齒輪傳動受力分析

1、齒輪傳動受力分析江蘇省海安職業(yè)教育中心于友林常見齒輪傳動的類型直齒圓柱齒輪傳動斜齒圓柱齒輪傳動直齒圓錐齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動教 學 要 求： 掌握四種常見齒輪傳動受力大小關(guān)系及方向的判定方法；重點與難點：1、各類齒輪傳動受力方向的判別方法；2、輪系傳動中各輪受力分析方法；綜合提高復習回顧歸納總結(jié)嫻熟運用學習目標關(guān)聯(lián)知識準備1什么是徑向力、圓周力和軸向力？1.徑向力就是由嚙合點指向回轉(zhuǎn)中心的力，也就是沿直徑方向的力。用Fr表示。2.圓周力就是嚙合點處沿圓周方向的力，也就是嚙合點處切線方向的力，也稱為切向力。其方向與主從動輪及回轉(zhuǎn)方向有關(guān)。用Ft表示。3.軸向力就是沿著齒輪軸方向的力，其方向由齒輪的

2、旋向及回轉(zhuǎn)方向決定。用Fa表示。Fr1Ft1Fa1n1n1Z1是主動齒輪，作逆時針n1旋轉(zhuǎn)1.直齒圓柱齒輪傳動受力分析Fr1=Fr2 Ft1= Ft2 無軸向力徑向力Fr: 由嚙合點指向各自的回轉(zhuǎn)中心。圓周力Ft: 主動輪所受圓周力與嚙合點切向速度方向相反(阻力)。 從動輪所受圓周力與嚙合點切向速度方向相同(動力)。軸向力Fa:無分力方向分力關(guān)系n1n2Fr1Fr2Ft1Ft2n1n2Z1Z2請標出齒輪2的旋轉(zhuǎn)方向請問這是什么類型齒輪傳動？ 關(guān)聯(lián)知識準備2齒輪、蝸輪、蝸桿輪齒旋向的判別Z1Z2右旋、左旋右旋、左旋(左旋)(右旋)Z5Z6Z4Z3右旋左旋右旋左旋右旋、左旋右旋、左旋(右旋)（左旋

3、)請判斷Z1、Z2的旋向? 軸線放水平旋向看八字 如何判斷？這點非常重要，是我們進行齒輪受力分析以及判斷齒輪旋轉(zhuǎn)方向的基礎 記牢：斜齒輪左右旋配對用 蝸輪蝸桿齒旋同向走（一般在題目中只給出一個齒輪或蝸桿的旋向）（右旋）（左旋）2 .斜齒圓柱齒輪傳動受力分析Fr1=-Fr2Ft1=-Ft2Fa1=-Fa2徑向力Fr: 由嚙合點指向各自齒輪的回轉(zhuǎn)中心。圓周力Ft: 主動輪所受圓周力與嚙合點切向速度方向相反(阻力)。 從動輪所受圓周力與嚙合點切向速度方向相同(動力)。軸向力Fa:主動輪受力方向用左右手螺旋法則判定， 從動輪受力方向與主動輪相反。分力關(guān)系分力方向n1n2Fr1Fr2Ft1Ft2n1n2

4、Fa2Z1Z2Fa1n1z1Ft1Fr1Fa1斜齒輪傳動所受到的徑向力和軸向力與直齒圓柱齒輪規(guī)律一樣請在端面視圖中標出兩輪的Fr與Ft斜齒圓柱齒輪傳動時由于輪齒是傾斜的，所以有軸向力存在。軸向力方向如何判定呢？什么是左右手螺旋法則呢？主動輪輪齒左旋用左手，輪齒右旋用右手。方法是：主動輪輪齒右旋，伸右手，四指指向與齒輪回轉(zhuǎn)方向一致，大拇指指向為齒輪所受軸向力方向。3.直齒圓錐齒輪傳動受力分析Fr1=Fa2Fa1=Fr2Ft1=Ft2分力關(guān)系分力方向徑向力Fr:由嚙合點指向各自的回轉(zhuǎn)中心。軸向力Fa:由嚙合點指向各自齒輪的大端（與齒輪轉(zhuǎn)向無關(guān)， 常作為隱含條件）圓周力Ft:主動輪所受圓周力與嚙合點

5、切向速度方向相反(阻力)。 從動輪所受圓周力與嚙合點切向速度方向相同(動力)。n1n2z1z2Fr1Fr2Fa1Fa2Ft1z1n1Fr1Fa1Ft2z2n2Fr2Fa2所受徑向力方向仍然指向各自的回傳中心，但是Fr1 、Fr2不共線，一定相等嗎？直齒圓錐齒輪傳動時，由于輪齒是沿錐面傾斜的，所以有軸向力存在。軸向力方向如何判定呢？ 標出Z2旋轉(zhuǎn)方向？（全班回答）注意：一對嚙合的錐齒輪旋轉(zhuǎn)方向是箭頭相對或箭尾相連請仔細觀察 Fr、Fa、Ft的方向及大小關(guān)系為什么 Fr、Fa、Ft的方向及大小關(guān)系不是同“姓”相等呢？原因就是兩輪軸線垂直。4 . 蝸輪蝸桿傳動受力分析Fr1=Fr2 Ft1=Fa2

