機械設(shè)計基礎(chǔ)(5-6章)教案

1、【課題編號】105.1【課程名稱】齒輪傳動的特點、分類、漸開線齒廓【教學(xué)目標(biāo)與要求】一、知識目標(biāo)了解齒輪傳動的分類和特點。熟悉漸開線的形成及特性。掌握漸開線的主要參數(shù)。二、能力目標(biāo)能區(qū)分齒輪傳動的類型及使用場合。掌握漸開線形成的基本條件及主要特性。能區(qū)分參數(shù)和基本尺寸的關(guān)系。三、素質(zhì)目標(biāo)懂得齒輪傳動的最主要特點及常用作齒輪傳動的齒廓曲線，會區(qū)分主要參數(shù)與基本尺寸關(guān)系。四、教學(xué)要求掌握齒輪傳動的主要優(yōu)點及其分類。了解漸開線的形成條件及其特點。掌握基圓與壓力角和向徑之間的關(guān)系、及主要參數(shù)?！窘虒W(xué)重點】漸開線的形成及特性，基圓半徑與向徑和壓力角之間的關(guān)系，齒輪的主要參數(shù)?！倦y點分析】漸開線形成時的曲

2、線與直線之間的關(guān)系，如何取漸開線作齒輪廓線，能分清參數(shù)和基本尺寸的關(guān)系?！痉治鰧W(xué)生】借助與教具、實物或視頻演示齒輪傳動的過程，幫助學(xué)生建立起齒輪傳動的感性認(rèn)識，彌補實踐經(jīng)驗不足的缺陷?！窘虒W(xué)思路設(shè)計】從教具、實物或視頻入手引入新課分析齒輪傳動的類型漸開線形成的基本條件，演示漸開線的形成過程總結(jié)出五條特性導(dǎo)出基圓與壓力角和向徑關(guān)系?！窘虒W(xué)安排】字時（分鐘）【教學(xué)過程】無論是鏈傳動還是帶傳動，都不能得到恒定的傳動比，在傳動比要求準(zhǔn)確的場合下，只有齒輪傳動才能滿足。$5-1齒輪傳動的特點和分類一齒輪傳動的特點齒輪是在圓柱或圓錐表面加工出具有一定形狀的輪齒，靠兩輪之間的嚙合實現(xiàn)運動和扭距的傳遞，由于輪

3、齒齒形的形成特性，使齒輪傳動的1）瞬時傳動比恒定2）結(jié)構(gòu)緊湊3）工作可靠，4）壽命長5)效率高6）適用范圍廣也是齒輪傳動的顯著優(yōu)點但其7）制造成本較高，需要使用專用機床加工。二分類按兩齒輪所在軸線之間的位置關(guān)系和齒形的形狀分類，見圖所示。$5-2 漸開線直齒圓柱齒輪目前能滿足瞬時傳動比恒定的齒輪曲線有漸開線，擺線和圓弧線，但最常用的是漸開線，以漸開線作齒輪廓線的齒輪稱作漸開線齒輪。一漸開線齒廓1.漸開線的形成及特性用一直尺和圓盤類物體作教具，當(dāng)圓盤固定不動時，直線沿著圓盤外圓周上做無滑動的純滾動，直尺上任何一點的軌跡即是漸開線。左右兩側(cè)能形成兩條對稱的漸開線作齒輪輪廓。該直線稱為發(fā)生線，該圓稱

4、為基圓，如圖所示漸開線具有以下幾條特征：（直線等于弧長）發(fā)生線是漸開線的法線，也是基圓的切線，漸開線上各點曲線半徑不同，離基圓越遠(yuǎn)，曲率越大。漸開線的形狀取決于基圓的大小，基圓越大，漸開線越平直，當(dāng)基圓為無窮大時，漸開線成直線。同一基圓上兩條同向或反向漸開線法向等距相等?；鶊A內(nèi)無漸開線。2) 漸開線齒廓的壓力角漸開線上各點的壓力角不同，漸開線起點處壓力角為零，漸開線上的點離基圓越遠(yuǎn)，其壓力角越大。二漸開線齒輪的基本參數(shù)首先要區(qū)分主要參數(shù)和基本尺寸之間的關(guān)系，基本尺寸是表示零件的尺寸的大小，為生產(chǎn)制造零件提供依據(jù)，而它又是由一些特定的參數(shù)來表示的，如通常講0號圖紙其實際圖面尺寸為1189X841

5、，0號只是其參數(shù)而已。齒輪的基本參數(shù)為齒數(shù)Z、模數(shù)、 壓力角、齒頂高系數(shù)a和頂高系數(shù)C。 、模數(shù)由圖5-8中得出，齒輪上的齒厚與齒槽的大小是變化的，總找到一處齒厚和齒槽相等的位置，這個位置所在的圓只能有一個，稱這個特定的圓為分度圓，用D表示，則在分度圓上的周長可以表示為:d =Z P=Z P /由于為無理數(shù)，所以分度圓直徑也是無理數(shù)，給設(shè)計和準(zhǔn)確計算帶來許多不便，規(guī)定P/=m，稱之為模數(shù)，取一些比較整齊的數(shù)值，這樣分度圓的直徑就成為比較整齊的數(shù)值，國家已將模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，見表5-1。分度圓：為了便于設(shè)計、制造方便，將齒輪上某個圓作為度量尺寸的基準(zhǔn)。齒距：相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的分度圓弧長。p=m模數(shù)

