《機(jī)械基礎(chǔ)》教案 第12課 齒輪傳動(dòng)

課題機(jī)械傳動(dòng)裝置(三)一齒輪傳動(dòng)

課時(shí)2課時(shí)(90min)

知識(shí)技能目標(biāo)：

(1)掌握齒輪傳動(dòng)的基本參數(shù)和工作原理

(2)了解齒輪的結(jié)構(gòu)形式和材料

(3)掌握齒輪傳動(dòng)的維護(hù)

教學(xué)目標(biāo)

(4)能夠計(jì)算齒輪傳動(dòng)的基本參數(shù)

思政育人目標(biāo)：

(1)養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)精神和求真務(wù)實(shí)的辯證思維

(2)提升遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的職業(yè)意識(shí)和學(xué)以致用的職業(yè)素養(yǎng)

教學(xué)重點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)的工作原理；齒輪的結(jié)構(gòu)形式和材料；計(jì)算齒輪傳動(dòng)的基本參數(shù)；

教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)難點(diǎn)：計(jì)算齒輪傳動(dòng)的基本參數(shù)

教學(xué)方法案例分析法、問答法、討論法、講授法

教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件'教材

第1節(jié)課：考勤(2min)一問題導(dǎo)入(5min)一傳授新知(13min)一例題講解(10min)一課堂訓(xùn)練(10min)

教學(xué)設(shè)計(jì)一傳授新知(5min)

第2節(jié)課：傳授新知(25min)一任務(wù)實(shí)施(15min)一課堂小結(jié)(3min)一作業(yè)布置(2min)

教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)意圖

第一節(jié)課

■【教師】布置課前任務(wù)，和學(xué)生負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系，組織學(xué)生下載“任務(wù)工單4.2",

并根據(jù)任務(wù)工單進(jìn)行組內(nèi)分工。同時(shí)，提醒同學(xué)通過APP或其他學(xué)習(xí)軟件預(yù)習(xí)本節(jié)

課知識(shí)，了解齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用，齒輪傳動(dòng)的基本參數(shù)，齒輪傳動(dòng)的維

護(hù)等，并思考以下問題：

(1)齒輪傳動(dòng)的類型有哪些？請(qǐng)舉例說明，并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)及應(yīng)用。

(2)漸開線齒輪的工作原理是什么？漸開線齒輪的基本參數(shù)有哪些？并簡(jiǎn)述其計(jì)算方通過課前任務(wù)，使

法。學(xué)生了解所學(xué)課程的

課前任務(wù)

重要性，增加學(xué)生的

(3)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是什么？斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有哪些？并簡(jiǎn)述其計(jì)

學(xué)習(xí)興趣

算方法。

(4)直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)有哪些？并簡(jiǎn)述其計(jì)算方法。

(5)齒輪傳動(dòng)的失效形式有哪些？請(qǐng)舉例說明，并簡(jiǎn)述其預(yù)防措施。

(6)齒輪的潤(rùn)滑方式有哪些？請(qǐng)舉例說明，并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)及應(yīng)用。

■【學(xué)生】完成課前任務(wù)

■【教師】使用行簽到培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)

考勤APPifi

律性，掌握學(xué)生的出

(2min)

■【學(xué)生】按照老師要求簽到勤情況

■【教師】提出以下問題：

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了鏈傳動(dòng)，知道了鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)，我們先來回顧一下。

■【學(xué)生】思考、舉手回答通過問題導(dǎo)入的方

問題導(dǎo)入法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思

■【教師】總結(jié)學(xué)生回答，引入新的課題：

(5min)考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)

鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)是傳動(dòng)效率高，能保證平均傳動(dòng)比恒定，適用于中心距較大的場(chǎng)合并能在興趣

同一平面內(nèi)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。

那么我們來想一下有沒有一種機(jī)械傳動(dòng)是在不同平面內(nèi)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的呢？今天我

們就來學(xué)習(xí)這樣的傳動(dòng)。

-.齒輪傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用

■【教師】新知講解

1.齒輪的類型

根據(jù)齒輪軸線位置的不同，齒輪傳動(dòng)可分為平行軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸

齒輪傳動(dòng)。

(1)平行軸齒輪傳動(dòng)

