機(jī)械設(shè)計(jì)教案齒輪傳動(dòng)

1、；.機(jī)械設(shè)計(jì)教案.學(xué) 科機(jī)械設(shè)計(jì)課題 齒 輪 傳 動(dòng)班 級(jí)0712班人 數(shù)45授課時(shí)數(shù)2課時(shí)課 型新授課周 次第十八周授課時(shí)間2008年 6月20日 星期五 第三、四節(jié)教學(xué)目的知識(shí)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、查閱圖表、運(yùn)用公式的能力。能力目標(biāo)：緊密結(jié)合課題，通過多媒體課件演示、講解和齒輪實(shí)體演示，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)事物的觀察、分析、概括、總結(jié)的能力，養(yǎng)成獨(dú)立思考、科學(xué)思維的方法。德育目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、獨(dú)立思考、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和探索精神。教學(xué)重點(diǎn)了解齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、分類。掌握齒輪傳動(dòng)的主要失效形式及特點(diǎn)、失效部位、失效機(jī)理或減輕失效的措施，以及針對(duì)不同失效形式的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，強(qiáng)度計(jì)算

2、等。掌握?qǐng)A柱齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)的受力分析等。教學(xué)難點(diǎn)掌握齒輪傳動(dòng)的受力分析，失效形式，齒輪傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則，直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算。 教 具多媒體板書授課方式研讀教學(xué)法教學(xué)環(huán)節(jié)組織教學(xué)復(fù)習(xí)引入講 課小 結(jié)布置作業(yè)時(shí)間分配1分鐘10分鐘70分鐘6分鐘3分鐘授課人2008516審 簽教案內(nèi)容、方法及過程課題分析教學(xué)方法一、組織教學(xué)（約1）二、引入復(fù)習(xí)（約10）講授新課第一課時(shí)：老師提問齒輪傳動(dòng)是最重要的機(jī)械傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬(wàn)千瓦，圓周速度可達(dá)200m/s.本章主要介紹最常用的漸開線齒輪傳動(dòng)。1、教師通過直觀教學(xué)，利用多媒體技術(shù)演示齒輪實(shí)體、齒輪傳動(dòng)原理過程，激

3、發(fā)學(xué)生探求新知識(shí)的興趣和動(dòng)機(jī)，為突破重點(diǎn)提供了良好的情境。2、考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，激勵(lì)學(xué)生積極思考，教師在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候作點(diǎn)撥、啟發(fā)、歸納、概括。這樣，即有利于學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建新知識(shí)，又有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。1、檢查學(xué)生課前準(zhǔn)備情況。2、檢查學(xué)生的出勤情況。上一節(jié)我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了齒輪傳動(dòng)的概述，針對(duì)其重點(diǎn)知識(shí)做一些回顧和提問。今天我們將學(xué)習(xí)下一節(jié)齒輪傳動(dòng)。這一部分內(nèi)容很重要，在機(jī)械設(shè)計(jì)中占有重要的地位。希望同學(xué)門認(rèn)真學(xué)習(xí)、做好課堂筆記。§10.2.1 齒輪傳動(dòng)首先讓我們復(fù)習(xí)一下上節(jié)課的內(nèi)容，上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了齒輪傳動(dòng)的概述、分類及其特點(diǎn)。1、 齒輪傳動(dòng)分類：按傳動(dòng)軸相對(duì)位置

4、：平行軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)、學(xué)生回答老師提問學(xué)生回答引入新課題內(nèi)容三、新課教學(xué) 交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)。按齒形：漸開線、擺線、圓弧線等。按輪齒的布置方式：直齒、斜齒、人字齒、曲齒等。按工作條件：開式、半開式、閉式。按齒面硬度：硬齒面齒輪、軟齒面齒輪。2、齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）傳動(dòng)效率高；（2）傳動(dòng)功率大（3）傳動(dòng)比恒定（4）傳動(dòng)速度范圍大（5）適用于窨任意兩軸間傳動(dòng)（6）結(jié)構(gòu)緊湊（7）工作可靠壽命長(zhǎng)缺點(diǎn)：（1）制造、安裝精度要求高（2）使用、維護(hù)費(fèi)用高（3）不適于中心距較大的軸間傳動(dòng)（4）無(wú)過載保護(hù)（5）精度低時(shí)噪音、振動(dòng)較大。一般地說，齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效，而輪齒的失效形式又是