6、：為了便于設(shè)計、制造和檢驗人為地規(guī)定P/的值為標(biāo)準(zhǔn)值。P/=m齒數(shù)相同的齒輪，模數(shù)越大，其尺寸越大。d=m z 2、壓力角漸開線上各點壓力角隨向徑長度變化而變化，分度圓上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，我國規(guī)定為20°，國外有14.5°等多種。d=m cos分度圓是齒輪上標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。3、齒數(shù)z為自然數(shù)，一般取大于17。4、齒頂高系數(shù)a和頂隙系數(shù)C齒頂高h(yuǎn)a= ma；齒根高h(yuǎn)= m (a+ C)，齒頂?shù)搅硪粋€齒根的徑向距離為頂隙 C = m C，我國標(biāo)準(zhǔn)齒輪規(guī)定a= 1 ； C=0.25。三、小結(jié)1) 齒輪傳動的最大優(yōu)點是傳動比恒定。2) 常用的齒輪廓線為漸開線，它具有5個特

7、性。3) 齒輪有5個基本參數(shù)。四、布置作業(yè)P131 思考題5- 1, 2, 3, 4, 5P132 練習(xí)題5-1【課題編號】115.2【課題名稱】齒輪的幾何尺寸及一對齒輪傳動的嚙合過程?！窘虒W(xué)目標(biāo)與要求】一、 知識目標(biāo)1 .熟悉直齒圓輪齒輪主要幾何尺寸的計算。2 .了解一對齒輪傳動的嚙合過程。3 .了解漸開線齒輪傳動特性。二、 能力目標(biāo)1 .能應(yīng)用計算圓柱齒輪的主要幾何尺寸。2 .能夠在公法線上確定B2和B1嚙合的起、終點。3 .了解證明傳動比恒定的方法。三、 素質(zhì)目標(biāo)1. 熟悉用參數(shù)表示幾何尺寸的方法。2. 熟悉漸開線齒輪傳動的主要特性。四、 教學(xué)要求1 .會應(yīng)用公式計算齒輪的主要幾何尺寸，

8、熟悉參數(shù)與幾何尺寸的關(guān)系。2 .了解一對輪齒的嚙合過程，會用作圖法找到B2、B1點。3 .了解齒輪傳動比恒定的證明過程?！窘虒W(xué)重點】1 .幾何尺寸的計算。2 .齒輪傳動比恒定的計算?！倦y點分析】1. 對輪齒的嚙及B2，B1點的確定不好理解，一定要用齒輪的大教具演示一對輪齒的嚙合過程，注意齒輪傳動是主動齒輪推動從動齒輪，且從主動齒輪的齒根開始嚙合，齒根處嚙合的起、始點要用作圖方法找出。2 .中心距可分性的含義應(yīng)理解為當(dāng)中心距發(fā)生少量變化時，齒輪傳動仍然保證傳動比恒定，不是中心距可任意變化?！痉治鰧W(xué)生】1. 幾何尺寸計算只是公式的簡單應(yīng)用。2. 輪齒的嚙合過程和傳動比恒定的證明有難度，作為了解即可

9、?！窘虒W(xué)思路設(shè)計】1. 幾何尺寸計算通過課上練習(xí)來熟悉計算公式。2 . 輪齒的嚙合過程用演示教具的方法教學(xué)。3. 傳動特性只能在黑板上證明?！窘虒W(xué)安排】2學(xué)時（90分鐘）【教學(xué)過程】三、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算見表5-2。例題選用書中例5-1，應(yīng)當(dāng)注意的是一個經(jīng)過使用過的齒輪，由于產(chǎn)生塑性變形，輪齒變成細(xì)長的可能性較大，而不會比標(biāo)準(zhǔn)值短，齒頂圓也應(yīng)該是大于標(biāo)準(zhǔn)值。$5-3漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動一、一對輪齒的嚙合過程 一對輪齒的嚙合是主動齒輪推動從動齒輪，是從主動齒輪的齒根開始,至于在齒根的那一點，要用作圖的方法才能找到，即在公法線nn上，作從動齒輪的齒頂圓與nn的交點B2，主動齒輪

10、的齒根表面與B2的交點即為嚙合的起始點。順著主動輪的轉(zhuǎn)向，嚙合點由齒根向齒頂過度，直至齒頂處脫離嚙合，齒部上該線段為實際嚙合線段。在從動輪上，嚙合過程與主動齒輪相反，從齒頂開始，直至齒根結(jié)束，齒根表面的最后嚙合點應(yīng)為主動齒輪齒頂與公法線的交點B1，和從動齒輪齒根處的相交點。公法線nn稱為理論嚙合線，而B1B2為實際嚙合線，公法線nn與連心線OO的交點C為節(jié)點。二、漸開線齒輪傳動的特性1、傳動比恒定 如圖5-11，兩輪齒在K點嚙合，其K點的速度分別為V和V，在公法線上的投影應(yīng)當(dāng)相等，否則齒部將分離或嵌入，但在齒面上的切線速度大小是不相等的，才產(chǎn)生齒面的相對滑動， 所以，V·cos=V&

11、#183;cos而V=·Ok V=·Ok 即·Ok·cos=·Ok·cos 所以i=/= Ok·cos / Ok·cos=r/r說明兩齒輪傳動比值成為兩基圓半徑的比值，由于基圓大小為一定值，所以傳動比為一定值。圖中兩個三角形OCN與OCN相似，因此對應(yīng)邊成比例，即 r/r=OC/OC = r'/r'所以 i= r/r= r'/r'證明齒輪兩輪的傳動比等于基圓半徑之比，也等于兩輪節(jié)圓半徑的比。2、 中心距可分性可分性是指兩輪中心處向外移動一小段距離之后的傳動比特性，由于傳動比與兩輪的基

