圆柱齿轮减速器的传动比分配同样可以采用二级减速器的分配原则。

相关概念传动比定义为主动轮转速与从动轮转速之比。在汽车上，总传动比等于发动机转速/驱动轮转速，也等于驱动轮扭矩/发动机扭矩，更等于变速箱传动比*主减速器传动比（俗称终传比）。

功率，单位时间的做功值。汽车发动机功率等于发动机扭矩*发动机转速/9550，根据上述传动比的变换，亦可以等于驱动轮扭矩*驱动轮的转速。

扭矩，物理学解说为力矩，等于力*力臂（由于力与加速度成正比，所以扭矩与角加速度成正比），是一个衡量物体转动角加速度大小的参数。

车速，即是汽车的行驶速度。转速分两种，一为发动机转速，二为驱动轮转速。两者之商为总传动比，前提是驱动轮在附着良好的路面上行驶，无打滑或抱死现象。驱动轮转速与车速的换算关系为：车速=驱动轮转速*2π*驱动轮半径/1000*60。2