齿轮的受力分析及啮合条件
齿轮旋向的判断方法首先使齿轮的轴线方向与站立方向一致，则表示旋向的斜线向右上方的为右旋，向左上方的为左旋
1. 直齿圆柱齿轮传动的条件:齿轮的模数相等、压力角相等；
作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。从动轮所受的圆周力是驱动力，其方向与从动轮转向相同；主动轮所受的圆周力是阻力，其方向与从动轮转向相反。径向力分别指向各轮中心（外啮合）。
2.斜齿圆柱齿轮传动的条件:齿轮的法向模数相等、法向压力角相等；齿轮的螺旋角大相等方向相反.
作用于主、从动轮上的各对力大小相等、方向相反。圆周力Ft 和径向力Fr 方向的判断与直齿轮相同。轴向力Fa 的方向应沿轴线，指向该齿轮的受力齿面。通常用左右手法则判断：对于主动轮，左旋时用左手（右旋时用右手），四指顺着齿轮转动方向握住主动轮轴线，则拇指伸直的方向即为轴向力Fa1 的方向。
3.直齿圆锥齿轮传动的条件:齿轮大端的模数相等、大端压力角相等；
综上几种齿轮传动,模数都要相等才能正确的配合及传动.
一对相互啮合的斜齿轮，其旋向相反，即一个斜齿轮是左旋的，与其配合的另一个斜齿轮一定是右旋的，反之亦然。而一对互相啮合的蜗轮蜗杆传动其旋向一定是相同的，即蜗杆如果是左旋的，那么与其配合的蜗轮也一定是左旋的，反之亦然。
齿轮传动的方向及受力分析
一、教育背景与设计理念
机电专业综合理论考试大纲对齿轮传动受力分析作出明确的“掌握”要求，在近年来的考试中也常出现此类考题，而目前学生在综合解决这一类问题上困难较大，因此在第一轮复习中很有必要对这一话题专题探讨，加深学生对它的认识和理解。教学中主要以学生为主体解决问题，教师只起组织和引导工作。
二、案例描述
（一）学习目标：
1、掌握常用齿轮的受力分析。
2、掌握蜗杆传动的旋转方向与受力方向的判定方法。
（二）学习重点：
1、掌握斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的受力分析。
2、掌握蜗杆传动的旋转方向与受力方向的判定方法。
3、能正确作出轮系中各齿轮的受力图。
（三）学习难点：
蜗杆传动的旋转方向与受力方向的判定。
（四）学具准备：
直尺、铅笔
（五）教学过程：
活动一:各类型齿轮传动的受力情况分析
1、逐个分析各类型齿轮传动的受力情况
1）、直齿圆柱齿轮传动
2）、斜齿圆柱齿轮传动
3）、直齿圆锥齿轮传动
4）、蜗杆蜗轮传动
2、综合比较各类型齿轮传动的受力情况
受力名称
齿轮类型
轴向力Fa
圆周力Ft
径向力Fr
直齿圆柱齿轮传动
无
主动轮所受圆周力与转向相反。
从动轮所受圆周力与转向相同。
由啮合点指向各自的回转中心。
斜齿圆柱齿轮传动
主动轮左右手法则
直齿圆锥齿轮传动
由啮合点指向大端
蜗杆蜗轮传动 Fa1=－Ft2
Ft1=－Fa2
活动二:探讨常见的齿轮传动受力题类型
类型1、斜齿轮与锥齿轮组合
例：右图所示为一两级齿轮传动，齿轮1转向如图，试分析：
1）、若使中间轴上的轴向力足够小，则3、4两齿轮的螺旋方向分别是______和________。
2）、作出各齿轮的受力图
类型2、斜齿轮与蜗杆蜗轮传动组合
例：右图所示为由斜齿圆柱齿轮传动及蜗杆传动组成，试分析：
专题三 齿轮传动受力分析
摘要：通过对常见齿轮传动的受力分析，解决定轴齿轮传动及齿轮轴受力方向的判别问题，概括并总结常见齿轮传动受力方向、齿轮旋转方向判断的规律。
关键词： 齿轮传动 啮合点 圆周(径向、轴向)力