5、多種多樣的，這里只就較為常見的輪齒折斷和工作齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合及塑性變形等略做介紹，其余的輪齒失效形式請(qǐng)參看有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。§3 齒輪傳動(dòng)的失效形式分析與計(jì)算準(zhǔn)則輪齒的失效分為兩大類：齒體失效和齒面失效。齒輪傳動(dòng)的失效主要是輪齒的失效一、輪齒折斷發(fā)生在齒根危險(xiǎn)剖面受拉應(yīng)力一側(cè)輪齒折斷產(chǎn)生原因：老師講解展示：齒根折斷形成機(jī)理動(dòng)畫以及實(shí)例照片.學(xué)生討論老師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)彎曲疲勞折斷：工作中，輪齒多次受交變載荷作用。過載折斷：工作中，輪齒受到短時(shí)過載、沖擊載荷或嚴(yán)重磨損而減薄，都會(huì)發(fā)生過載折斷。折斷形式： 齒跟整體折斷：齒寬較小的直齒； 局部折斷：斜齒和偏載時(shí)。局部折斷全齒折斷如何提高輪齒折斷能

6、力的措施？增大齒根過度圓角、降低表面粗糙度、減小應(yīng)力集中、表面強(qiáng)度處理（噴丸、滾壓）、減輕加工損傷等。為了避免在預(yù)期工作壽命內(nèi)出現(xiàn)齒根彎曲疲勞折斷，應(yīng)該使輪齒滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則，即 課件展示齒面點(diǎn)蝕形成機(jī)理動(dòng)畫以及實(shí)例照片.學(xué)生討論老師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)課件展示老師設(shè)問學(xué)生回答二、齒面點(diǎn)蝕潤(rùn)滑良好的閉式軟齒面（HB350）齒輪傳動(dòng)常見的失效形式。循環(huán)變化的接觸應(yīng)力反復(fù)作用，齒面產(chǎn)生疲勞裂紋。潤(rùn)滑油滲入其中促使裂紋擴(kuò)張及蔓延，金屬小塊剝落，出現(xiàn)麻點(diǎn)狀剝蝕現(xiàn)象通常發(fā)生在齒根表面的節(jié)線附近。閉式硬齒面（HB350）齒輪傳動(dòng)一般不容易出現(xiàn)點(diǎn)蝕。開式齒輪傳動(dòng)，磨損較快，點(diǎn)蝕還來不及形成。產(chǎn)生原因：

7、單對(duì)齒嚙合接觸應(yīng)力較大； 靠近節(jié)線處的齒根面上，相對(duì)滑動(dòng)速度較低，不易形成潤(rùn)滑油膜，接觸強(qiáng)度低。如何提高齒面點(diǎn)蝕能力的措施？提高齒面硬度、選用較高粘度的潤(rùn)滑油、提高精度（加工、安裝）、降低表面粗糙度等。為避免在預(yù)期使用壽命內(nèi)發(fā)生齒面點(diǎn)蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則，即 三、齒面磨損 由于硬的屑粒進(jìn)入摩擦面間所引起的磨粒磨損； 表面互相滑動(dòng)摩擦而引起的研磨磨損。 磨損使齒面失去正確的齒形，嚴(yán)重磨損使輪齒過薄折斷。 在開式齒輪傳動(dòng)中，齒面磨損是主要失效形式。在閉式齒輪傳動(dòng)中，如果潤(rùn)滑油混有金屬屑，也將引起齒面磨損。老師設(shè)問學(xué)生回答第二課時(shí)齒面點(diǎn)蝕是開式齒輪傳動(dòng)還是閉式齒輪傳動(dòng)的主要失效

