齿轮传动受力分析(补)

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齿轮受力分析

齿轮受力分析

齿轮受力分析:
圆周力Ft :主动轮圆周力的方向与回转方向相反,从动轮圆周力的方向与回转方向相同。

径向力Fr :指向各自的回转中心。

轴向力Fa :使用左、右定则判断,只针对主动轮有效。

齿轮受力之间的关系:下角标1表示主动轮、下脚标2表示从动轮。

直齿圆柱齿轮:⎩⎨⎧-=-=2
121r r t t F F F F
斜齿圆柱齿轮:⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=21
2121a a r r t t F F F F F F
直齿圆锥齿轮:⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=21
2121r a a r t t F F F F F F
蜗杆传动:⎪⎩⎪⎨⎧-=-=-=212121t a a t r r F F F F F F
斜齿轮、蜗杆旋向判断:轴线竖直放置,斜线左边高为左旋,右边高为右旋。

例题:
如上图所示:判断齿轮1、2
的转动方向和旋向?
如上图所示:判断齿轮1、2的转向和旋向?
提示:①判断时根据轴向力的方向进行判断,同一根轴上的两个齿轮(包括斜齿轮、锥齿轮、蜗杆)所受轴向力大小相等,方向相反。

②注意齿轮之间作用力与反作用力,特别是直齿圆锥齿轮和蜗杆传动中的作用力与反作用力。

齿轮传动的受力分析

齿轮传动的受力分析

轮齿的受力分析
10-8 标准锥齿轮传动 的强度计算
§10-8 标准锥齿轮传动的强度计算
二、轮齿的受力分析
2
Fa2
Fr2
Ft2 × ⊙
Fa1
Fn α
直齿圆柱齿轮强度计算1
F' Fr1
Ft1 Fa1 P
Ft1
n1 Fr1
T1
1
δ1
Fn
Ft -圆周力, ★主反从同 Fr -径向力, ★指向各自的轮心
Ft
1
Fr1
ω1
Ft1
Ft2
Fωr22
Ft1 × Fr1 Fr2 ⊙ Ft2
2
10-7 标准斜齿 圆柱齿轮传动的 强度计算
轮齿的受力分析
§10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
一、轮齿的受力分析
圆周力Ft—主反从同
Ft
2T1 d1
径向力Fr—指向各自的轮心
F' Ft 2T1
cos d1cos
Fr F'tann2d T1 1ctao nsn
Fn
T1
N2
αt
d21
t
N1
O2
α
Fr
c
Fn N2 αt
Ft
d21
★方向: 圆周力Ft—主反从同 径向力Fr—指向各自的轮心
α ω1
O(1主动)
α ω1
O1(主动)
§10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
图示直齿圆柱齿轮,轮1主动,转向直如齿圆图柱齿轮,强度试计算1在图中标出Ft1 Ft2 Fr1 Fr2的方向。
轴向力Fa—主动轮左右手螺旋法则
d
2 n2
P
Ft
Fa2

齿轮受力分析

齿轮受力分析

一、轮齿上的作用力及计算载荷 O2
各作用力的方向如图
圆周力: Ft
2T1 d1
径向力:Fr1 Fr2 Fttgபைடு நூலகம்
法向力:Fn Ft / cos 小齿轮上的转矩:
α ω2
(从动)
t
d2 2 Fn
c
N2 αt t
N1
Fn
d1
T1 2
N1
O2 α
Fr
Fn N2 αt
c Ft
T1
d1 2
T1
10 6
P
1
9.55 10 6
P n1
α ω1 N mm O(1主动)
α ω1 (主动)
O1
P为传递的功率(KW) ω1----小齿轮上的角速度, n1----小齿轮上的转速 d1----小齿轮上的分度圆直径,
α----压力角
长沙交通学院专用
二、计算载荷 上述法向力为名义载荷,理论上沿齿宽均匀分 布,但由于轴和轴承的变形,传动装置制造和
长沙交通学院专用
§11-7
斜齿圆柱齿轮传动 圆周力Ft的方向在主动轮上 与运动方向相反,在从动论
一、轮齿上的作用力
上与运动方向相同;径向力 指向各自的轴心;轴向力的 方向由螺旋方向和轮齿工作
轮齿所受总法向力Fn可分解为三个分力 : 面而定。
圆周力:Ft
2T1 d1
轴向力:Fa
Ft
tg
径向力:Fr
用计算载荷KFn代替名义载荷Fn以考虑载荷集中和附加 动载荷的影响,K----载荷系数
表11-3 载荷系数K
原动机
工作机械的载荷特性
均匀
中等冲击
大的冲击
电动机
1.1~1.2

