圆柱齿轮传动的受力分析介绍

1.直齿圆柱齿轮传动的受力分析

当齿轮的齿廓在节点P接触时，受力如图7-1所示，可将沿啮合线作用在齿面上的法向力F_n分解为两个相互垂直的分力：切于分度圆的圆周力F_t与指向轮心的径向力F_r。

图7-1 直齿圆柱齿轮传动的受力分析

（1）计算公式

圆周力 F_t＝2T₁/d₁

径向力 F_r＝F_ttanα

法向力 F_n＝F_t/cosα

式中 T₁——小齿轮所受的转矩（N·mm），，P为传递的功率（kW），n₁为小齿轮的转速（r/min）；

d₁——小齿轮的分度直径（mm）；

α——压力角，对标准齿轮α＝20°。

（2）力的方向 圆周力F_t的方向在主动轮上与运动方向相反，在从动轮上与运动方向相同，且互为作用力与反作用力，即F_t1＝-F_t2。

径向力F_r的方向分别指向各自的轮心，且互为作用力与反作用力，即F_r1＝-F_r2。

2.斜齿圆柱齿轮传动的受力分析(www.xing528.com)

图7-2所示为斜齿轮齿廓在节点P接触的受力情况，在忽略摩擦力时法向力F_n可分解为圆周力F_t、径向力F_r和轴向力F_a三个分力。

（1）计算公式

圆周力 F_t＝2T₁/d₁

径向力 F_r＝F_ttanα_n/cosβ

轴向力 F_a＝F_ttanβ

法向力 F_n＝F_t/（cosα_ncosβ）

式中 β——螺旋角；

α_n——法面压力角，对标准齿轮α_n＝20°。

图7-2 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析

（2）力的方向 圆周力F_t的方向在主动轮上与运动方向相反，在从动轮上与运动方向相同，且互为作用力与反作用力，即F_t1＝-F_t2。

径向力F_r的方向对两轮都是指向各自的轮心，且互为作用力与反作用力，即F_r1＝-F_r2。

轴向力F_a的方向需根据螺旋线方向和轮齿工作面而定；也可用主动轮右（左）手螺旋法则判断：当主动轮的螺旋线方向为右（左）旋时也可用右（左）手螺旋定则判断，即伸出右（左）手，四指代表主动轮的转动方向，则拇指的指向代表该轮的轴向力的方向，从动轮的轴向力方向与主动轮的轴向力方向相反，互为作用力与反作用力，即F_a1＝-F_a2。