直齒圓柱齒輪傳動(dòng)：齒輪的齒向與齒輪軸線方向相同，如圖所示。

工修

通過教師講解、課

堂互動(dòng)、舉例分析等

教學(xué)方式，幫助學(xué)生

掌握齒輪傳動(dòng)的類

【多媒體教學(xué)】型、特點(diǎn)及應(yīng)用，漸

傳授新知

+【教師】要求學(xué)生通過""APP掃描二維碼“直齒圓柱齒輪傳動(dòng)”，觀看微課視頻，開線齒廓的形成和性

(13min)

了解直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)質(zhì)，漸開線齒輪的幾

何尺寸和基本參數(shù)，

+【學(xué)生】掃碼觀看、思考

漸開線便準(zhǔn)直齒圓柱

斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)：齒輪的齒向與齒輪軸線方向傾斜了一個(gè)角度，如圖所示。

齒輪幾何尺寸的計(jì)算

等相關(guān)知識(shí)

【多媒體教學(xué)】

+【教師】要求學(xué)生通過""APP掃描二維碼"斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)”，觀看微課視頻，

了解斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

+【學(xué)生】掃碼觀看、思考

人字形圓柱齒輪傳動(dòng)：它可看作由兩個(gè)輪齒齒向傾斜方向相反的斜齒圓柱齒輪組合而

成，如圖所示。

【多媒體教學(xué)】

+【教師】要求學(xué)生通過""APP掃描二維碼”人字形圓柱齒輪傳動(dòng)“，觀看微課視

頻，了解人字形圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

+【學(xué)生】掃碼觀看、思考

(2)相交軸齒輪傳動(dòng)

直齒圓錐齒輪傳動(dòng)：如圖所示。

【多媒體教學(xué)】

+【教師】要求學(xué)生通過APP掃描二維碼“直齒圓錐齒輪傳動(dòng)”，觀看微課視頻,

了解直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

+【學(xué)生】掃碼觀看、思考

斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)：如圖所示。

【多媒體教學(xué)】

+【教師】要求學(xué)生通過""APP掃描二維碼"斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)”，觀看微課視頻,

了解斜齒圓錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

+【學(xué)生】掃碼觀看、思考

(3)交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)

交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)：如圖所示。

【多媒體教學(xué)】

+【教師】要求學(xué)生通過""APP掃描二維碼”交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)”，觀看微課視頻,

了解交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

+【學(xué)生】掃碼觀看、思考

蝸桿傳動(dòng)：如圖所示。

【多媒體教學(xué)】

+【教師】要求學(xué)生通過""APP掃描二維碼"蝸桿傳動(dòng)"，觀看微課視頻，了解蝸

桿傳動(dòng)的特點(diǎn)

+【學(xué)生】掃碼觀看、思考

【課堂互動(dòng)】

+【教師】提出問題讓學(xué)生思考、討論，并隨機(jī)抽取學(xué)生回答

根據(jù)工作條件的不同，齒輪傳動(dòng)裝置還可分為開始、半開式和閉式三種。

請(qǐng)同學(xué)們思考，上述不同的方式的齒輪傳動(dòng)裝置都有哪些特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合？

+【學(xué)生】聆聽、思考、討論、回答

+【教師】總結(jié)學(xué)生回答

開式齒輪傳動(dòng)裝置沒有防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外，外界雜物容易侵入且潤(rùn)滑不

良，多用于低速、非重要傳動(dòng)場(chǎng)合；

半開式齒輪傳動(dòng)裝置有簡(jiǎn)單的防護(hù)裝置，但不能嚴(yán)格防止外界雜物的侵入，潤(rùn)滑條件一

股，多用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械及簡(jiǎn)單機(jī)械；

閉式齒輪傳動(dòng)裝置的齒輪經(jīng)過精密加工，安裝于密閉的箱體內(nèi)，潤(rùn)滑條件良好，多用于

汽車、機(jī)床等高速、精密和重要的傳動(dòng)場(chǎng)合。

2.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用

優(yōu)點(diǎn)：①傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠；②傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)；③結(jié)構(gòu)緊湊，所占

空間位置小，可在空間任意兩軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；④傳遞的功率、速度和尺寸范圍大。

缺點(diǎn)：①制造齒輪需要專用設(shè)備，制造成本較高；②安裝精度要求較高，否則會(huì)出現(xiàn)