12、圓半徑成定植的比例關(guān)系，當(dāng)中心距略有變化時，傳動比的大小不會發(fā)生變化，稱此為中心距的可分性。3、 齒廓間作用力方向不變兩基圓的內(nèi)公切線、齒廓公法線和力的作用線等四線實際重合成一條線，永遠(yuǎn)是固定不變的，因此作用在輪齒齒廓上的作用力方向不變，所以齒輪傳動平穩(wěn)。a) 小結(jié)1. 應(yīng)熟悉齒輪基本尺寸公式計算。2. 齒輪輪齒的嚙合過程是主動輪推動從動輪的過程，是主動的論齒根與從動輪齒頂開始嚙合，退出嚙合時從主動輪的齒頂與從動輪齒根退出來。3. 圓柱齒輪傳動比保證不變，即使中心距發(fā)生變化也不會改變。b) 布置作業(yè) P131 思考題 5-7，8 P132 練習(xí)題 5-2，3，4【課題編號】125.3【課題名稱

13、】漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動.【教學(xué)目標(biāo)與要求】一、 知識目標(biāo)1 .掌握齒輪傳動的正確嚙合條件。2 .掌握連續(xù)傳動條件。3 .了解正確安裝時中心距的計算方法。4 .了解齒條與齒輪傳動特點。二、 能力目標(biāo)1 .能判斷任意兩個齒輪能否正常嚙合。2 .了解重合度的計算方法。3 .能正確計算齒輪傳動的中心距。三、 素質(zhì)目標(biāo)能應(yīng)用傳動特性判斷齒輪能否正常傳動。四、 教學(xué)要求1 .熟悉正確嚙合條件及連續(xù)傳動條件。2 .會正確計算中心距，區(qū)分嚙合角與壓力角，節(jié)圓與分度圓的關(guān)系。3 .熟悉齒條與齒輪的內(nèi)在關(guān)系及分度線與節(jié)線的區(qū)別?！窘虒W(xué)重點】正確嚙合條件，中心距的計算?！倦y點分析】嚙合角與壓力角的關(guān)系，分度

14、圓與節(jié)圓關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)中心距與非標(biāo)準(zhǔn)中心距關(guān)系，齒條分度線與中線關(guān)系?！痉治鰧W(xué)生】本節(jié)內(nèi)容理論性較強，學(xué)生難以理解，注意講課的速度和學(xué)生的理解情況調(diào)整進(jìn)度。齒條講授注意與齒輪的區(qū)別與聯(lián)系?！窘虒W(xué)思路設(shè)計】該內(nèi)容理論性很強，重點應(yīng)將圖形繪畫準(zhǔn)確，才能推導(dǎo)出正確的結(jié)果。【教學(xué)安排】2學(xué)時（90分鐘）【教學(xué)過程】三.漸開線齒輪的正確嚙合條件從圖512中可以得出一對齒輪正確嚙合時，其嚙合線上相鄰兩齒圖的嚙合線段應(yīng)當(dāng)相等，即Pb1=，Pb2所以得出：·m1·cos1=m2·cos2兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等：即m1m2m12為標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確嚙合條件。講課時關(guān)鍵在于證明兩輪的Pb

15、1Pb2，可以用反證法證明，假如不相等，齒側(cè)之間必然有間隙，則不能正常交替嚙合，會出現(xiàn)沖擊，所以必須相等。四.連續(xù)傳動條件及重合度連續(xù)傳動條件即前一對齒輪還未脫離嚙合或即將脫離時，后一對輪齒一定要進(jìn)入嚙合，才能保證嚙合出不會出現(xiàn)間歇，嚙合中最小的基圓齒距為Pb，要求實際嚙合線必須大于或大于基圓齒距，即B2B1Pb，重合度是實際嚙合線與基圓齒距比值。要求B2B1/Pb1，即連續(xù)傳動條件是重合度大于或等于1即一般機械制造取法面壓力角和端面壓力角關(guān)系為：1.11.4五、輪齒傳動的正確安裝如圖513，從理論上講，一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓處的齒厚必定等于齒槽寬，安裝后無側(cè)隙，此時傳動的節(jié)圓正好與分度圓重合，

16、所以其中心距為：=r1+r2=m(z1+z2)/2=a 稱a為。標(biāo)準(zhǔn)中心距：將節(jié)圓與分度圓重合的安裝中心距。即m(z1+z2)/2=a1）正確安裝時：安裝中心距a等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a時，即分度圓與節(jié)圓重合，節(jié)圓上的嚙合角等于壓力角。2）非正確安裝時：如果安裝時的實際中心距a1不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a，即分度圓與節(jié)圓不重合，節(jié)圓上的嚙合不等于壓力角，即a1a時所以實際中心距應(yīng)為： 所以得出：六、齒條與齒輪傳動1、齒條及其特性齒條：是基圓無窮大的漸開線齒輪，齒廓為直線。齒輪就變成齒條，此時齒頂圓、齒根圓與分度圓都變成了互相平行的直線，即齒頂線、齒根線、分度線（常稱為中線）。，如圖515。特點：1）齒廓上各點

17、的壓力角都等于20°。2）齒條在不同高度上齒距都相等。2、齒輪與齒條嚙合特點齒輪與齒條嚙合時，如果是正確安裝，齒輪的分度圓與齒條中線相切，此時齒輪的圓即與分度重合，嚙合角等于壓力角。如果齒條的中線下移一小段距離，齒條中線不與齒輪的分度圓相切，但是由于齒條上各點的壓力角都為20°，所以其嚙合角都等于分度圓上的壓力角，則齒輪節(jié)圓總是與分度圓相重合，齒條移動速度=r11。節(jié)點C永遠(yuǎn)都不會改變。如圖516。七、小結(jié)1 .齒輪傳動的正確嚙合條件是模數(shù)和壓力角分別相等，且都為標(biāo)準(zhǔn)值。2 .連續(xù)傳動條件是重合度大于或等于1.3 .正確安裝時齒輪的節(jié)圓與分度圓重合。非正確安裝時，其實際中心

