Reduced mass moment of inertia of a transmission

 ri i
I1 I23 I4 zi i
M4 M1 ω
! i = 1 "
#
A B #
ω4
ω1 r1 = ω23 r2 ! r1
z1
ω23 = ω1 = ω1 .
r2
! #
C D #
ω23 =
$! i=
z2
r4
z4
ω4 = ω4 .
r3
z3
ω1
z2 z4
=
.
ω4
z1 z3
%
&
"" ' 1 : M1 − N1 r1 = I1 ω̇1
23 : N1 r2 − N2 r3 = I23 ω̇23
4 :
− M4 + N4 r4 = I4 ω̇4 .
&
N1 N2 +
( ⇒ N1 =
M1 − I1 ω̇1
r1
* ⇒ N2 =
M4 + I4 ω̇4
r4
" ) ⇒
(M1 − I1 ω̇1 )
r2
r3
− (M4 + I4 ω̇4 )
= I23 ω̇23 .
r1
r4
(
)
*
% ⇒
(M1 − I1 ω̇1 )
z3
z2
z1 z3
z1
− M4 + I4
ω̇1
= I23 ω̇1
z1
z2 z4
z4
z2
z4 z1
z1 z3
z4 z2
(M1 − I1 ω̇1 ) − M4 − I4
ω̇1 =
I23 ω̇1
z3 z1
z2 z4
z3 z2
⇔
⇔
2 z2 z4
z1 z3 2
z1
I4 +
I23
M1 − ω̇1 I1 +
.
M4 =
z1 z3
z2 z4
z2
,
i
- Ig = I1 +
, z1 z3
z2 z4
2
I4 +
z1
z2
M4 = i(M1 − Ig ω̇1 )
2
I23 ,
.
⇔
1
M1 − M4 = Ig ω̇1 .
i
/
$ # $ ! Ig " # 0 ! 0 0 1 . • I1
•
z1
z2
2
I23 ! %( #
ω23 =
z1
ω1 $! I23
z2
%( •
z1 z3
z2 z4
2
I4 ! ) #
ω4 =
1
! %
z1 z3
ω1 z2 z4
/ ⇒
1
M1 − M4 = Ig ω̇1 = Ig i ω̇4
i
⇔
M1 i − M4 = i2 Ig ω̇4 .
$ 2
2
Ig∗ = i2 Ig = I4 +
z4
z3
I23 +
z2 z4
z1 z3
I1
)
(
)!