項(xiàng)目八任務(wù)二

1、項(xiàng)目八 典型復(fù)雜零件的測(cè)量任務(wù)二 直齒圓柱齒輪的測(cè)量一、教案頭 任務(wù)直齒圓柱齒輪的測(cè)量授課時(shí)間年 月 日授課班級(jí)教學(xué)方法講授、討論、示范、練習(xí)授課時(shí)數(shù)10課時(shí)參考資料 教材教學(xué)配套課件課前準(zhǔn)備被測(cè)齒輪、齒厚游標(biāo)卡尺、公法線千分尺、齒輪周節(jié)檢查儀、齒輪基節(jié)檢查儀、徑向跳動(dòng)檢查儀、測(cè)量報(bào)告等教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.了解齒輪傳動(dòng)的基本要求，理解齒輪精度等級(jí)、公差組及檢驗(yàn)組的含義。2.熟悉直齒圓柱齒輪常用測(cè)量器具的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握其使用方法。3.了解齒輪誤差的評(píng)定指標(biāo)及測(cè)量。技能目標(biāo)：1.能正確使用齒厚游標(biāo)卡尺、齒輪周節(jié)檢查儀分別測(cè)量齒輪齒厚偏差和齒距偏差、齒距累積誤差，掌握測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。2.

2、掌握齒輪分度圓弦齒高和弦齒厚公稱值的計(jì)算方法及齒厚偏差的測(cè)量方法。3.能正確使用齒輪基節(jié)檢查儀測(cè)量齒輪基節(jié)偏差，使用齒輪徑向跳動(dòng)檢查儀測(cè)量齒輪的徑向跳動(dòng)誤差。教學(xué)重點(diǎn)1.直齒圓柱齒輪常用測(cè)量器具的結(jié)構(gòu)、工作原理、適用范圍、使用方法。2.用齒厚游標(biāo)卡尺、齒輪周節(jié)檢查儀分別測(cè)量齒輪齒厚偏差和齒距偏差、齒距累積誤差的方法，及測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。3.用齒輪基節(jié)檢查儀測(cè)量齒輪基節(jié)偏差的方法。4.用齒輪徑向跳動(dòng)檢查儀測(cè)量齒輪的徑向跳動(dòng)誤差的方法。教學(xué)難點(diǎn)1.用齒輪周節(jié)檢查儀測(cè)量齒距偏差、齒距累積誤差的方法，及測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。2.用齒輪基節(jié)檢查儀測(cè)量齒輪基節(jié)偏差的方法。3.用齒輪徑向跳動(dòng)檢查儀測(cè)量齒輪的

3、徑向跳動(dòng)誤差的方法。實(shí)施建議1.充分利用實(shí)物、課件、圖片、示范演示等直觀教學(xué)。2.及時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)后記（總結(jié)）二、教學(xué)實(shí)施過程實(shí)施環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)學(xué)方法組織教學(xué)1.檢查學(xué)生出勤情況并做好記錄。2.調(diào)整學(xué)生的注意力，為上課作準(zhǔn)備。互動(dòng)交流導(dǎo)入齒輪傳動(dòng)在機(jī)器和儀器儀表中應(yīng)用極為廣泛，是一種重要的機(jī)械傳動(dòng)形式，通常用來傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。本次的任務(wù)是學(xué)習(xí)漸開線直齒圓柱齒輪的檢測(cè)方法。講授法講授新課一、齒輪傳動(dòng)的要求現(xiàn)代工業(yè)對(duì)齒輪傳動(dòng)的使用要求，歸納起來主要有以下四個(gè)方面。1.傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性是要求齒輪在一轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，最大轉(zhuǎn)角誤差限制在一定范圍，以保證從動(dòng)件與主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)

4、協(xié)調(diào)一致。2.傳動(dòng)的平穩(wěn)性 傳動(dòng)的平穩(wěn)性是要求齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比盡量小，以防止瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化引起齒輪傳動(dòng)的沖擊、振動(dòng)和噪音。 3. 載荷分布的均勻性 載荷分布的均勻性是要求齒輪嚙合時(shí)，齒面應(yīng)接觸良好，以免引起應(yīng)力集中，造成齒面局部磨損，影響齒輪使用壽命。4. 傳動(dòng)側(cè)隙的合理性傳動(dòng)側(cè)隙的合理性是要求齒輪嚙合時(shí)，非工作齒面間應(yīng)有一定的間隙，用于貯存潤滑油，補(bǔ)償彈性變形和熱變形以及齒輪的制造和裝配誤差等。由于齒輪傳動(dòng)的用途和工作條件不同，對(duì)上述四方面的要求也各不相同。例如，精密機(jī)床的分度齒輪和測(cè)量儀器的讀數(shù)裝置中的齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)功率小、模數(shù)小和轉(zhuǎn)速低，主要要求傳遞運(yùn)動(dòng)要準(zhǔn)確。 機(jī)床、汽車、飛機(jī)