18、距為。4 .齒條是在齒輪基圓直徑為無窮大時的特例，其分度線常稱為中線，齒廓上各點壓力角為20°，齒輪上節(jié)圓永遠(yuǎn)與分度圓重合。八、作業(yè)P131 思考題59、10、11、12、13、14P132 練習(xí)題 57、8【課題編號】135. 4【課題名稱】漸開線齒輪的加工原理【教學(xué)目標(biāo)與要求】一、 知識目標(biāo)1 . 了解漸開線齒輪的展成法加工原理和切削過程。2 . 熟悉齒輪尺寸的常用測量方法和工具。3 . 掌握不發(fā)生根切的最少齒數(shù)及變位系數(shù)的計算。二、 能力目標(biāo)1 .能用公法線千分尺或齒厚游標(biāo)卡尺檢測齒輪的尺寸。2 .會計算不發(fā)生根切的變位系數(shù)。三、 素質(zhì)目標(biāo)1 .掌握齒輪的切齒原理是應(yīng)用一對齒輪

19、的共軛嚙合來加工的。2 .會應(yīng)用常用工具檢測齒輪的尺寸3 .了解通過改變刀具與齒輪的相對位置可以加工出不發(fā)生根切的齒輪。四、 教學(xué)要求1 .了解展成法加工齒輪的原理、及滾切切齒輪特點。2 .熟悉齒條刀加工齒輪的特點。3 .會正確選擇跨齒數(shù)測量公法線長度和使用弦齒厚測量工具。4 .熟記不發(fā)根切的最少齒數(shù)，并會計算變位系數(shù)?！窘虒W(xué)重點】1 .公法線長度的計算和測量工具的使用。2 .會計算最小的變位系數(shù)?！倦y點分析】1 .共軛加工的原理和刀具的齒高比標(biāo)準(zhǔn)齒輪多一個齒頂高，對學(xué)生來說一時難以理解。2 .用齒條來代替齒輪加工,是為了講授變位齒輪加工過程。3 .公法線測量時的長度是怎么能等于基圓的弧長。4

20、 .變位系數(shù)的確定，與產(chǎn)生根切原因的關(guān)系。【分析學(xué)生】以上都是學(xué)生由于缺少實踐經(jīng)歷而造成的，所以講課時如能觀看到齒輪加工過程或借助于視頻、模擬加工齒輪，可以幫助學(xué)生理解?！窘虒W(xué)思路設(shè)計】參觀、視頻、演示切削齒輪的教具再講授切齒原理齒條加工尺寸測量，需帶公法線千分尺和固定弦齒厚測量儀?！窘虒W(xué)安排】2學(xué)時（90分鐘）【教學(xué)過程】$5-4 漸開線齒輪的加工原理一、展成法切齒原理齒輪加工可以由鉗工劃線后將多余的齒槽金屬切除，但是精度很差，此為仿形法。常用方法是應(yīng)用一對齒輪相互嚙合的共軛原理來加工的。設(shè)想被加工齒輪材料很軟，如泥，將它與一個同模數(shù)的鋼制齒輪嚙合傳動，則泥制齒輪一定會被碾壓成一個齒輪，其模

21、數(shù)與鋼制齒輪一樣，壓力角也相等，只是齒根部分略淺此。如果在鋼制齒輪的齒頂增加一個頂隙，則被加工的齒輪就能得到一個所需要的正常齒輪。如圖518就是應(yīng)用該原理來加工齒輪的，刀具在實際加工中增加了切削和退刀時的讓刀動作。如果將齒輪刀具變成齒條刀具，如圖519，同樣可以加工齒輪。插齒加工由于有退刀動作，工作效率較低。選用圖520的滾齒加工，相當(dāng)于多把插刀安裝在圓柱體上，改變刀具的直線運動為連續(xù)的滾動，大大提高了工效。但是由于滾刀的軸線需要與被加工齒輪的端面相錯一個螺旋升角,所以加工后的齒輪齒形不是非常精確的漸開線齒形, 基本上能滿足傳動要求, 如果要求很準(zhǔn)確的漸開線齒形輪廓, 只能選用插齒加工的方法。

22、二、用標(biāo)準(zhǔn)齒形刀具切制齒輪1 . 標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具切制齒輪如圖521，實際上在齒條上增加了頂隙高度，齒條刀具全齒高為1.5mm。2 . 切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪時分度圓的齒厚等于尺槽寬，對刀時使刀具的中線與分度線相切即可。3 . 切制變位齒輪當(dāng)齒條中線遠(yuǎn)離被加工齒輪的分度線，仍能加工出標(biāo)準(zhǔn)齒形的齒輪，但是其分度圓上的齒厚已經(jīng)大于齒槽寬，從外形上，齒形變得比正常齒形肥胖，這就是變位齒輪的加工效果。規(guī)定刀具遠(yuǎn)離被加工齒輪中心為正變位；反之為負(fù)變位，如圖522所示。負(fù)變位加工的齒輪齒形一般變成瘦薄。如圖523，24。三、齒輪加工的測量尺寸常用于檢查齒輪加工精度方法有兩種，即公法線長度和分度圓弦齒厚，如圖5