較大的振動(dòng)和噪聲；③不適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)。

應(yīng)用：齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、船舶、機(jī)床、起重機(jī)械、礦山機(jī)械、輕工機(jī)械

和儀器儀表等行業(yè)，是應(yīng)用最為廣泛的機(jī)械傳動(dòng)之一。

■【學(xué)生】聆聽、思考、理解

二.漸開線齒輪

■【教師】新知講解

【多媒體教學(xué)】

+【教師】要求學(xué)生通過APP掃描二維碼”漸開線齒廓的形成“，觀看微課視頻,

學(xué)習(xí)漸開線齒廓的形成

+【學(xué)生】掃碼觀看、思考

1.漸開線齒廓的形成和性質(zhì)

如圖4-25(a)所示，當(dāng)一直線BK沿圓周從位置I做純滾動(dòng)到位置II時(shí)，直線上任一點(diǎn)

K的軌跡形成一條曲線AK,則曲線AK稱為該圓的漸開線，該圓稱為漸開線的基圓，直線

BK稱為漸開線的發(fā)生線■漸開線齒輪的輪齒就是由以同一基圓形成的兩條反向漸開線組成

的，如圖4-25(b)所示。

(1)發(fā)生線上沿基圓滾過的線段長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的相應(yīng)弧長(zhǎng)，即=

(2)發(fā)生線5K即為漸開線在/G點(diǎn)的法線。由于發(fā)生線恒切于基圓，因此漸開線上任

意點(diǎn)的法線必恒切于基圓。

(3)漸開線齒廓上/G點(diǎn)的法線方向與該點(diǎn)速度方向所夾的銳角稱為該點(diǎn)的壓力角，用

aK表示，則有COS^K=03/OK=“/小。由此可見，齒廓上各點(diǎn)的壓力角是變化的，K

點(diǎn)離基圓圓心越遠(yuǎn)，壓力角?K越大.

(4)發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)3也是漸開線在《點(diǎn)處的曲率中心，線段8K即是漸開線在K

點(diǎn)處的曲率半徑。因此，漸開線上越接近基圓的部分曲率半徑越小，在基圓上其曲率半徑為

零。

(5)漸開線的形狀取決于基圓半徑的大小。如圖4-25(c)所示，基圓半徑越小，漸

開線越彎曲；基圓半徑越大，漸開線越平直。當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時(shí)，漸開線將成為一條

直線。

(6)基圓內(nèi)無漸開線。

■【學(xué)生】聆聽、思考、理解

■【教師】黑板上畫出“漸開線齒輪的幾何尺寸”圖形，使學(xué)生對(duì)漸開線齒輪各部分的

名稱認(rèn)識(shí)更直觀，切入新知講解

2.漸開線齒輪的幾何尺寸

圖4-26漸開線齒輪的幾何尺寸

(1)齒寬：輪齒沿齒輪軸線方向的寬度稱為齒寬，用b表示。

(2)齒厚：在齒輪任意圓周上，一個(gè)輪齒兩側(cè)齒廓間的弧長(zhǎng)稱為該圓上的齒厚，用Sk

表示；

(3)齒槽寬：一個(gè)齒槽兩側(cè)齒廓間的弧長(zhǎng)稱為該圓上的齒槽寬，用，女表示；

(4)齒距：相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的弧長(zhǎng)稱為該圓上的齒距，用pk表示。

(5)齒頂圓：過齒輪各齒頂所作的圓稱為齒頂圓，其半徑用《表示。

(6)齒根圓：過齒輪各齒槽底部所作的圓稱為齒根圓，其半徑用不表示。

(7)分度圓：為了便于計(jì)算齒輪各部分的尺寸，在齒輪上選擇一個(gè)圓作為尺寸計(jì)算基

準(zhǔn)，這個(gè)圓稱為分度圓，其半徑、齒厚、齒槽寬和齒距分別以r、s、e和p表示。其中齒距、

齒厚和齒槽寬之間的關(guān)系為p=s+e

(8)齒頂高：輪齒上介于齒頂圓與分度圓之間的部分稱為齒頂，其徑向高度稱為齒頂

高，用用表示；

(9)齒根高：介于分度圓與齒根圓之間的部分稱為齒根，其徑向高度稱為齒根高，用4

表示；

(10)齒全高：輪齒在齒頂圓和齒根圓之間的徑向高度稱為齒全高，用符號(hào)h表示。齒

全高與齒根高、齒頂高之間的關(guān)系為/?=4+%

■【學(xué)生】聆聽、思考、理解

■【教師】新知講解

3.漸開線齒輪的基本參數(shù)