6、Fa1=Ft2徑向力Fr: 由嚙合點指向各自的回轉(zhuǎn)中心。圓周力Ft: 主動輪所受圓周力與嚙合點切向速度方向相反(阻力)； 從動輪所受圓周力與嚙合點切向速度方向相同(動力)。軸向力Fa: 主動輪(蝸桿)受力方向用左右手螺旋法則。 從動輪受力方向與Ft1相反。分力關(guān)系分力方向Z2n1Z1n2n2n1Fa1Fa2Fr1Fr2Ft1Ft2注意：一般以蝸桿為主動件，常做為隱含條件左右圖中n2好像相“反”，為何？注意：圓周力標注在圓形視圖中齒輪傳動受力方向的判別 受力名稱齒輪傳動類型軸向力Fa圓周力Ft徑向力Fr直齒圓柱齒輪傳動 斜齒圓柱齒輪傳動直齒圓錐齒輪傳動蝸輪蝸桿傳動 主動輪所受圓周力與轉(zhuǎn)向相反(阻

7、力)。 從動輪所受圓周力與轉(zhuǎn)向相同(動力)。由嚙合點指向各自的回轉(zhuǎn)中心。無主動輪左右手螺旋法則； 從動輪受力方向與主輪相反。由嚙合點指向大端Fa1=Ft2Ft1=Fa2如圖，蝸桿1為右旋,試回答： 若使、軸上所受軸向力足夠小，問、軸的旋轉(zhuǎn)方向分別為 、 、 ；齒輪5、6的旋向分別為、 ； 例題解析Fa2Fa3Ft1nnnnFa4Fa5向左向上向右向左右旋左旋1、充分利用題目中已知條件，挖出題目中隱含條件2、蝸桿與蝸輪的嚙合點（處）在何處3、傳動鏈中一對齒輪相互嚙合，分清主動件、從動件Fa1Ft2各齒輪的受力圖Ft1Fa2Fa1Fr2Fr1Ft2Fr4Ft3Fr3Fa3Fa4Ft4Fr5Fa5F

8、t5Ft6Fr6Fa6Fa2Fa3Ft1nnnnFa4Fa5Fa1Ft2課堂練習：斜齒輪與錐齒輪組合 右圖所示為兩級齒輪傳動，齒輪1轉(zhuǎn)向如圖，試分析：1、若使中間軸上的軸向力足夠小，3、4兩齒輪的螺旋方向分別是 、 ；2、作出各齒輪的受力圖。n2n3n4Fa2Fa3右旋左旋右旋左旋各齒輪的受力圖Fa2Fr2Ft2Fr1Fa1Ft1Fa4Fr4Ft4Fa3Fr3Ft3課堂小結(jié)： 齒輪受力分析的問題一般以傳動軸受軸向力最小為出發(fā)點展開討論，解決的途徑應充分利用已知條件(包含隱藏條件，如蝸桿傳動中蝸桿必為主動輪、錐齒輪的軸向力必指向大端）尋找突破口，得到此軸上某一齒輪的軸向力，這樣有關(guān)問題就會迎刃而

9、解！課后練習一：斜齒輪與蝸桿蝸輪組合n2n3n1Fa1Fa2Fa3左旋左旋右旋蝸桿為主動輪如圖所示為斜齒圓柱齒輪與蝸輪蝸桿組成的傳動，試分析：1、若使蝸桿軸上的軸承受軸向力足夠小，則1、2兩齒輪的旋向分別是 、；2、作出A、B兩嚙合點各輪的受力圖各齒輪的受力圖Ft4Fr4Fa4Fa3Fr3Ft3Fa2Fr2Ft2Fa1Fr1Ft1n2n3n1Fa1Fa2Fa3左旋如圖，蝸桿1為右旋，試回答：1、若使軸上所受軸向力足夠小，則、軸的旋轉(zhuǎn)方向分別為:、 、 。2、畫出各齒輪的受力圖。課后練習二：錐齒輪與蝸桿蝸輪組合Fa3Fa2Ft1n1n2n3n4向左向上向右蝸桿為主動輪各齒輪的受力圖Fa3Fa2Ft1n3n4Fa1Fr1Ft1Fa2Ft2Fr2Fr3Fa3Ft3Fa4Fr4Ft4n1n2如圖，蝸桿1為右旋，試回答：1、若使軸上所受軸向力