齿轮轴向载荷传递情况说明.docVIP

关于齿轮轴向载荷传递的情况说明 1、 假设齿轮不受扭矩（不转动） 此时，可以将齿轮副以弹簧系统处理,如 图1。 通过有限元模型计算，可以得到大轮刚度K1、大轮挡圈刚度K2、大轮轴承刚度K3，小轮轴承刚度K4,见下表。 K1 4.14e8 K2 5.92e9 K3 1.93e10 K4 1.0e11 表中数据为这四个部件在相同载荷下变形最大处位置的刚度，而不是平均变形，因此存的误差可能也会较大。 根据公式 1KV=1K1+1K2+1K3 可以得到K1，K2，K3的行等效刚度Kv为3.8e8N/m 此时如果在小轮轴上施加一个10000N的载荷，那么施加到大轮轴承上的载荷为 F=3.8e8*10000(3.8e8+1.0e11)=37.86N 2、 假设齿轮副受扭矩作用（转动） 斜齿圆柱齿轮传动的受力情况如图所示， 如图2所示，斜齿圆柱齿轮正常工作，正压力为合力时，主动轮受力情况如下： F=Fa/sinβ (2) Fr=Ftanαn (3) 由式（3）可以推导出， F=Fncosαn (5) 则有 Fa=Fsinβ=Fncosαnsinβ (6) 设F1为与正压力垂直的力，如果F1为合力，那么轴向力Fa与F1 间应有 Fa=F1sinαncosβ (7) 当齿轮只受到轴向力时，啮合位置受到的载荷合力为Fa时，则主动轮上的正压力应为 Fn=Facosαnsinβ (6) 从动轮上的正压力与主动轮上的大小相等，方向相反，设两齿轮间的摩擦力系数为f，则两齿轮间的摩擦力Ff 应为 Ff=Fn*f=Facosαnsinβ*f (6) 那么摩擦力作用在从动轮上的轴向载荷为 Fa1=Ffsinαncosβ =Facosαnsinβ*f*sinαncosβ (7) 两齿轮间的正压力作用在从动轮上的轴向力，根据式（7）应为 Fa2‘=Fncosαnsinβ=Facosαnsinβ*cosαnsinβ (8) 假设齿轮副参数如下， 齿轮法向压力角 齿轮分度圆螺旋角 齿轮间摩擦系数 小轮轴向载荷 小齿轮 25 12 0.15 10000N 大齿轮 那么大轮上受到的轴向力载荷为 Fa1=Facosαnsinβ*f*sinαncosβ＝10000*cos(25)*sin(12)*0.15*sin(25)*cos(12)=10000*0.91*0.21*0.15*0.42*0.98=118N Fa2‘=Facosαnsinβ*cosαnsinβ= 10000*cos(25) )*sin(12) *cos(25) )*sin(12)=10000*0.91*0.21*0.91*0.21=365 所以此时大轮轴承所受的载荷为 Fa＝Fa1+Fa2＝483N 约为小轮所受轴向力载荷的4.83% 注：此从动轮上的轴向力载荷是当主动轮上受到10000N载荷的瞬间发生的，此时主动轮的作用力还未传递到小轮轴承上；当主动轮所受的载荷传递到主动轮轴承上时从动轮上的正压力必定大幅度降低因此，此时计算从动轮上受到的载荷，可以按1）中方法计算正压力，然后与2）中的比例相乘。