23、25，26。公法線是根據(jù)與兩卡爪相切的齒面連線正好與該齒輪基圓相切，其長度等于一個基圓齒厚和（k1）個基圓齒距的和。只要確定出公法線的長度后，調(diào)好公法線千分尺的位置，多次測量不同的齒輪位置，如果長度誤差很大，則說明齒輪制造精度差；反之隨意測量不同位置，其公法線長度都相等，說明該齒輪精度很高。測量時應(yīng)當(dāng)注意保持卡爪與齒面相切?？琮X數(shù)多少可從標(biāo)準(zhǔn)中查出，但要注意其含義，切記不能將跨齒數(shù)公式直接代入公法線長度公式中，應(yīng)先求出跨齒數(shù)，圓整成自然數(shù)后再代入公式，如例55。分度圓弦齒厚用于測量大模數(shù)的齒輪，可直接測量每一個齒形的尺寸，或用于不能用公法線長度測量的有些斜齒輪。四、漸開線齒輪的切齒干涉及其避免

24、1 切齒干涉與不發(fā)生干涉的最少齒數(shù)如圖527，當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線與嚙合線的交點B2超過理論嚙合極限點N1時，刀具在展成的過程中，將會把齒根部的漸開線切掉一部分，如圖527。這種現(xiàn)象稱為根切，它將影響到齒根的強度。為了保證不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，必須保證CB2CN1，即刀具的齒頂線不得超過N1點。措施：一是采用齒數(shù)大于17齒輪，二是采用正變?yōu)槲患庸ぁ? 最小變位系數(shù)對于齒數(shù)小于17齒的齒輪，如齒輪油泵的齒數(shù)常選用9齒，為了保證加工齒輪的齒形不發(fā)生根切，只能用變位的方法來解決，即將刀具中線遠(yuǎn)離被加工齒輪中心，其刀具的移位量為m，稱為變位系數(shù)，具體計算公式為：Xmin=（17）/17如Z=9，則Xmin（179

25、）/17= 0.47 ，由移位量大小與模數(shù)大小和變位系數(shù)的乘積來決定。如例56。二、 小結(jié)1 齒輪加工是用展成法的原理，常用齒輪插刀和蝸輪滾刀來切削。前者精度高，但效率低，后效率高，但精度略低。2 齒輪的尺寸檢測用公法線長度和固定弦齒厚，跨齒數(shù)計算后應(yīng)取成整數(shù)，常從標(biāo)準(zhǔn)中查取。3 不發(fā)生根切的齒輪最少齒數(shù)為17，對于小與17的齒數(shù)應(yīng)采用正變位的方法加工齒輪。六布置作業(yè)P131 考題515，16、17、18P132 練習(xí)題58，9、10、11【課題編號】145.5【課題名稱】斜齒圓柱齒輪傳動的幾何尺寸【教學(xué)目標(biāo)與要求】一、 知識目標(biāo)了解斜齒圓柱齒輪的齒廓形成及嚙合特點。2 . 熟悉斜齒輪的主要參

26、數(shù)。3 . 斜齒輪幾何尺寸的計算。4 . 了解斜齒輪當(dāng)量齒數(shù)的含義與計算。5 . 了解斜齒論嚙合傳動。二、 能力目標(biāo)1 .能計算斜齒輪的幾何尺寸。2 .能分析比較斜齒輪與直齒輪傳動的不同點。3 .能正確選用螺旋角的大小。三、 素質(zhì)目標(biāo)了解斜齒輪傳動的特點，能正確選擇應(yīng)用場合和恰當(dāng)?shù)穆菪?。四?教學(xué)要求1 .了解斜齒輪的齒廓形成和嚙合特點。2 .能用比較法了解斜齒輪的主要參數(shù)，并計算幾何尺寸。3 .了解當(dāng)量齒數(shù)計算方法和含義。4 .比較斜齒輪與直齒輪嚙合傳動的不同點?！窘虒W(xué)重點】1 .斜齒輪的嚙合特點。2 .法面參數(shù)和端面參數(shù)的關(guān)系，幾何尺寸的表示方法。3 .正確嚙合條件?！倦y點分析】1. 齒

27、廓形成與嚙合線的變化。2. 端面與端面參數(shù)的作用。3. 當(dāng)量齒數(shù)的含義?！痉治鰧W(xué)生】齒廓的形成較難理解，應(yīng)將斜齒輪看成由無數(shù)個小片的直齒輪錯位組合而成，需帶教具或視頻幫助學(xué)生理解。用法面參數(shù)作基本參數(shù)，是從加工的角度考慮的，而以端面參數(shù)為幾何尺寸計算的根據(jù)是從實際尺寸出發(fā)的。當(dāng)量齒數(shù)是從選擇加工斜齒輪的刀具考慮的?！窘虒W(xué)思路設(shè)計】先看實物、教具或視頻，比較斜齒輪與直齒輪的差別在于螺旋角的影響。由于齒向傾斜，分出法面和端面的形狀，引出法面參數(shù)和端面參數(shù)。從加工角度選刀的要求導(dǎo)出當(dāng)量齒數(shù)?！窘虒W(xué)安排】2學(xué)時（90分鐘）【教學(xué)過程】$5-6 斜齒圓柱齒輪傳動的幾何尺寸直齒圓柱齒輪嚙合傳動時，一對輪齒