9.42圆柱齿轮传动的受力分析与载荷计算1

9.42圆柱齿轮传动的受力分析与载荷计算1

Ft1
Fa1⊙
∴旋向相反
Ft2 ⊙ × Fa2 Fr2
Fa2
n2
Fr1 n1 Ft1 ⊙ F ⊙ × Ft2 a1 Fr2 n2
左旋
, Fa
Ft
Fr
机械设计 Fa1:用主动轮左、右手定则:四指为ω1方向,拇指为Fa1方向。 :左旋用左手,右旋用右手
ω1
7
Fa1
ω1
Fa2:与Fa1反向,不能对从动轮运用左右手定则。 Fa取决于 β 方向:左、右旋
转动方向
改变任一项,Fa方向改变。
机械设计
练习
8
右旋 Fr1
n1
一对斜齿轮: β 1=-β2
机械设计
练习 Fr1 Ft2
4
n1、T1 o1
箭头离开纸面
Fr1
Ft1

C
Ft1 ⊙
n1
Fr2
n2 o2
⊙ × Ft2 Fr2 n2
箭头进入纸面
T2
Fa=0
机械设计
5
斜齿圆柱齿轮
主动轮: 圆周力 法向力Fn1
Ft 1
2T1 d1
tan n cos
径向力 Fr 1 Ft 1 tan t Ft 1 轴向力F
a1
Ft 1 tan
Ft 1 Fn1 cos n cos
方向:Ft、Fr:与直齿轮相同
机械设计
6
Fr Ft
t
从动轮:F
t2
Ft 1,Fa 2 Fa1,
从动
Fa2 Fr2 Ft2 Ft1 Fr1 Fa1 F 主动 F Fn ,
n
Fr 2 Fr 1 ,Fn 2 Fn1
机械设计

机械设计基础第五版斜齿圆柱齿轮传动受力分析

机械设计基础第五版斜齿圆柱齿轮传动受力分析

左旋
右旋
分别指向各自的轮心。
❖轴向力Fa的方向: 取决于齿轮的回转方
向和轮齿的螺旋方向。
用“主动轮左、右手定则”判断
例题分析Βιβλιοθήκη ❖讨论:Fa = Ft tan
1、斜齿轮轴向力Fa与tanβ成正比。
由于β↑→平稳性好,但β↑→Fa↑→轴承 要求高
β= 8°~20°
2、采用人字齿轮可 消除轴向力。
β= 15°~40°
1、各力大小 Fr
c Fa
长方体对角面即轮齿法面
Fn
αn Ft
β
β
Fr Fn αn
F’
T1 F’ ω1
Ft Fr = F’ tgαn
β
d1
Fa
F’
2
F’=Ft /cosβ
Fn
Fr=Fnsinn F´=Fncosn
Ft=F´cos
Fa=F´sin
圆周力 径向力 轴向力 法向力
Ft
=
2T1 d1
Fr
=
Ft tann cos
Fa = Ft tan
Fn
=
cos
Ft
n cos
2、主、从动轮受力关系
❖作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。 即:
Ft1= - Ft2 Fr1= - Fr2 Fa1= - Fa2
3、各力方向
❖圆周力Ft的方向: 在主动轮上与转动方向
相反,在从动轮上与转向 相同。 ❖径向力Fr的方向:
主动轮左、右手螺旋定则
主动轮为右旋,握紧右 手,四指弯曲方向表示主动 轮的回转方向,拇指的指向 即为作用在主动轮上轴向力 Fa的方向;主动轮为左旋时, 则应以左手用同样的方法来 判断。 ❖★ 不能用在从动轮上