5、的變速齒輪和汽輪機(jī)的減速齒輪，其圓周速度高，傳遞功率大，主要要求傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪聲小。 礦山機(jī)械、起重機(jī)械等低速動(dòng)力齒輪，其載荷大，傳動(dòng)功率大，轉(zhuǎn)速低，主要要求嚙合齒面接觸良好，載荷分布均勻。高速或重載齒輪的變形大，要求較大的側(cè)隙。經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的齒輪，為減小回程誤差，應(yīng)適當(dāng)減小側(cè)隙。二、齒輪的精度等級(jí)及公差組1.精度等級(jí)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095.12008對(duì)單個(gè)齒輪規(guī)定13個(gè)精度等級(jí)。其中，0級(jí)的精度最高，12級(jí)的精度最低。其中，5級(jí)精度為基本等級(jí)，是計(jì)算其他等級(jí)偏差允許值的基礎(chǔ)。0、1、2級(jí)精度的加工工藝水平和測(cè)量手段尚難以達(dá)到，一般不用。3至12級(jí)分三檔：高精度等級(jí)為3、4、5級(jí)；中等

6、精度等級(jí)為6、7、8級(jí)；低精度等級(jí)為9、10、11、12級(jí)。GB/T10095.22008標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于徑向綜合偏差的輪齒精度規(guī)定了9個(gè)精度等級(jí)，其中，4級(jí)的精度最高，9級(jí)的精度最低。在表達(dá)齒輪精度等級(jí)時(shí)，要注明GB/T10095.12008或GB/T10095.22008。一對(duì)齒輪副中兩個(gè)齒輪的精度等級(jí)一般取同級(jí)，必要時(shí)也可選不同等級(jí)。2. 齒輪的公差組按齒輪各項(xiàng)誤差對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，將齒輪公差分成I、II、III三個(gè)公差組。在生產(chǎn)中，將同一個(gè)公差組內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)分為若干個(gè)檢驗(yàn)組，根據(jù)齒輪副的功能要求和生產(chǎn)規(guī)模，在各公差級(jí)中選定一個(gè)檢驗(yàn)組來檢查齒輪的精度。公差組對(duì)傳動(dòng)的主要影響公差與極限偏差項(xiàng)目

7、I傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性F´i，F(xiàn)p，F(xiàn)pK，F(xiàn)´´i，F(xiàn)r，F(xiàn)wII傳動(dòng)的平穩(wěn)性f´i，f´´i，ff，±fpt，±fpb，ffIII載荷分布的均勻性F，F(xiàn)b，±Fpx三、齒輪的測(cè)量由于對(duì)齒輪傳動(dòng)的精度要求很高，因此，對(duì)齒輪的檢測(cè)就顯得尤為重要。齒輪測(cè)量分為單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量。1.齒輪單項(xiàng)測(cè)量項(xiàng)目單項(xiàng)測(cè)量一般在生產(chǎn)過程中進(jìn)行，其目的是為了查明工藝過程中產(chǎn)生誤差的原因，以便及時(shí)調(diào)整工藝過程。評(píng)定齒輪誤差的參數(shù)有很多，一般根據(jù)齒輪傳動(dòng)的要求選擇其測(cè)量項(xiàng)目，如下表所示。測(cè)量項(xiàng)目符號(hào)測(cè)量器具對(duì)傳動(dòng)的影響齒厚偏差Esn

8、齒厚游標(biāo)卡尺側(cè)隙的合理性單個(gè)齒距偏差fpt齒輪周節(jié)檢查儀傳動(dòng)的平穩(wěn)性齒距累積誤差Fpk齒輪周節(jié)檢查儀運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性基節(jié)偏差fpb基節(jié)檢查儀傳動(dòng)的平穩(wěn)性公法線變動(dòng)量Ebn公法線千分尺運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性齒圈徑向跳動(dòng)誤差Fr徑向跳動(dòng)檢查儀、偏擺檢查儀、萬能測(cè)齒儀運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性2. 綜合測(cè)量綜合測(cè)量在齒輪加工后進(jìn)行，其目的是判斷齒輪各項(xiàng)精度指標(biāo)是否達(dá)到圖樣上規(guī)定的要求。講授法教學(xué)導(dǎo)入，通過設(shè)置問題情境進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)，掌握齒輪傳動(dòng)的四項(xiàng)要求。講授法，讓學(xué)生了解有關(guān)齒輪的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。講授法，讓學(xué)生了解有關(guān)齒輪的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。示范測(cè)量一、用齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量齒輪齒厚偏差1. 齒厚游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)齒厚游標(biāo)卡尺與普通卡尺相比