8、形式？齒面點(diǎn)蝕是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。四、齒面膠合 在重載下運(yùn)行，齒輪表面常常因?yàn)闇囟冗^高，使兩齒面的金屬發(fā)生局部焊接，后又因?yàn)橄鄬?duì)滑動(dòng)而被撕裂下來，使齒面呈現(xiàn)條狀型的粗糙溝痕。這種現(xiàn)象稱為膠合。高速重載條件下工作的齒輪，由于其相對(duì)滑動(dòng)速度大，導(dǎo)致齒體溫升過高，使?jié)櫥湍て屏讯a(chǎn)生的膠合稱熱膠合。低速重載條件下工作的齒輪，齒體溫度不高，但由于齒面應(yīng)力過大、相對(duì)滑動(dòng)速度小而不易形成潤(rùn)滑油膜，使接觸處產(chǎn)生局部高溫而發(fā)生的膠合，稱為冷膠合。為防止齒面膠合，設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足齒面工作溫度的抗膠合計(jì)算準(zhǔn)則。具體方法參考相關(guān)資料。計(jì)算準(zhǔn)則閉式齒輪傳動(dòng)，主要失效形式是點(diǎn)蝕、彎曲疲勞折斷和膠合。對(duì)軟齒面齒輪，

9、先按接觸疲勞強(qiáng)度（防止點(diǎn)蝕）求出各參數(shù)，再校核彎曲疲勞強(qiáng)度（防止彎曲疲勞折斷）；對(duì)硬齒面齒輪，先按彎曲疲勞強(qiáng)度（防止彎曲疲勞折斷）求出各參數(shù)，再校核接觸疲勞強(qiáng)度（防止點(diǎn)蝕）；當(dāng)有短時(shí)過載時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算；高速大功率齒輪傳動(dòng)，還應(yīng)進(jìn)行膠合計(jì)算。板書設(shè)計(jì)分析各個(gè)力的大小幾及關(guān)系判斷力的方向§10.2.2齒輪傳動(dòng)受力分析一、直齒圓柱齒輪的受力分析（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）忽略所有摩擦力，將沿齒寬分布的載荷合成為集中力，作用在齒寬中部。兩齒輪表面相互作用著一對(duì)法向力, 它們的方向垂直齒面。通常將法向力分解為相互垂直的兩個(gè)分力：與分度圓相切的切向力和沿齒輪半徑方向的徑向力。 受力分析簡(jiǎn)圖 （見課本）主

10、動(dòng)齒輪受力計(jì)算公式： 從動(dòng)齒輪受力計(jì)算公式： 各分力之間的關(guān)系： 圓周力：主動(dòng)輪與主動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)方向相反，從動(dòng)輪與從動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)方向相同。徑向力：指向各自的輪心。二、斜齒圓柱齒輪的受力分析（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）忽略所有摩擦力，將沿齒寬分布的載荷合成為集中力，作用在齒寬中部。兩齒輪表面相互作用著一對(duì)法向力, 分析各個(gè)力的大小幾及關(guān)系判斷力的方向小結(jié)它們方向垂直齒面。通常將法向力分解為相互垂直的三個(gè)分力：位于端面內(nèi)與分度圓相切的切向力、沿齒輪半徑方向的徑向力和平行于軸線方向的軸向力。 主動(dòng)齒輪受力計(jì)算公式： 從動(dòng)齒輪受力計(jì)算公式：各分力之間的關(guān)系：圓周力：主動(dòng)輪與主動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)方向相反，從動(dòng)輪與從動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)方向相同。徑向力：指向各自的輪心。軸向力：根據(jù)左右手定則確定、從動(dòng)齒輪的軸向力根據(jù)各個(gè)分力之間的關(guān)系確定。在不同的載荷和工作條件下，齒