(1)齒數(shù)：齒輪圓周上輪齒的總數(shù)量稱為齒數(shù)，用z表示。

(2膜數(shù)齒輪分度圓的周長(zhǎng)等于齒數(shù)z與齒距p的乘積，則分度圓的直徑為d='z,

71

工程中，為了便于齒輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算、制造和檢驗(yàn)等，通常將p/兀規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值，稱為齒

輪的模數(shù)，用m表示，即根=p/兀。齒數(shù)相同的齒輪，模數(shù)m越大，齒距越大，輪齒也越

大，齒輪的承載能力也就越強(qiáng)。

(3)壓力角：壓力角是指漸開線齒廓在分度圓上的壓力角，用a表示，GB/T

1356—2001中規(guī)定分度圓上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，＜z=20°.

(4)齒頂高系數(shù)：齒頂高小與模數(shù)m比值稱為齒頂高系數(shù)，用符號(hào)從表示。

(5)頂隙系數(shù)：一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，一個(gè)齒輪的齒頂與另一個(gè)齒輪的齒根之間沿半徑方

向的間隙稱為頂隙，用c表示。頂隙與模數(shù)之間的比值稱為頂隙系數(shù)，用符號(hào)c*表示。

4.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算

當(dāng)齒輪的模數(shù)m、壓力角a、齒頂高系數(shù)瓦和頂隙系數(shù)c*都取標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓上的

齒厚s與齒槽寬e相等時(shí)，該齒輪稱為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，有

s=e=p/2=nm/2(4-9)

漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式如表所示。

名稱符號(hào)計(jì)算公式

模數(shù)m計(jì)算后從表4-3中選取

壓力角a。=20。

齒頂高系數(shù)h：正常齒取1.0

頂隙系數(shù)c正常齒取0.25

分度圓直徑dd=mz

齒頂圓直徑4d&=m(z+2優(yōu))=d+271a

齒頂高K丸a=Km

齒根高44=m(匕+c)

齒全高h(yuǎn)h=m(27i*+c)

齒距Pp=Tim

齒厚ss=TUTL/2

齒槽寬ee=Ttm/2

_m(Z[+z2)_dx+d2

標(biāo)準(zhǔn)中心距a(t2-2

■【學(xué)生】聆聽、思考、理解

■【教師】講解以下例題

通過例題講解，加

【例4-1］已知減速器中一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其參數(shù)為4=2。，z2=32,

例題講解深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理

(10min)%=10mm,(z=20°,1=1,c*=0.25，試計(jì)算其分度圓、齒頂圓、齒根圓直徑，解，幫助學(xué)生強(qiáng)化知

分度圓齒厚、齒槽寬和中心距。識(shí)點(diǎn)的記憶

【解】計(jì)算過程及結(jié)果如表所示。

計(jì)算項(xiàng)

計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果

目

分度圓4=mzx=10x20=200(mm)4=200mm

直徑d2=mz2=10x32=320(mm)d2=320mm

Jal=m(z14-2/^)=10x(20+2x1)=220(mm)=220mm

齒頂圓

(^2=340mm

直徑=m(z2+2/z；)=10x(32+2x1)=340(mm)

dfi=根(4一2%-2c*)=10x(20—2x1—2x0.25)=175(mm)

4i=175mm

齒根圓

直徑dn=mJ-2%-2c*)=lOx(32-2x1-2x0.25)=295(mm)

dn=295mm

齒厚和purn3.14x10<「r,、s=e=15.7mm

s=e=—=----=-----------=15.7(mm)

齒槽寬222

d,+d,200+320_.

中心距a=——!=------------=260(mm)a=260mm

22

■【學(xué)生】聆聽、思考、理解

■教【師】PPT展示以下例題，要求學(xué)生進(jìn)行課堂練習(xí)，并請(qǐng)一位同學(xué)在黑板上演算，

最后教師講解。

通過課堂練習(xí)，檢

(1)已知一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=4mm,齒數(shù)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直徑z=40,試求各部

查學(xué)生掌握知識(shí)的情

課堂訓(xùn)練分尺寸？圓柱齒輪的幾何尺寸的計(jì)算公式。

況，加深學(xué)生對(duì)計(jì)算

(10min)(2)已知一標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒數(shù)z=30,齒根圓習(xí)，直徑df等于192.5mm。試求齒

公式的理解和靈活運(yùn)

距P、齒頂圓直徑da、分度圓直徑d和齒高h(yuǎn)?