9、，是在原卡尺的垂直方向又加了一個(gè)卡尺，即水平放置的寬度卡尺與垂直放置的高度卡尺的組合。高度卡尺和寬度卡尺（齒厚）的游標(biāo)分度值相同。常用的齒厚游標(biāo)卡尺的游標(biāo)分度值為0.02 mm，其原理和讀數(shù)方法也與普通游標(biāo)卡尺相同。齒厚游標(biāo)卡尺的測(cè)量模數(shù)范圍有116 mm；125 mm；532 mm和1050 mm四種。2. 測(cè)量原理由于分度圓弧齒厚不易測(cè)量，一般采用測(cè)分度圓弦齒厚代替分度圓弧齒厚，即測(cè)量齒輪分度圓與齒輪兩齒廓的交點(diǎn)間的直線距離。測(cè)量時(shí)，以齒頂圓作為測(cè)量基準(zhǔn)，如下圖測(cè)量示意圖。高度卡尺用于控制測(cè)量部位（分度圓至齒頂圓）的弦齒高h(yuǎn)f，寬度卡尺用于測(cè)量所測(cè)部位（分度圓）的實(shí)際弦齒厚Sf。測(cè)量時(shí)先將

10、高度卡尺調(diào)節(jié)為弦齒高，然后緊固，再將高度卡尺頂端接觸齒輪頂面，移動(dòng)寬度卡尺至兩量爪與齒側(cè)面接觸為止，這時(shí)寬度卡尺上的讀數(shù)即為弦齒厚。弦齒高h(yuǎn)f的計(jì)算公式為：齒頂圓直徑無誤差時(shí)齒頂圓直徑有誤差時(shí)3. 測(cè)量示范用外徑千分尺測(cè)量齒頂圓的實(shí)際直徑。計(jì)算分度圓處弦齒高h(yuǎn)f和弦齒厚Sf。（）按hf值調(diào)整齒厚游標(biāo)卡尺的高度卡尺。將齒厚游標(biāo)卡尺置于被測(cè)齒輪上，使高度卡尺與齒頂相接觸。然后移動(dòng)寬度卡尺的卡腳，使卡腳靠緊齒廓。從寬度卡尺上讀出弦齒厚的實(shí)際尺寸。分別在圓周上間隔相同的幾個(gè)輪齒上進(jìn)行測(cè)量，并記錄測(cè)量結(jié)果。按被測(cè)齒輪的精度等級(jí)，確定齒厚上偏差和齒厚下偏差，判斷被測(cè)齒輪齒厚的合格性。利用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué)

11、。演示講授法，要求學(xué)生動(dòng)作規(guī)范、步驟明了，對(duì)測(cè)量步驟及注意事項(xiàng)牢記于心。測(cè)量練習(xí)1. 對(duì)給定的零件進(jìn)行測(cè)量，并填寫測(cè)量報(bào)告單2. 小組協(xié)作，相互檢查練習(xí)、討論法巡視指導(dǎo)示范測(cè)量二、用公法線千分尺測(cè)量公法線長度變動(dòng)量Ebn1.公法線千分尺的結(jié)構(gòu)公法線千分尺與普通外徑千分尺的結(jié)構(gòu)和讀數(shù)方法基本相同，不同之處在于公法線千分尺的量砧制成蝶形，便于測(cè)量時(shí)測(cè)量面能與被測(cè)齒面相接觸。公法線千分尺的分度值為0.01 mm，測(cè)量范圍根據(jù)被測(cè)齒輪的參數(shù)進(jìn)行選擇。2.測(cè)量原理齒廓上幾個(gè)相鄰齒異側(cè)齒廓間的公共法線長度稱為公法線長度。公法線長度變動(dòng)量Ebn是指在齒輪一周范圍內(nèi)，實(shí)際公法線長度最大值與最小值之差。3. 測(cè)

