89齿轮传动受力分析

齿轮传动受力分析江苏省海安职业教育中心于友林常见齿轮传动的类型直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动直齿圆锥齿轮传动蜗轮蜗杆传动教学要求：掌握四种常见齿轮传动受力大小关系及方向的判定方法；重点与难点：1、各类齿轮传动受力方向的判别方法；2、轮系传动中各轮受力分析方法；综合提高复习回顾归纳总结娴熟运用学习目标关联知识准备1什么是径向力、圆周力和轴向力？1.径向力就是由啮合点指向回转中心的力，也就是沿直径方向的力。用Fr表示。2.圆周力就是啮合点处沿圆周方向的力，也就是啮合点处切线方向的力，也称为切向力。其方向与主从动轮及回转方向有关。用Ft表示。3.轴向力就是沿着齿轮轴方向的力，其方向由齿轮的旋向及回转方向决定。用Fa表示。Fr1Ft1Fa1n1n1Z1是主动齿轮，作逆时针n1旋转1.直齿圆柱齿轮传动受力分析Fr1=－Fr2Ft1=－Ft2无轴向力径向力Fr:由啮合点指向各自的回转中心。圆周力Ft:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。轴向力Fa:无分力方向分力关系n1n2Fr1Fr2Ft1Ft2n1n2Z1Z2请标出齿轮2的旋转方向请问这是什么类型齿轮传动？关联知识准备2齿轮、蜗轮、蜗杆轮齿旋向的判别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)请判断Z1、Z2的旋向?轴线放水平旋向看八字如何判断？这点非常重要，是我们进行齿轮受力分析以及判断齿轮旋转方向的基础记牢：斜齿轮左右旋配对用蜗轮蜗杆齿旋同向走（一般在题目中只给出一个齿轮或蜗杆的旋向）（右旋）（左旋）2.斜齿圆柱齿轮传动受力分析Fr1=-Fr2Ft1=-Ft2Fa1=-Fa2径向力Fr:由啮合点指向各自齿轮的回转中心。圆周力Ft:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。轴向力Fa:主动轮受力方向用左右手螺旋法则判定，从动轮受力方向与主动轮相反。分力关系分力方向n1n2Fr1Fr2Ft1Ft2n1n2Fa2Z1Z2Fa1n1z1Ft1Fr1Fa1斜齿轮传动所受到的径向力和轴向力与直齿圆柱齿轮规律一样请在端面视图中标出两轮的Fr与Ft斜齿圆柱齿轮传动时由于轮齿是倾斜的，所以有轴向力存在。轴向力方向如何判定呢？什么是左右手螺旋法则呢？主动轮轮齿左旋用左手，轮齿右旋用右手。方法是：主动轮轮齿右旋，伸右手，四指指向与齿轮回转方向一致，大拇指指向为齿轮所受轴向力方向。3.直齿圆锥齿轮传动受力分析Fr1=－Fa2Fa1=－Fr2Ft1=－Ft2分力关系分力方向径向力Fr:由啮合点指向各自的回转中心。轴向力Fa:由啮合点指向各自齿轮的大端（与齿轮转向无关，常作为隐含条件）圆周力Ft:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)。从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。n1n2z1z2Fr1Fr2Fa1Fa2Ft1z1n1Fr1Fa1Ft2z2n2Fr2Fa2所受径向力方向仍然指向各自的回传中心，但是Fr1、Fr2不共线，一定相等吗？直齿圆锥齿轮传动时，由于轮齿是沿锥面倾斜的，所以有轴向力存在。轴向力方向如何判定呢？标出Z2旋转方向？（全班回答）注意：一对啮合的锥齿轮旋转方向是箭头相对或箭尾相连请仔细观察Fr、Fa、Ft的方向及大小关系为什么Fr、Fa、Ft的方向及大小关系不是同“姓”相等呢？原因就是两轮轴线垂直。4.蜗轮蜗杆传动受力分析Fr1=－Fr2Ft1=－Fa2Fa1=－Ft2径向力Fr:由啮合点指向各自的回转中心。