齒輪傳動的受力分析是進行強度計算的前提,也是為軸的設計和軸承的選擇做準備,必須能夠掌握。下面iHF合發(fā)齒輪廠家為您簡單介紹一下。
如果忽略齒面間的摩擦力,則認為只有法向力Fn作用于嚙合齒輪之間,其方向沿嚙合線垂直作用于齒面,其作用點常簡化為作用于P節(jié)點的集中力,法向力Fn分解為相互作用的力Fn正交圓周力Ft、徑向力Fr和(或)軸向力Fa。具體計算公式及主、從動齒輪受力關系見表11-1。
表11-1齒輪傳動受力計算公式及對應關系
1.直齒輪傳動:法向力Fn的作用面與端面平行,其分量僅為周向力Ft和徑向力Fr,無軸向分量Fa。
2.斜齒輪傳動:法向力Fn作用在法向面上,節(jié)圓柱切面與法向面夾角為壓力角αn=20°,法向面與端面夾角為螺旋角β。角度β導致軸向分量Fa=Fttanβ。
3.直齒錐齒輪傳動:法向力Fn作用在齒寬中點法向平面上,節(jié)錐切面間的夾角為壓力角α,垂直于軸線的平面間的夾角為節(jié)錐角δ。δ的大小決定了軸向力的大小Fa=tanαsinδ。
一、力計算說明:
首先根據(jù)齒輪傳遞的功率,計算主動齒輪的扭矩T1=9.55×106 P1/n1,用公式Ftl=2T1/d1計算齒輪上的周向力分量,然后用相應的公式計算徑向力Fr、軸向力Fa和法向力Fn。
二、力方向識別說明:
1.圓周力Ft:Ft1對主動齒輪形成阻力轉(zhuǎn)矩,阻力轉(zhuǎn)矩與主動齒輪運動方向相反;Ft2對從動齒輪形成阻力轉(zhuǎn)矩,阻力轉(zhuǎn)矩與從動齒輪運動方向相同。
2.徑向力Fr:對于外齒輪,沿徑向線指向旋轉(zhuǎn)中心;對于內(nèi)齒輪,沿徑向線遠離旋轉(zhuǎn)中心。
3.軸向力Fa:對于斜齒輪,軸向力沿軸方向,箭頭指向工作齒面。對于驅(qū)動斜齒輪,F(xiàn)a1還可以使用左右螺旋法則:根據(jù)驅(qū)動輪輪齒的旋轉(zhuǎn)方向,左手伸出左手,右手伸出右手,握住軸,四個手指指向驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)方向,拇指指向主動輪軸向力Fa1方向,被動輪Fa2方向與Fa1方向相反。對于錐齒輪,軸向力是沿著軸的,箭頭指向大端。也就是說,錐齒輪的軸向力總是使兩個錐齒輪有分離的傾向。