齿轮传动受力分析完整版本
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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。
齿轮受力分析1图示为一锥齿轮、蜗杆蜗轮传动装置,小锥齿轮1为主动轮。
小锥齿轮1轮和蜗轮4的回转方向如图所示。
要求:(1) 分别用Ft、Fr、Fa三个力表示1、2、3、4轮的受力情况(包括作用点位置)。
(2) 锥齿轮2、蜗杆3轮的回转方向;蜗杆3、蜗轮4的螺旋方向。
2图所示为直齿锥齿轮–斜齿圆柱齿轮减速器,齿轮1主动,转向如图示。
锥齿轮的参数为m n=2mm,z1=20,z2=40,3.0= ψ;斜齿圆柱齿轮的参数为Rm n=3mm,z3=20,z4=60。
试求:(1)★画出各轴的转向;(2)★为使轴Ⅱ所受轴向力最小,标出齿轮3、4的螺旋线方向;(3)★画出轴Ⅱ上齿轮2、3所受各力的方向;(4)若要求使轴Ⅱ上的轴承几乎不承受轴向力,则齿轮3的螺旋角应取多大(忽略摩擦损失)。
解:(1)轴Ⅱ、Ⅲ的转向已示于图中;(2)齿轮3、4的螺旋线方向已示于题图解中,即z 3为右螺旋,z 4为左螺旋;(3)齿轮2、3所受各力 F t2、F r2、F a2及F t3、F r3、F a3已示于图解图中;(4)欲使轴Ⅱ上的轴承不承受轴向力,则要求|F a2|=|F a3|。
按题设忽略摩擦损失,有5.040/20//1tan 211====z z u δ所以453326'''?=δ 设轴I 输入转矩为20285.0)3.05.01()5.01(,1111??=?-=-=mz d d T R m ψ mm =34mm ,有11111211111cos tan 17cos tan 173422δαδαT F F F T T d T F t r a m t ======15cos cos /20322221131323ββT T d iT d T F t =??=== ββββsin 15tan 15cos tan 1133T T F F t a === 联立解方程式(1)、(2),得28725.0453326cos 20tan1715cos tan 1715sin sin 15cos tan 1711111='''===δαββδαT T 故当β=531416'''?时,轴II 上的轴承可几乎不受轴向力。