圆周力Ft:主动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相反(阻力)；从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同(动力)。轴向力Fa:主动轮(蜗杆)受力方向用左右手螺旋法则。从动轮受力方向与Ft1相反。分力关系分力方向Z2n1Z1n2n2n1Fa1Fa2Fr1Fr2Ft1Ft2注意：一般以蜗杆为主动件，常做为隐含条件左右图中n2好像相“反”，为何？注意：圆周力标注在圆形视图中齿轮传动受力方向的判别受力名称齿轮传动类型轴向力Fa圆周力Ft径向力Fr直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动直齿圆锥齿轮传动蜗轮蜗杆传动主动轮所受圆周力与转向相反(阻力)。从动轮所受圆周力与转向相同(动力)。由啮合点指向各自的回转中心。无主动轮左右手螺旋法则；从动轮受力方向与主轮相反。由啮合点指向大端Fa1=－Ft2Ft1=－Fa2如图，蜗杆1为右旋,试回答：若使Ⅱ、Ⅲ轴上所受轴向力足够小，问Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轴的旋转方向分别为、、、；齿轮5、6的旋向分别为、；例题解析Fa2Fa3Ft1nⅠnⅡnⅢnⅣFa4Fa5向左向上向右向左右旋左旋1、充分利用题目中已知条件，挖出题目中隐含条件2、蜗杆与蜗轮的啮合点（处）在何处3、传动链中一对齿轮相互啮合，分清主动件、从动件Fa1Ft2各齿轮的受力图Ft1Fa2Fa1Fr2Fr1Ft2Fr4Ft3Fr3Fa3Fa4Ft4Fr5Fa5Ft5Ft6Fr6Fa6Fa2Fa3Ft1nⅠnⅡnⅢnⅣFa4Fa5Fa1Ft2课堂练习：斜齿轮与锥齿轮组合右图所示为两级齿轮传动，齿轮1转向如图，试分析：1、若使中间轴上的轴向力足够小，3、4两齿轮的螺旋方向分别是、；2、作出各齿轮的受力图。n2n3n4Fa2Fa3右旋左旋右旋左旋各齿轮的受力图Fa2Fr2Ft2Fr1Fa1Ft1Fa4Fr4Ft4Fa3Fr3Ft3课堂小结：齿轮受力分析的问题一般以传动轴受轴向力最小为出发点展开讨论，解决的途径应充分利用已知条件(包含隐藏条件，如蜗杆传动中蜗杆必为主动轮、锥齿轮的轴向力必指向大端）寻找突破口，得到此轴上某一齿轮的轴向力，这样有关问题就会迎刃而解！课后练习一：斜齿轮与蜗杆蜗轮组合n2n3n1Fa1Fa2Fa3左旋左旋右旋蜗杆为主动轮如图所示为斜齿圆柱齿轮与蜗轮蜗杆组成的传动，试分析：1、若使蜗杆轴上的轴承受轴向力足够小，则1、2两齿轮的旋向分别是、；2、作出A、B两啮合点各轮的受力图各齿轮的受力图Ft4Fr4Fa4Fa3Fr3Ft3Fa2Fr2Ft2Fa1Fr1Ft1n2n3n1Fa1Fa2Fa3左旋如图，蜗杆1为右旋，试回答：1、若使Ⅱ轴上所受轴向力足够小，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的旋转方向分别为:、、。2、画出各齿轮的受力图。课后练习二：锥齿轮与蜗杆蜗轮组合Fa3Fa2Ft1n1n2n3n4向左向上向右蜗杆为主动轮各齿轮的受力图Fa3Fa2Ft1n3n4Fa1Fr1Ft1Fa2Ft2Fr2Fr3Fa3Ft3Fa4Fr4Ft4n1n2如图，蜗杆1为右旋，试回答：1、若使Ⅱ轴上所受轴向力足够小，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的旋转方向分别为:、、。2、画出各齿轮的受力图。课后练习三：锥齿轮与蜗杆蜗轮组合Fa3Fa2Ft1n1n2n3n4向左向上向右蜗杆为主动轮谢谢光临指导!各齿轮的受力图Fa3Fa2Ft1n3n4Fa1Fr1Ft1Fa2Ft2Fr2Fr3Fa3Ft3Fa4Fr4Ft4n1n2