28、沿齒面整個寬度同時進(jìn)入嚙合和脫離嚙合，使輪齒受力突然加載或突然卸載，造成速傳動中的沖擊噪音和傳動不平穩(wěn)。這是直齒輪傳動的缺點。一、斜齒圓柱齒輪齒廓的形成及嚙合特點將直齒輪的厚度切成無數(shù)小薄片，沿一個螺旋方向錯開一定角度，即成為斜齒輪，如圖5-32。由于斜齒輪是在直齒輪的基礎(chǔ)上錯位而成，因此它具有直齒輪的共性，即兩齒輪的嚙合線由變長，再由長變短，而且兩輪重合度得到增加，比直齒輪傳動平穩(wěn)，如圖5-33。但也產(chǎn)生了軸向力。二、主要參數(shù)1 . 螺旋角 螺旋角是齒向與軸線的夾角，常取分度圓螺旋角ß = 820度。螺旋角的方向分為左、右旋。如圖5-35，注意判斷方向應(yīng)當(dāng)將軸線鉛垂放置，從齒的下面

29、向上看去，向右傾斜為右旋；向左傾斜為左旋。2 . 法向模數(shù)和端面參數(shù)由于齒向呈傾斜，可分為順著齒向加工方向的法面和端面兩個平面，從圖5-36可知 t=nCOS，得出m= m·COS，規(guī)定法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，與直齒輪的參數(shù)相同。3 . 齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)無論從端面還是法面上看，其徑向尺寸都是相等的，所以得出： h = h·m = h·m= m =*·m=C*·m=0.25 m4 .壓力角法面壓力角和端面壓力角關(guān)系為： tan=tan·cos三、斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸見表5-5，幾何尺寸是指端面的尺寸，而需要用法面參數(shù)來表示，所以只要記住

30、法面參數(shù)和端面參數(shù)的關(guān)系即可。四、當(dāng)量齒數(shù)如圖5-39，C點的齒形為標(biāo)準(zhǔn)法面齒形，其截面為橢圓形，C點的齒形應(yīng)當(dāng)相當(dāng)于C點的曲率半徑所在的圓柱形齒輪的齒形，該圓柱齒輪的齒數(shù)稱為斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)。研究當(dāng)量齒數(shù)主要是為仿行法加工齒輪選擇恰當(dāng)?shù)牡毒咛柎a和強度計算用的。五、嚙合傳動1 .斜齒輪正確嚙合條件法面模數(shù)和壓力角分別相等，且為標(biāo)準(zhǔn)值，另外還應(yīng)當(dāng)螺旋角相等，但由于外嚙合，兩輪轉(zhuǎn)向相反，所以旋向應(yīng)相反。2 .正確安裝條件以端面的幾何尺寸為計算基準(zhǔn)，選用法面參數(shù)表示。a¹=a=（d1+d2）/2= m（Z1+Z2）/2 cos當(dāng)模數(shù)和齒數(shù)一定時，可以通過改變螺旋角的大小來變化中心距的大小，

31、這是斜齒輪的傳動一個特點。3 .重合度由于螺旋角的存在，可分成端面重合度，與直齒圓柱齒輪計算相同，但還存在軸面（縱向）重合度，兩重合度的和要大于直齒輪的重合度，其軸向重合度值為：=b sin/ m的大小與齒寬和螺旋角大小成正比，例5-9。五、 小結(jié)1 .斜齒輪傳動要比直齒輪平穩(wěn)，重合度大。2.法面參數(shù)為基本參數(shù)。3 .幾何尺寸以端面值計算。4 .當(dāng)量齒數(shù)是斜齒輪特有的，為加工齒輪和強度計算作準(zhǔn)備。5 .正確嚙合條件比直齒輪增加螺旋角，但方向相反。六、 布置作業(yè)P131 思考題5- 20，21P132 練習(xí)題 5- 13，【課題編號】155.6【課題名稱】直齒錐齒輪傳動的幾何尺寸【教學(xué)目標(biāo)與要求

32、】一、 知識目標(biāo)1 .了解直齒錐齒輪的傳動特點及應(yīng)用場合。2 .熟悉錐齒輪的主要參數(shù)及幾何計算公式。3 .了解齒輪的結(jié)構(gòu)、精度及指標(biāo)。4 .掌握齒輪的失效形式及材料選擇。5 .熟悉齒輪的潤滑方法二、 能力目標(biāo)1 .能應(yīng)用計算公式計算錐齒輪的幾何尺寸。2 .能讀懂齒輪精度標(biāo)注的含義。3 .能夠選擇常用齒輪材料及熱處理方法。4 .能夠選擇恰當(dāng)?shù)凝X輪潤滑方法。三、 素質(zhì)目標(biāo)1 .了解錐齒輪傳動與其他齒輪傳動的區(qū)別。2 .了解齒輪傳動的潤滑方式與材料的選擇對壽命的影響。四、 教學(xué)要求1 .了解錐齒輪傳動的應(yīng)用場合及傳動比計算方法。2 .熟悉錐齒輪幾何尺寸的計算方法。3 .了解齒輪的結(jié)構(gòu)與幾何尺寸。4

33、.能夠讀懂齒輪精度的標(biāo)注。5 .了解齒輪的失效形式、材料選擇與熱處理方法。6 .了解齒輪常用的潤滑方法?！窘虒W(xué)重點】1 .圓錐齒輪的傳動特點及應(yīng)用場合。2 .齒輪的結(jié)構(gòu)與幾何尺寸。3 .常用齒輪的材料及熱處理和潤滑劑的選用?！倦y點分析】與其他齒輪不同的是錐齒輪的傳動比與分度圓錐角的大小有著密切的關(guān)系，分度圓錐角也是計算幾何尺寸不可缺少的主要參數(shù)，測繪單個圓錐齒輪時必須知道該對錐齒輪的傳動比，否則是不能繪制錐齒輪的零件圖。當(dāng)量齒數(shù)仍然是另一個難點，與斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)相似，但計算公式不一樣?！痉治鰧W(xué)生】學(xué)生對錐齒輪的傳動很少見過，應(yīng)當(dāng)先演示教具或視頻，幫助學(xué)生建立感性認(rèn)識。錐齒輪傳動兩軸處于相交狀

