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2-1所示,在忽略摩擦力时可将沿啮合线作用在齿面上的法向力Fn分解为两个相互垂直的分力:与节圆相切的圆周力Ft和指向轮心的径向力Fr。
(1)计算公式
圆周力:Ft=2T1/d1
径向力:Fr=Fttanα
图2-1 直齿圆柱齿轮传动受力分析
法向力:Fn=Ft/cosα
式中 T1——小齿轮上的转矩(N·mm);
n1——小齿轮的转速(r/min);
d1——小齿轮的分度圆直径(mm);
α——压力角,标准齿轮α=20°。
(2)力的方向
1)圆周力Ft的方向。过啮合点在主动轮上与运动方向相反,在从动轮上与运动方向相同,主动轮与从动轮的圆周力互为作用力与反作用力,即Ft1=-Ft2。
2)径向力Fr的方向。过啮合点分别指向各自的轮心,主动轮与从动轮的径向力互为作用力与反作用力,即Fr1=-Fr2。
2.斜齿圆柱齿轮传动的受力分析
图2-2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Fn可分解为圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa三个分力。
(1)计算公式
圆周力:Ft=2T1/d1
径向力:Fr=Fttanαn/cosβ
轴向力:Fa=Fttanβ
法向力:Fn=Ft/(cosαncosβ)(www.xing528.com)
式中 β——螺旋角;
αn——法面压力角,标准齿轮αn=20°。
(2)力的方向
1)圆周力Ft和径向力Fr的方向确定方法和直齿轮相同。
图2-2 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析
2)轴向力Fa。用右(左)手螺旋法则判断。当主动轮的螺旋线方向为右(左)旋时可用右(左)手螺旋定则判断,即伸出右(左)手,弯曲的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Fa1=-Fa2。
3.直齿锥齿轮传动的受力分析
当两轴正交(δ1+δ2=90°)时,直齿锥齿轮齿廓在节点P接触的受力情况如图2-3所示。在忽略摩擦力时法向力Fn可分解为圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa三个分力。
(1)计算公式
图2-3 直齿锥齿轮传动的受力分析
圆周力:Ft=2T1/dm1
径向力:Fr1=Fttanαcosδ1
轴向力:Fa1=Fttanαsinδ1
法向力:Fn=Ft/cosα
式中 dm1——小齿轮齿宽中点的分度圆直径,dm1=d1-bsinδ1,b为轮齿宽度;d1为大端面分度圆直径。
(2)力的方向
1)圆周力Ft和径向力Fr的方向的确定与直齿轮相同。
2)轴向力Fa的方向。过啮合点均指向各自齿轮的大端。
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