12、量示范根據(jù)齒輪的、m、z、x值，用公式或查表確定跨齒數(shù)k及公法線公稱長度Wk。當(dāng)測(cè)量壓力角為20°的非變位直齒圓柱齒輪時(shí)：Wk=m1.476（2k1）+0.014zk跨齒數(shù)k = z/ 9 + 0.5(取整數(shù))或按表選取。根據(jù)公法線公稱長度Wk選取適當(dāng)規(guī)格的公法線千分尺并校對(duì)零位。根據(jù)選定的跨齒數(shù)k，用公法線千分尺測(cè)量沿被測(cè)齒輪圓周均布的5條公法線長度。根據(jù)測(cè)得的實(shí)際公法線長度Wi，從其中找出Wmax和Wmin，則公法線長度變動(dòng)量Ebn=Wmax-Wmin。根據(jù)齒輪的技術(shù)要求，查出公法線長度變動(dòng)公差Fw，依據(jù)誤差必須不大于公差要求判斷零件的合格性。利用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué)。演示講授法，

13、要求學(xué)生動(dòng)作規(guī)范、步驟明了，對(duì)測(cè)量步驟及注意事項(xiàng)牢記于心。測(cè)量練習(xí)1. 對(duì)給定的零件進(jìn)行測(cè)量，并填寫測(cè)量報(bào)告單2. 小組協(xié)作，相互檢查練習(xí)、討論法巡視指導(dǎo)示范測(cè)量三、用齒輪周節(jié)檢查儀測(cè)量齒輪齒距偏差和齒距累積誤差1. 齒輪周節(jié)檢查儀的結(jié)構(gòu)指示表的分度值是0.001 mm。2. 測(cè)量原理齒距偏差fpt是指在分度圓上，實(shí)際齒距與公稱齒距之差。以相對(duì)法測(cè)量fpt時(shí)，取所有實(shí)際齒距的平均值為公稱齒距。齒距累積誤差Fpk是指在分度圓上，任意兩個(gè)同側(cè)齒面間的實(shí)際弧長與公稱弧長的最大差值，即最大齒距累積偏差與最小齒距累積偏差的代數(shù)差。齒輪周節(jié)檢查儀測(cè)量時(shí)，以被測(cè)齒輪的齒頂圓為定位基準(zhǔn),用兩量爪測(cè)出輪齒單個(gè)齒

14、距。3.測(cè)量示范調(diào)整齒輪周節(jié)檢查儀的固定量爪。按被測(cè)齒輪模數(shù)的大小移動(dòng)固定量爪，使固定量爪上的刻線與量儀上相應(yīng)模數(shù)刻線對(duì)齊，并用螺釘固定。調(diào)整定位支腳的工作位置。調(diào)整定位支腳，使其與齒頂圓接觸，并使測(cè)量頭位于分度圓(或齒高中部)附近，然后固定各定位支腳。以被測(cè)齒輪上任意一個(gè)齒距作為基準(zhǔn)齒距進(jìn)行測(cè)量，觀察指示表數(shù)值，然后將量儀測(cè)頭稍微移開齒輪，再使它們重新接觸，經(jīng)數(shù)次反復(fù)測(cè)量，待示值穩(wěn)定后，調(diào)整指示表使指針對(duì)準(zhǔn)零位。以此實(shí)際齒距作為測(cè)量基準(zhǔn)，對(duì)齒輪逐齒進(jìn)行測(cè)量，量出各實(shí)際齒距對(duì)測(cè)量基準(zhǔn)的偏差，將測(cè)得的數(shù)據(jù)逐一記錄。數(shù)據(jù)處理方法分析。根據(jù)單個(gè)齒距偏差允許值和齒距累積誤差允許值判斷合格性。利用實(shí)物進(jìn)

15、行直觀性教學(xué)。演示講授法，要求學(xué)生動(dòng)作規(guī)范、步驟明了，對(duì)測(cè)量步驟及注意事項(xiàng)牢記于心。測(cè)量練習(xí)1. 對(duì)給定的零件進(jìn)行測(cè)量，并填寫測(cè)量報(bào)告單2. 小組協(xié)作，相互檢查練習(xí)、討論法巡視指導(dǎo)示范測(cè)量四、用齒輪基節(jié)檢查儀測(cè)量齒輪基節(jié)偏差1. 齒輪基節(jié)檢查儀的結(jié)構(gòu)齒輪基節(jié)檢查儀用于檢驗(yàn)直齒或斜齒的外嚙合圓柱齒輪的基節(jié)偏差。量儀指示表的范圍是±0.05 mm。2.測(cè)量原理實(shí)際基節(jié)是指切于基圓柱的平面與相鄰?fù)瑐?cè)齒面交線間的距離?；?jié)偏差fPb是指實(shí)際基節(jié)與公稱基節(jié)之差。基節(jié)偏差的測(cè)量方法為相對(duì)測(cè)量法，用等于公稱基節(jié)的組合量塊來校準(zhǔn)（在基節(jié)儀調(diào)零器上進(jìn)行）。測(cè)量時(shí)，兩測(cè)頭的工作面均向齒輪，與相鄰的齒面接