34、態(tài)，所以錐面齒形呈大小端，即整個齒寬上的齒形由外向內(nèi)是逐漸變小，各處模數(shù)都是變化的，而為了計算方便取大端齒形作為標(biāo)準(zhǔn)值，各參數(shù)均以此為準(zhǔn)。學(xué)生會誤以為齒寬中點的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，因為中點齒形不可見，測量和計算都不方便。精度是檢測齒輪的制造水平，精度越高，傳動越好，噪音越小，但制造成本越高，一般按圓周速度來決定最低的精度?！窘虒W(xué)思路設(shè)計】1 . 借助教具、實物或視頻使學(xué)生有初步的感性認(rèn)識，方便講課。2 . 用與其他齒輪比較的方法進(jìn)行教學(xué)，抓住個體差異，記住特點即可。3 . 齒輪材料、精度和潤滑方法以常用為主?！窘虒W(xué)安排】2學(xué)時（90分鐘）【教學(xué)過程】$5-7 直齒錐齒輪傳動的幾何尺寸直齒輪和斜齒輪傳動

35、，其兩軸線都是平行的，某些需要兩軸相交的場合，如汽車傳動軸與后軸的傳動，兩軸處于相交的狀態(tài)，這就需要錐齒輪的傳動。一.應(yīng)用和特點錐齒輪傳動用于傳遞相交軸間的運動和動力，常見的是兩軸相交成90º，稱為正交傳動。錐齒輪的齒形是分布在圓錐表面上，由于錐度原因輪齒的形狀由大端向小端逐漸收縮，其外形尺寸也從直齒輪的齒頂圓等，變成錐齒輪的齒頂圓錐、分度圓錐、齒根圓錐和基圓錐等。圓錐齒輪只能應(yīng)用在兩軸相交的場合，其齒形常用直齒和曲齒，如汽車后輪軸的差速器。錐齒輪的傳動比計算除了正常的齒數(shù)比外，相當(dāng)于一對節(jié)圓錐的純滾動，標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪傳動時，節(jié)圓錐與分度圓錐重合。即為：傳動比為說明傳動比可用分度圓圓錐角

36、的正切來表示。二.幾何尺寸計算1 . 基本參數(shù) 由于齒形沿齒寬方向變化，國家規(guī)定以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值, 其頂隙系數(shù)值。其余與直齒輪相同。2 . 正確嚙合條件。兩輪的大端模數(shù)和齒數(shù)分別相等，同時兩分度圓錐角的和應(yīng)為90°。3 . 幾何尺寸計算。見表57三.當(dāng)量齒數(shù)。為加工中找出與圓柱齒輪的齒形相當(dāng)?shù)膱A柱齒輪齒數(shù)，展開錐形端面的形狀為扇形，將扇形添滿成圓后的齒輪為當(dāng)量齒輪，其當(dāng)量齒數(shù) 。$5-8 齒輪的結(jié)構(gòu)和精度一、齒輪的結(jié)構(gòu)齒輪是由輪緣、輪轂和腹板（或輪輻）組成的。按齒輪輪輻的不同將齒輪的結(jié)構(gòu)分為:1)軸齒輪:da2d32)盤式齒輪:da200mm3)腹板式齒輪:da500mm4)輪輻式

37、齒輪:da500mm為提高齒輪材料的機械性能，常采用鍛造成形，如果齒頂圓直徑大于500，由于鍛造條件所限制，一般采用鑄鋼。鑄鋼的齒輪腹板結(jié)構(gòu)與鍛造不相同。二、圓柱齒輪的精度精度是反映齒輪加工的精確度，精度高的齒輪傳動性能好，誤差小，但是制造成本高，一般按齒輪的圓周速度來決定精度的高低，盡可能選用較低精度的齒輪。1、 精度等級國家標(biāo)準(zhǔn)將齒輪的精度分為13級：0、1、12級，0級最高，13級最低，常用68級為中等精度。2、 公差組齒輪的精度檢測項目很多，分為三個公差組，第I公差組主要是影響傳動的準(zhǔn)確性，即瞬時傳動精度的誤差；第II級公差組主要是影響傳動的平穩(wěn)性，即一個傳動比的周期性誤差，與第I公差

38、組相比，第II級公差組的精度可以高一些；第III公差組主要影響齒輪受載后載荷分布的均勻性，其精度與第II組相當(dāng)。每一公差組都由許多檢測項目組成。3、精度等級的選擇常用齒輪的精度選擇第I組要比第II、III組低一級，但最多不能低過二級，或者可以取相同的精度，但絕對不允許高于第II、III組精度，見表59.4、齒輪副的側(cè)隙齒側(cè)間隙在理論上講是不允許的，但是傳動中齒面相對滑動需要有良好的潤滑和防止熱漲，必須留有齒側(cè)間隙。所以制造齒輪時，常采用齒厚負(fù)極限偏差的大小來控制齒側(cè)間隙，極限偏差分為14種，即由C、D、S表示，詳細(xì)內(nèi)容可參考公差教材。5、精度等級的標(biāo)注精度標(biāo)準(zhǔn)如877 GM GB/T 1009