齿轮传动

齿轮传动
(2)滚子半径的选择:
对内凹的凸轮轮廓曲线:工作廓线的曲率半径 a 理论廓线的曲率半径 +工作半径 r
对外凸的凸轮轮廓曲线 当 r 时,工作廓线出现尖点,使尖点磨损 当 r 时,工作廓线出现交叉,会出现失真现象
由此可知,对外的凸轮轮廓曲线,应使滚子半径小于理论廓线的最小曲率半径,即出现失真时,增大基 圆半径或适当减小滚子半径
当配对的两齿轮的齿面均属于硬齿面时,分别按齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行计算。 影响齿轮弯曲疲劳强度的主要是模数,模数越大,齿轮的弯曲疲劳强度越高。 影响齿面接触疲劳强度的主要是直径,小齿轮直径越大,齿轮接触疲劳强度越高。
三、凸轮机构 1、分类 (1)按凸轮形状:盘形凸轮、圆柱凸轮 (2)按推杆形状:尖顶推杆,适用于作用力不大和速度较低的场合 滚子推杆,磨损较小,可传递较大的力 平底推杆,凸轮与平底的接触面间易形成油膜,润滑较好,用于高速传动中 (3)按推杆运动形式:直动推杆、摆动推杆 2、推杆常用的运动规律 (1)几个概念:基圆半径:凸轮的最小半径 推程:推杆由最低位置推到最高位置,推杆的运动过程 远(近)休止角:推杆处于最高(低)位置不动,凸轮转过的角度 ④推杆的行程:推杆在推程或回程在推动的距离 (2)常用运动规律的特点 一次多项式运动规律(等速运动规律):推杆在运动开始和终止的瞬时,速度有突变,凸轮机构有 刚性冲击。 二次多项式运动规律(等加速等减速运动规律):加速度有突变,有柔性冲击。 五次多项式运动规律:无刚性也无柔性冲击。 ④余弦加速度运动规律(简谐运动规律):首末两点推杆加速度有突变,有柔性冲击。 ⑤正弦加速度运动规律(摆线运动规律):都无 注:除等速运动规律外,正弦加速度运动规律加速度最大值最大。 为了消除等加速等减速运动规律中的柔性冲击,可由等减速运动规律和余弦减速度运动规律组合 而成的修正梯形运动规律。

兆瓦级风力发电机增速器齿轮传动受力分析

兆瓦级风力发电机增速器齿轮传动受力分析

Ab t a t n e tbl h s i h h e i n in lp r mee de o n a i n wh c p e me a a tl e n _ i e sr c ・I sa i e n t e t r e d me so a a a t rmo lf u d to i h s r g w l ev lwi d dr n s e v g n r t rs e de yi dr a He ia g as v c — e eao p e rc l n i l c l l e r i e muli tet s e c r e 1 t e n n ln a o t c n lss mo l c t— e h me h s a r s O" h o — i e rc n a ta ay i i 1 de u i g f t l me ta ls ss fwae n h o ner e rv e  ̄ a r d 0 o me h i he c c ia c ur t ttc sae sn i e e e n nay i o ni t r.a d t e c u t a i e rl n I s n t y lc la c ae s ai t t g e t s t e i l t n a a y i T c mp t t n i d c td.t i ri l t i s he r s l e te l tlis a t I o me h h smu a i n l ss he o u a i n i ae o o h s a tce oba n t e u t x r me y ale eua
多齿对 同时 啮合 的三维 有 限元接 触分 析模 型= 由于斜 齿 这 点不 同可 以使 原参数 化 轮 传动 接触 非线性 特点 , 为减 少计 算 T作量 , 大部 分三 维 标 准 斜 齿 轮画 法 更直 观 。 有限元 接触 分析模 型 在接触 处理 都 进行 了简化 。如 本 由 于这 点 不 同 使 得 第 l 2 文采用 一定 长度 的接 触线 代替 未知 的接触带 ,仅 在该 接 步 lI 3 P简 化 , 建 第 一 创 触线上施 加接 触条件 ,把 =线 性问 题线性 化 .并运 用 l 个 轮齿 不再 复杂 ,只需要 怍 — DA E S进行 有限 元分析 . 根据 圣 ・ 南原理 , 维 这种 处理方 式 在扫描 混合 界 面下选 中原 对于非 接触 区 的应力 分析 是 允许 的,但对 于接触 区域 附 始轨 迹 , 取 两个 截 面 即可生 成 , 选 其余 操作 与 文献 [ ] 6介 近 的应力 分析 则会存 在较 大 的误 差 。本 文结合 兆瓦级 风 绍 的相 同 :最后 生成的斜齿 轮 如图 2 。 电机齿 轮增 速 设计要 求 , 斜 齿轮进 行受 力分 析 . 对 采用 了 3 多齿 对啮 合有 限元接 艟模型 的建 立 种 较为 实用 和合理 的有 限元 混合 法 ,该 方法 对于 每一 某 兆 瓦级风 力发 电机增 速器 中一 对圆 柱斜齿 轮的 基