用。

■【學(xué)生】聆聽.思考、演算

■教【師】公布正確答案，并進(jìn)行分析

■【教師】新知講解

5.漸開線齒輪的嚙合傳動(dòng)

(1)漸開線齒輪正確嚙合條件

兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等，即町=m,=m,at=a2=a

通過教師講解、課

(2)漸開線齒輪的傳動(dòng)比

堂互動(dòng)、舉例分析等

傳授新知

漸開線齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，=叼/例=42/41。教學(xué)方式，幫助學(xué)生

(5min)

(3)漸開線齒輪傳動(dòng)的中心距掌握漸開線齒輪的嚙

標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)齒輪的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距，其大小為合傳動(dòng)等相關(guān)知識(shí)

q=u'±{'=4±4=m(z2±Z])/2

(4)漸開線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件

齒輪傳動(dòng)通常用重合度來描述任意瞬間處于嚙合狀態(tài)的輪齒對(duì)數(shù)，其符號(hào)為￡o重合度

￡越大，表示同時(shí)參與嚙合的齒數(shù)越多，則傳動(dòng)越平穩(wěn)。漸開線齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件為重合

度￡?.1。

■【學(xué)生】聆聽、思考、理解

第二節(jié)課

三、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

【多媒體教學(xué)】

+【教師】要求學(xué)生通過APP掃描二維碼”斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)”，觀看微

課視頻，學(xué)習(xí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

+【學(xué)生】觀看、思考

■【教師】新知講解

1.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)

斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成方法與直齒輪相同，但由于斜齒圓柱齒輪的齒向與齒輪軸

線不平行，因此生成的齒廓曲面與基圓柱的交線是一條螺旋曲線，如圖4-29(b)所示。

通過教師講解、課

堂互動(dòng)、舉例分析等

教學(xué)方式，幫助學(xué)生

掌握斜齒圓柱齒輪傳

動(dòng)的特點(diǎn)，斜齒圓柱

(a)直齒圓柱齒輪的齒廓曲面(b)斜齒圓柱齒輪的齒廓曲面齒輪的基本參數(shù)，標(biāo)

由于斜齒圓柱齒輪存在螺旋角，其嚙合傳動(dòng)的齒面接觸線與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)不同：直準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪幾何

傳授新知

齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸線是等長(zhǎng)的，如圖4-30(a)所示；斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接尺寸的計(jì)算，直齒圓

(25min)

觸線不是等長(zhǎng)的，而是由短變長(zhǎng)，又由長(zhǎng)變短，如圖4-30(b)所示。這表明工作時(shí)斜齒圓錐齒輪的基本參數(shù)和

柱齒輪的輪齒承受的載荷逐漸增大后再逐漸減小，因此斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算，齒輪

平穩(wěn)、沖擊及工作噪聲小，適用于大功率、高速齒輪傳動(dòng)。的結(jié)構(gòu)形式和材料，

齒輪傳動(dòng)的維護(hù)等相

關(guān)知識(shí)

(a)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸線(b)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸線

■【學(xué)生】聆聽、思考、理解

■【教師】新知講解

2.斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)

1)螺旋角

斜直線與齒輪軸線所夾的銳角稱為螺旋角，用表示，它的大小表示輪齒的傾斜程度。

一般情況下，。值越大，傳動(dòng)的平穩(wěn)性越高，但傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力也越大，故螺旋角￡不

能過大，一般取夕=8°?20。。

旋向判別方法：將齒輪軸線垂直放置，輪齒自左至右上升者為右旋，反之為左旋。

2）模數(shù)

斜齒圓柱齒輪的模數(shù)分為端面模數(shù)叫和法面模數(shù)機(jī)「如圖4-31所示，根據(jù)幾何關(guān)系

可知，端面齒距pt與法面齒距p?之間存在關(guān)系:Pn=Ptcos/3,由此可知a=mtcos/

3）壓力角

斜齒圓柱齒輪的分度圓在端面內(nèi)的壓力角稱為端面壓力角，用火表示；

在法面內(nèi)的壓力角稱為法面壓力角，用明表示。

根據(jù)幾何關(guān)系推導(dǎo)可得tanan=cos尸tanq

4）齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)