1 引言
齿轮传动是现代机械中应用最为广泛的一种机械传动形式，是利用齿轮副来传递运动和力的一种机械传动。在工程机械、矿山机械、冶金机械、各种机床及仪器、仪表工业中被广泛地用来传递运动和动力。齿轮传动除传递回转运动外，也可以用来把回转转变为直线往复运动。因此，正确判断齿轮传动受力方向、齿轮旋转方向以及齿轮轴受力方向很重要。
2 常见齿轮传动的类型
直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等。
3 齿轮传动的径向力、圆周力和轴向力
齿轮转动时根据齿轮传动的类型，会产生径向力、圆周力或轴向力。径向力由啮合点指向齿轮回转中心的力，也就是沿直径方向的力。常用Fr表示。圆周力是啮合点处沿圆周方向的力，也就是啮合点处沿切线方向的力。也称为切向力。一对啮合传动的齿轮副中，主动齿轮圆周力的方向与该点的线速度方向相反，从动齿轮圆周力的方向与该点的线速度方向相同。用Ft表示。轴向力就是沿着齿轮轴向方向的力。其方向由齿轮的旋向及回转方向共同决定。用Fa表示。
4 常见齿轮传动的受力分析
4.1直齿圆柱齿轮传动受力分析
如图1所示，一对直齿圆柱齿轮传动，如果齿轮Z1是主动轮，其旋转方向是逆时针，其受力分析如图1。
（1）分力方向
径向力Fr:由啮合点指向各自齿轮的回转中心（齿轮轴线）。Fr1与Fr2方向相反。圆周力Ft:主动轮所受圆周力与啮合点处切向速度方向相反（阻力）；从动轮所受圆周力与啮合点切向速度方向相同（动力）。直齿圆柱齿轮传动轴向力Fa:无。
（2）分力大小
根据共点力系平衡原理，有：Fr1=－Fr2，Ft1=－Ft2，无轴向力。
第52-53次课齿轮传动的失效形式。精度、受力分析及计算载荷
课 时 授 课 计 划
第 52次课
【教学课题】?10-1 齿轮传动的失效形式和计算准则
?10-2 齿轮的材料及热处理
?10-3 齿轮传动的精度
【教学目的】:掌握齿轮传动的失效形式及计算准则。
【教学重点及处理方法】:齿轮传动的失效形式及计算准则。
处理方法: 详细讲解
【教学难点及处理方法】:计算准则
处理方法: 比较讲解
【教学方法】: 讲授法
【教具】:三角板
【时间分配】: 引入新课 5min
新课 80 min
小结、作业 5min
第52次课
【提示启发 引出新课】
齿轮传动要求运转平稳且有足够的承载能力。在设计齿轮传动时，要根据工作要求，选定齿轮材料、齿面硬度及精度等级，计算轮齿承受的载荷与转速的大小。进而判断齿轮的失效形式，确定计算准则，进行强度的计算，确定传动参数和结构。 【新课内容】
?10-1 齿轮传动的失效形式和计算准则
一 齿轮传动的失效形式
1 轮齿折断
机理:齿根的弯曲应力及应力集中，在多次的重复作用下，齿根圆角处会产生裂纹，裂纹扩展导致疲劳折断。当轮齿受到过载或冲击载荷时会发生过载折断。
发生部位:齿根。
防止措施:增大齿根圆角半径，提高齿面硬度，降低表面粗糙度。
2 疲劳点蚀
发生场合:润滑良好的闭式齿轮传动。
机理:齿面的交变接触应力 的多次的重复作用下，齿面节线附近会产生裂纹，裂纹中的润滑油在压力的作用下形成大的油压，加速裂纹扩展导致表面贝壳状的小片剥落。
发生部位:节线附近。
防止措施:提高齿面硬度，降低表面粗糙度，增大润滑油粘度，
采用合理的变位。
3 齿面胶合
发生场合:高速重载。
机理:由于齿面间的压力大，瞬时温度高，润滑效果差，导致金属的直接粘连，当齿面作相对运动时，粘住的地方被撕破，从而在齿面上形成大面积的伤痕。
