齿轮传动的方向及受力分析

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。

1. 齿轮传动的载荷计算(1) 直齿圆柱齿轮传动的受力分析圆周力：径向力：法向力：o d1——小齿轮的分度圆直径mmoα——分度圆压力角o T1——小齿轮传递的名义转矩(N.m)o P1为小齿轮所传递的功率（KW）o n1为小齿轮转速（rpm）作用在主动轮和从动轮上的力大小相等，方向相反。

主动轮上的圆周力是阻力，其方向与它的回转方向相反；从动轮上的圆周力是驱动力，其方向与它的回转方向相同；两轮所受的径向力分别指向各自的轮心。

齿面上的总法向力方向则为啮合点的法向方向，对于渐开线齿廓即为通过啮合点与基圆相切的啮合线方向。

(2) 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析圆周力：径向力：轴向力：法向力：∙αt——端面分度圆压力角；∙αn——法向分度圆压力角；∙β——分度圆螺旋角；∙βt——基圆螺旋角。

(3) 直齿锥齿轮传动的受力分析法向力Fn集中作用在齿宽节线中点处，则Fn可分解为互相垂直的三个分力。

圆周力：径向力：轴向力：dm1——小齿轮齿宽中点分度圆直径mm；δ1——小锥齿轮分度圆锥角圆周力和径向力的方向判别与直齿圆柱齿轮判别方法相同，轴向力方向分别指向各自的大端。

由于锥齿轮传动两轴的空间交角为90°，因此存在以下关系：；。

负号表示方向相反。

(4) 齿轮传动的计算载荷齿轮承受载荷常表现为其传递的力矩或圆周力。

由上述力的分析计算所得出的圆周力为齿轮传动的名义圆周力。

实际工作中，由于各种因素的影响，齿轮实际承受的圆周力要大于名义圆周力。

考虑各种因素的影响，实际圆周力Ftc为：Ftc也称为计算载荷。

1）KA——使用系数。

2）KV——动载系数。

3) KHα和KFα——齿间载荷分配系数。

4) KHβ和KFβ——齿向载荷分布系数。

2. 齿轮传动应力分析齿轮传动工作过程中，相啮合的轮齿受到法向力Fn的作用，主要产生两种应力：齿面接触应力和齿根弯曲应力。

(1) 齿面接触应力σH齿轮传动工作中，渐开线齿面理论上为线接触，考虑齿轮的弹性变形，实际上为很小的面接触。

齿轮、蜗杆旋向、转向和作用力判断1、斜齿轮啮合传动时的旋向、轴向力和转向判断①判定主从齿轮的旋向：看齿是左高还是右高,左高就左旋,右高就右旋。

②轴向力判断：主动齿左旋用左手,右旋用用右手，四指握向齿轮的旋转方向，大拇指就是轴向力方向，要是被动齿就用与旋向相反的手，或从与其啮合的主动齿的轴向力的方向与作用力与反作用力判断。

③作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同。

④主从动轮的轴向力、圆周力和径向力对应大小相等、方向相反。

2、蜗杆蜗轮啮合传动时的旋向、轴向力和转向判断①蜗杆蜗轮旋向：将蜗杆或蜗轮轴线竖起，螺旋线右面高为右旋，左高为左旋。

②轴向力：右旋用右手法则，左旋用左手法则，主动蜗杆为右旋用右手四个手指顺着蜗杆的转向握住蜗杆，大拇指的指向即为轴向力。

③作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同。

④蜗杆和蜗轮之间的圆周力和轴向力、轴向力和圆周力、两个径向力分别对应大小相等、方向相反。

3、轴交角为90度的标准锥齿轮受力分析①圆周力方向：作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同。

②径向力方向：不论主、从动轮，其径向力均指向各自的轮心。

③轴向力方向：由小端指向大端。

④主从锥齿轮之间的径向力和轴向力、轴向力和径向力、两个圆周力分别对应大小相等、方向相反。

4、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮均有：作用于主动轮上的圆周力与转向相反，作用于从动轮上的圆周力与转向相同。

5、外啮合主从斜齿轮的旋向相反，内啮合主从斜齿轮的旋向相同。

6、外啮合主从齿轮的转向相反，内啮合主从齿轮的转向相同。

7、蜗杆、蜗轮的旋向相同。

8、径向力Fr：外齿轮指向各自轮心；内齿轮背离轮心。

9、各力作用位置：齿宽一半处的节点上。

10、不同视图上转向的表现。

11、主从锥齿轮转向的一致性。

齿轮传动受力分析（补）齿轮传动受力分析是传动机械设计过程中必不可少且重要的步骤。

齿轮传动特性决定了齿轮各种受力状态。

任何一个受力状态下的齿轮都会受到外界不同形式的受力作用，需要进行受力分析和识别各种受力的作用，从而工程设计者可以依据受力状况来判断齿轮的强度和承载能力是否能满足工程使用的要求。