39、5-2001，前者數(shù)字分別表示三組公差等級，GM表示側(cè)隙的上下極限偏差，需查相關(guān)手冊，最后是國家標(biāo)準(zhǔn)。$5-9 齒輪的失效形式及材料選擇一、齒輪傳動的失效形式見表510。對于閉式傳動，由于齒輪有良好的潤滑條件，主要的失效形式是點蝕和折斷；對于開式傳動，由于齒輪暴露在空氣中，其主要的失效形式是磨損和折斷。各種失效引起原因。二、齒輪材料的選擇見表511?？勺鳛辇X輪的材料很多，對一般常用齒輪采用45鋼鍛造，比較重要的齒輪選用40Cr鍛造后進(jìn)行熱處理。齒輪的齒面分為軟齒面和硬齒面兩種，閉式傳動常用軟齒面，也可以用硬齒面；開式傳動一般選用硬齒面。軟硬齒輪以HB=350HBW為分界點。為了使兩齒輪等壽命，

40、常使小齒輪的硬度比大齒輪大HBW2050。其他材料也可選作齒輪，依工作條件選用。$5-10 齒輪傳動的維護(hù)與修復(fù)一、齒輪傳動的潤滑開式齒輪傳動的工作環(huán)境較差，常選用潤滑脂定期潤滑，而對于閉式傳動，一般選用潤滑油。潤滑油的粘度與載荷大小有關(guān)，載荷大，油粘度高，載荷小，粘度低。夏季天熱油的粘度變稀，應(yīng)選用較高粘度，冬季天冷應(yīng)選擇粘度較低的油。其潤滑的方式依齒輪的圓周速度決定。二、齒輪傳動的維護(hù)五、小結(jié)1 .圓錐齒輪傳動用于兩軸相交場合，以大端為參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。幾何尺寸計算與分度圓錐角的大小有關(guān)。2 .齒輪的精度分為13級，常用6至9級。其標(biāo)注為877 GM GB/T 10095-2001，前三項分別表示

41、三組公差值。3 .齒輪的結(jié)構(gòu)依齒頂圓的大小來選擇.常用作齒輪材料是中碳鋼經(jīng)過鍛造成形后加工。4 .閉式齒輪傳動常采用油潤滑，載荷大，油的粘度高，夏季天熱應(yīng)選擇相對高的粘度；開式傳動齒輪一般采用脂潤滑。六、布置作業(yè)1 . P132 522、23、25、26、27、282 . 練習(xí)題 514【課題編號】166.1【課題名稱】蝸桿傳動【教學(xué)目標(biāo)與要求】一、 知識目標(biāo)1 .了解蝸桿傳動的特點及類型。2 .了解蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算。3 .熟悉蝸桿蝸輪的常用材料及失效形式與結(jié)構(gòu)。二、 能力目標(biāo)1 .能正確選用蝸桿傳動的工作場合。2 .會計算蝸桿蝸輪的幾何尺寸。3 .能根據(jù)工作條件選用蝸桿的材料

42、和結(jié)構(gòu)。三、 素質(zhì)目標(biāo)1 .能根據(jù)蝸桿傳動兩軸交錯的特點，選擇中間平面分析傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸。能根據(jù)滑動速度較大的特點選擇兩種不同材料做蝸桿和蝸輪，克服摩擦發(fā)熱產(chǎn)生膠合的問題。四、 教學(xué)要求1 .熟悉蝸桿傳動的主要特點及常見蝸桿傳動類型。2 .能使用中間平面得出蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸關(guān)系。熟悉蝸桿直徑系數(shù)與分度圓的關(guān)系。3 .了解相對滑動速度對蝸桿傳動的影響，能正確選用蝸桿蝸輪的材料及結(jié)構(gòu)?！窘虒W(xué)重點】1. 蝸桿傳動的主要特點，中間平面的選擇。2. 蝸桿材料的選擇與滑動速度的關(guān)系?！倦y點分析】1. 阿基米德螺旋線的形成，中間平面的含義。2. 蝸桿特性系數(shù)與分度圓的關(guān)系。3. 滑動速

43、度的計算及蝸桿材料的選擇?！痉治鰧W(xué)生】大部分學(xué)生都沒有見過蝸桿傳動，要借助于教具或視頻來幫助學(xué)生建立起感性認(rèn)識，搖頭電風(fēng)扇的擺頭部分是蝸桿傳動的應(yīng)用實例。蝸桿傳動相當(dāng)于螺紋連接，螺紋桿相當(dāng)于蝸桿，而蝸輪相當(dāng)于螺母的一小部分，把這一部分彎成圓形，就成了蝸桿與蝸輪的傳動。由于蝸桿與蝸輪相錯90°，所以接觸面有很大的相對滑動速度。這樣就能比較容易理解傳動的特點?！窘虒W(xué)思路設(shè)計】演示傳動特點為兩軸交錯找共同位置中間平面主要參數(shù)及幾何尺寸計算滑動速度大選材料?！窘虒W(xué)安排】2學(xué)時（90分鐘）【教學(xué)過程】第6章 蝸桿傳動齒輪傳動的最大單級傳動比一般不大于5，對于大傳動比的裝置，只能用多級傳動，使得機器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大。而蝸桿傳動的傳動比可達(dá)2880，從根本上解決普通齒輪傳動比的缺陷。如擺頭電風(fēng)扇正是應(yīng)用蝸桿傳動的實例，在許多大傳動比的場合都應(yīng)用蝸桿傳動。蝸桿傳動類似于螺栓和螺母的連接，螺栓每轉(zhuǎn)一周，螺母僅移動一個螺距，取半個螺母并圓整成一個圓，如圖65所示，蝸桿傳動就相當(dāng)于螺桿和圓柱斜齒輪傳動，