16、觸時(shí)兩測(cè)頭之間的距離表示實(shí)際基節(jié)。實(shí)測(cè)與校準(zhǔn)兩次在指示表上讀數(shù)之差即為基節(jié)偏差。3.測(cè)量示范計(jì)算被測(cè)齒輪的公稱基節(jié)Pb。公稱基節(jié)的計(jì)算公式為：Pb=mncosn，當(dāng)=20°時(shí)，Pb =2.9521 mn（mn為法向模數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪mn=m）。根據(jù)計(jì)算值選取量塊或組合量塊，然后將組合好的量塊放在調(diào)零器上。轉(zhuǎn)動(dòng)表殼將表的指針調(diào)至指針偏轉(zhuǎn)范圍的中心，再將儀器置于調(diào)零器的校對(duì)塊上。松開儀器背面的鎖緊螺釘，擰動(dòng)螺桿，使固定量爪和活動(dòng)量爪與校對(duì)塊貼合，調(diào)節(jié)螺桿使指示表指針處于零位附近。最后轉(zhuǎn)動(dòng)表盤的微調(diào)螺釘或表殼使指針精確指向零。此時(shí)固定量爪與活動(dòng)量爪之間的距離為基圓齒距的理論值。將儀器的

17、定位爪及固定量爪跨壓在被測(cè)齒上，活動(dòng)量爪與另一齒面相接觸，將儀器來回?cái)[動(dòng)，指示表上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)即為被測(cè)齒輪的基節(jié)偏差值fpb，當(dāng)實(shí)際基節(jié)大于公稱基節(jié)時(shí)，實(shí)際基節(jié)偏差為正偏差，當(dāng)實(shí)際基節(jié)小于公稱基節(jié)時(shí)，實(shí)際基節(jié)偏差為負(fù)偏差。 對(duì)一被測(cè)齒輪逐齒進(jìn)行基節(jié)偏差的測(cè)量，并記錄數(shù)值。提示：調(diào)整定位爪與固定量爪的距離時(shí)要有耐心，動(dòng)作要慢，以保證固定量爪靠近齒頂部位與齒面相切，活動(dòng)量爪靠近齒根部位與齒面接觸。取所有讀數(shù)中絕對(duì)值最大的數(shù)值作為被測(cè)齒輪的基節(jié)偏差fpb。根據(jù)齒輪基節(jié)偏差允許值判斷零件合格性。利用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué)。演示講授法，要求學(xué)生動(dòng)作規(guī)范、步驟明了，對(duì)測(cè)量步驟及注意事項(xiàng)牢記于心。測(cè)量練習(xí)1. 對(duì)給

18、定的零件進(jìn)行測(cè)量，并填寫測(cè)量報(bào)告單2. 小組協(xié)作，相互檢查練習(xí)、討論法巡視指導(dǎo)示范測(cè)量四、用齒輪徑向跳動(dòng)檢查儀測(cè)量齒圈徑向跳動(dòng)誤差1. 齒輪徑向跳動(dòng)檢查儀的結(jié)構(gòu) 齒輪徑向跳動(dòng)檢查儀主要用來測(cè)量齒圈徑向跳動(dòng)誤差。它主要由底座、滑板、頂尖、調(diào)節(jié)螺母、回轉(zhuǎn)盤和指示表等組成。指示表的分度值為0.001 mm。齒輪徑向跳動(dòng)檢查儀可測(cè)量模數(shù)為0.35 mm的齒輪。2. 測(cè)量原理齒輪齒圈徑向跳動(dòng)誤差Fr是指被測(cè)齒輪一周范圍內(nèi)，測(cè)頭在齒槽內(nèi)位于齒高中部與齒面雙面接觸，測(cè)頭相對(duì)于齒輪軸線的最大變動(dòng)量。測(cè)量時(shí)將被測(cè)齒輪裝在兩頂尖之間，將球形測(cè)頭（或錐形測(cè)頭）逐齒放入齒槽并沿齒圈測(cè)量一周，記下每次指示表讀數(shù)，指示表的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)之差即為齒圈徑向跳動(dòng)誤差Fr。球形測(cè)頭的直徑d：d=1.68m（m為被測(cè)齒輪模數(shù)）。3.測(cè)量示范根據(jù)被測(cè)齒輪的模數(shù)選擇合適的球形測(cè)量頭裝入指示表測(cè)量桿的下端。將被測(cè)齒輪和心軸裝在儀器的兩頂尖上緊固。調(diào)整滑板位置，使指示表測(cè)量頭位