齿轮受力分析例题PPT课件

齿轮受力分析例题PPT课件

主动轮左(右) 手定则(即大拇
指指向为Fx1的方 向) Fx2= —Fx1
由接触点指 向大端
Fx1与Ft2方向相反, Fx2与Ft1方向相反
第5页/共11页
例题1
传动中,蜗杆(左旋)主动,转向如图所示。圆柱齿轮为斜齿轮,为使Ⅱ、
Ⅲ轴的轴向力平衡,试确定:
(1)蜗轮2的螺旋线方向; (2)齿轮3、4螺旋线方向; (3)蜗轮2和齿轮3所 受轴向力方向; (4) Ⅲ轴上圆锥齿轮6应放置在左边的位置1或是右边 的
位置2? (5)在图上画出5轮所受力的方向。 Ⅳ
1
4
5


2
6 位置1

位置2
3
第6页/共11页
例题1
传动中,蜗杆(左旋)主动,转向如图所示。圆柱齿轮为斜齿轮,为使Ⅱ、
Ⅲ轴的轴向力平衡,(置(42135)1)Ⅲ齿或蜗 在轴轮是图上3右2上、的 和圆边画4螺 齿锥出螺的旋 轮齿5旋位线3轮轮线所置方所6方受2应向受?向轴放;力;向置的力在方方左向向边。;的位
5、各种齿轮传动受力分析比较
受力名称 齿轮类型
圆周力Ft
直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动
对主动轮来说是 阻力,其方向与 主动轮在啮合点 处的运动方向相 反;对从动轮来 说是动力,其方 向与从动轮在啮 合点处的运动方
向一致
蜗杆蜗轮传动 (主反从同)
径向力Fr
由啮合点 指向轮心
轴向力Fx
圆周力Ft
径向力Fr
轴向力Fx
直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 直齿圆锥齿轮传动
本节课我们
对主动轮来说是

阻力,其方向与 复习了哪些
主动轮在啮合点 处的运动方向相
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输出轴
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
五、锥柱两级齿轮传动的情况
n3
中间轴 n2
Fx2
2
n1
输入轴
1
3
4
3
Fx3
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。
六、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:
Ft1
2T1 d1
Fx2
Fx1 Ft2
Ft 2
2T2 d2
Fr1 Fr2
Fr2 Ft 2 tan
六、蜗轮蜗杆传动
2
n2
Fr1
2 n2
Fr1
Ft2
Fx2
Ft1
Fx1
n1
n1
Fr1
1
1 Fr1
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。
Fr2 Fx2
n2
Ft2
n2
O2
从动
从动
右 判定法则判断,从动轮Fx2与其相反。
三、直齿锥齿轮传动
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:
Ft1
2T1 d m1
Fr1 F 'cos1 Ft1 tan cos
各种齿轮传动的受力分析
主讲教师:朱根东
高邮市菱塘民族中等专业学校
一、直齿圆柱齿轮传动
n1
主动
主动
O1
n1
Fr1
Ft1
Fr1
Ft2
Ft1
Fr2
O2 从动
Ft2
Fr2
n2
n2 从动
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。
二、斜齿圆柱齿轮传动
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。
2 受力分析
圆周力 径向力
Ft1
2T1 d1
Fr1
Ft1
tan n cos
轴向力 Fx1 Ft1 tan
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。
1
1
1
主动
n1
O1 Fx1 Fr1
主动 Ft1
n1
Ft2
Ft1
Fx1 Fx2
Fx1 F 'sin 1 Ft1 tan sin 1
n2 从动
Fx2 Ft2 Fr2
Fr1 O
Fx1 Ft1
n1 主动
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。
四、两级圆柱齿轮传动的情况
n1
输入轴
中间轴 n2
n3
3
4
Fx2
3 Fx3
1
2
2
Fx1
n3
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