齿轮传动受力分析

关于齿轮传动受力分析第一页，共十七页，2022年，8月28日任务一：各种齿轮传动受力分析（知识分析）

主动轮上的圆周力Ft与其速度方向相反；从动轮上的圆周力Ft与其速度方向相同，径向力指向各轮的轮心。n2n1主动从动Ft1Ft2Fr1Fr2Ft1Ft2n1n2从动主动Fr2Fr1O2O11、直齿圆柱齿轮传动第二页，共十七页，2022年，8月28日111

说明：由于Fx∝tanb,为了不使轴承承受的轴向力过大,螺旋角b不宜选得过大，常在b=8º～20º之间选择。2、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析圆周力径向力轴向力第三页，共十七页，2022年，8月28日n1主动从动n2Ft1Ft2n1n2从动主动Fr2Fr1Fx1Fx2O2O1Fx1Fx2Ft1Ft2

Fr、Ft的判定与直齿轮相同;轴向力Fx1用左右判定法则判断,从动轮Fx2与其相反。第四页，共十七页，2022年，8月28日

轮齿受力分析模型如下图：Fn可分解为圆周力Ft1，径向力Fr1和轴向力Fx1三个分力。

各分力计算公式：

3、直齿锥齿轮传动第五页，共十七页，2022年，8月28日n1n2Fr1Fr2Fx1Fx2主动从动Ft1Ft2O

径向力、圆周力判定方法和直齿圆柱齿轮相同；轴向力Fx的方向总是由锥齿轮的小端指向大端。第六页，共十七页，2022年，8月28日4、蜗轮蜗杆传动

蜗杆传动的受力分析与斜齿圆柱齿轮相似，轮齿的法向力Fn分解出径向力Fr、周向力Ft、轴向力Fx。各力的计算如下：第七页，共十七页，2022年，8月28日n1Fx1n2n1Fr1Fr1Ft2Ft1Fx2Fr1Fr1n21221

在分析蜗杆和蜗轮受力方向时，必须先指明主动轮和从动轮（一般蜗杆为主动轮）；蜗杆或蜗轮的螺旋方向：左旋或右旋；蜗杆的转向和位置。第八页，共十七页，2022年，8月28日

蜗杆与蜗轮轮齿上各方向判断如下：

①圆周力的方向：主动轮圆周力与其节点速度方向相反，从动轮圆周力与其节点速度方向相同；

②径向力的方向：由啮合点分别指向各自轴心；

③轴向力的方向：蜗杆主动时，蜗杆轴向力的方向由“主动轮左、右手定则”判断，即右旋蜗杆用右手（左旋用左手），四指顺着蜗杆转动方向弯曲，大拇指指向即蜗杆轴向力的方向。蜗轮轴向力的方向与蜗杆圆周力方向相反。

第九页，共十七页，2022年，8月28日任务二：各种齿轮传动受力分析比较（知识归纳）第十页，共十七页，2022年，8月28日1、斜—斜齿轮传动的受力分析中间轴上两个齿轮的轴向力方向相反，减轻中间轴和轴承的受力。输入轴输出轴中间轴n1n2n3Fx1Fx21234Fx3n3任务三：综合分析（知识应用）第十一页，共十七页，2022年，8月28日2、锥—斜齿轮传动的受力分析中间轴上两个齿轮的轴向力方向相反，减轻中间轴和轴承的受力。n3输入轴n1Fx2234Fx3中间轴n21第十二页，共十七页，2022年，8月28日任务四：实例讲解（案例综析）

2008单招理论第57题：题图所示为一机械传动方案，Ⅰ轴为输入轴，按图中箭头所示方向转动。已知：Z1=Z2=Z3=30，Z4=Z12=20，Z5=Z8=40，Z6=Z7=Z9=Z11=60，Z10=80，Z1、Z2和Z3为直齿圆锥齿轮，Z4、Z6为斜齿轮，Z12为标准直齿圆柱齿轮。分析该传动方案，回答下列问题：（第1~6小题每空1分，第7、8小题每空2分）。（1）图中Z1、Z2和Z3构成_________机构。Z2所受的周向力________（垂直纸面向里、垂直纸面向外）。（2）齿轮Z1和Z2的啮合条件为_________和_________。（3）如图所示状态下，螺母的移动方向为______，齿条的运动方向为______。（4）该传动系统中，齿条向左运动的速度有_____种。齿条快速运动时，该系统的传动比是______。第十三页，共十七页，2022年，8月28日（5）为了使Ⅱ轴上的轴向力尽可能小，齿轮Z6的旋向为

，Z6产生的轴向力方向为

。（6）若该传动系统在结构上要求Ⅲ轴和Ⅳ轴的中心距为102mm，齿轮Z5的模数为2mm。则Z5和Z7这对齿轮传动应为

（高度变位、正角度变位、负角度变位）齿轮传动。此时的啮合角

（大于、小于、等于）分度圆上齿形角，Z7的齿廓形状为

。（7）齿轮Z12的齿顶圆直径da12=

mm，齿根圆直径df12=

mm。（8）如图所示状态下，螺母移动1mm，齿条移动的