齿轮传动的受力的来源主要有内外力扭矩、载荷再力和热膨胀压力三种。

其中，内外力扭矩和载荷再力是决定齿轮受力状况的两个因素。

内力扭矩是齿轮传动系统中必经因素，是齿轮受力的主要来源。

外力扭矩是指齿轮系统外部的动力源，例如异步电动机的初始动力，将直接作用于齿轮上，驱动旋转，使齿轮系统具有传动功能，而载荷再力是通过齿轮传动上的运动物体产生的受力，例如，当齿轮的轴线上的传动装置传动一个重物时，重物给予齿轮系统以反作用力，使其受到这个重物所施加的载荷再力。

此外，热膨胀压力也是齿轮受力来源之一，热膨胀压力是当齿轮传动系统受到持续长时间驱动和加热影响时，齿轮系统因热变形而产生的受力。

由于热膨胀受力和内外力扭矩和载荷再力之间关系复杂，齿轮传动受力分析时，必须考虑热膨胀受力的影响。

齿轮传动的受力分析主要由齿轮系统运动力学理论、齿轮系统在减速机体系中的动力学性能和齿轮系统动力传动时的受力情况组成。

其中，齿轮系统的运动力学理论多以实体力学分析为基础，包括齿轮系统运动原理、摩擦噪声分析、齿轮传动效率分析、参考齿轮受力学分析等方面，来对齿轮受力情况进行研究和分析，以便更好地掌握齿轮传动系统的受力情况，设计更高效的齿轮传动系统。

此外，现代数字技术的发展带给了齿轮传动系统更多的受力分析工具，比如数字动力学分析可以准确地模拟和研究齿轮传动系统受力情况，使齿轮系统的模型设计和优化更加容易。

另外，还可以做台架试验以评估齿轮传动实际状况，从而更好地控制齿轮传动系统受力情况并保证高效率传动性能。

总之，齿轮传动受力分析是传动机械设计过程中必不可少的一环，根据齿轮的受力状况，及时采取有效措施可以较好地分析研究和控制齿轮传动系统，以提高齿轮传动性能和实现高效率传动，从而保证工程使用的需求。

齿轮受力方向判断3齿轮是一种常见的机械传动装置。

在机械系统中，齿轮的摩擦运动能够转化为机械能，从而实现不同部件之间的转动传动。

齿轮受力方向的判断对于机械系统的设计和维护具有重要意义。

本文将介绍齿轮受力方向判断的相关知识和方法。

一、齿轮及其种类齿轮是由一系列齿形对称的齿轮面组成的旋转体。

齿轮通常用于将一个旋转轴的运动传递到另一个旋转轴上。

齿轮分为直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮和链轮等多种类型，不同类型的齿轮适用于不同的机械系统和传动方式。

其中，直齿轮是最常见的齿轮类型。

1. 齿轮内、外啮合齿轮内啮合是指两个齿轮的齿轮面向内啮合，齿轮的轴线相交或平行。

齿轮外啮合是指两个齿轮的齿轮面向外啮合，齿轮的轴线相交或平行。

对于内啮合齿轮，齿轮受力方向垂直于齿轮面，指向齿面中心。

而在外啮合齿轮中，齿轮受力方向则与轴线垂直且指向齿面中心。

可以通过观察齿轮啮合方式来判断齿轮受力方向。

2. 齿轮传动方向在机械系统中，齿轮的传动方向对其受力方向的判断有着关键性的作用。

当齿轮按照正常传动方向转动时，其受力方向指向齿面中心。

而当齿轮反向转动时，其受力方向指向轴线中心。

因此，可以通过判断齿轮的传动方向，来推断其受力方向。

3. 齿轮受力点位置齿轮内部的受力点通常在齿底处，而外部的受力点则位于齿顶处。

因此，在观察齿轮受力方向时，可以通过观察受力点位置，来判断齿轮受力方向。

另外，当齿轮传动力矩越大时，其受力方向也相应更容易确定。

齿轮受力方向的判断在机械系统的设计和维护中有着广泛的应用。

例如，对于齿轮轴承面磨合问题的分析，需要确定齿轮受力方向，以保证轴承面的平稳和耐用。

此外，在齿轮磨损和断裂等问题的排查中，齿轮受力方向的判断也具有重要意义。

总之，齿轮是机械传动中最重要的组成部分之一，其受力方向的判断对于机械系统的正常运行及其安全性有着重要的影响。

通过采用不同的判断方法，我们可以更加准确地判断齿轮的受力方向，从而实现机械系统的稳定传动。