斜齒圓柱齒輪的端面、法面齒頂高系數(shù)/、*，端面、法面頂隙系數(shù)c：、《之間的

關(guān)系分別為第=町cos0,C：=C：cos夕

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3.標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算

幾何尺寸符號(hào)計(jì)算公式

d=mz=mz/cosf3

分度圓直徑dtn

4=d+2/z

齒頂圓直徑颼a

齒根圓直徑4df=d—2l^

齒頂IWJ%%=/綜

4=1.25m

齒根高4n

全齒高h(yuǎn)h=ha=2.25%

頂隙Cc=0.25%

標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=mn(z1+Z2)/2COSp

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四、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)

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1,直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)

直齒圓錐齒輪的嚙合過程可看作是兩個(gè)錐頂共點(diǎn)的圓錐體做相對(duì)純滾動(dòng)，而輪齒均勻分

布在圓錐體的表面上，如圖所示。與直齒圓柱齒輪相對(duì)應(yīng)，直齒圓錐齒輪中有分度圓錐面、

齒頂圓錐面和齒根圓錐面等。

1）模數(shù)

直齒圓錐齒輪的模數(shù)，"同樣已由國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一般根據(jù)齒輪強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行選

2）分度圓錐角

直齒圓錐齒輪軸線與分度圓錐面所夾的銳角稱為分度圓錐角，用6表示，如圖4-34所

3）軸交角

相互嚙合時(shí)兩直齒圓錐齒輪軸線之間的夾角稱為軸交角，用》表示。一般機(jī)械中，通常

采用90。軸交角的直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，即N=g+&=90。。

4）壓力角、齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的壓力角?=20°,正常齒的齒頂高系數(shù)〃=1,

頂隙系數(shù)c*=0.2。

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2.直齒圓錐齒輪幾何尺寸的計(jì)算

幾何尺寸符號(hào)計(jì)算公式

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)選取

大端模數(shù)m

傳動(dòng)比Z=cot^=tan優(yōu)

2、R、用

和錐角

兒=砒

齒頂高%

齒根高44=m(J\+c*)=1.2m

齒全高h(yuǎn)h=ha+%

4=mzx

分度圓直徑4d2

d2=mz2

%=4-24cosa

齒根圓直徑

dn=d2—24cos32

da1=4+2用cosa

齒頂圓直徑41、"a2

%=4+2"cos今

根據(jù)齒輪強(qiáng)度或結(jié)

齒寬b

構(gòu)要求確定

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五、齒輪的結(jié)構(gòu)形式與材料

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1.齒輪的結(jié)構(gòu)形式

一般都由輪緣、輪輻和輪轂等組成。齒輪常見的結(jié)構(gòu)形式有齒輪軸、實(shí)心式、腹板式和

輪輻式，它們的特點(diǎn)及適用范圍（詳見教材表4-8）。

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2.齒輪的材料

齒輪的材料應(yīng)滿足以下要求：

①齒面具有較高的硬度，以抵抗齒面的磨損、膠合及塑性變形；

②齒心部位具有足夠的韌性，以抵抗沖擊載荷；

③具有良好的加工工藝性，以獲得良好的表面質(zhì)量和加工精度。

齒輪常用的材料有鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵以及非金屬材料等。為提高齒輪材料的力學(xué)性能，

還需要對(duì)齒輪進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼?/p>

1）鍛鋼

鍛鋼具有強(qiáng)度高、韌性好、便于制造等特點(diǎn)，還可通過多種熱處理方法來改善力學(xué)性能,

因此大多數(shù)齒輪都采用鍛鋼制造。

軟齒面齒輪：常用的材料有中碳鋼（如45鋼、40鋼等）和合金調(diào)質(zhì)鋼（如40Cr、35SiMn

等）.這類齒輪制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，廣泛應(yīng)用于一般的機(jī)械傳動(dòng)。

硬齒面齒輪：常用的材料有合金滲碳鋼（如20Cr、20CrMnTi等）和合金調(diào)質(zhì)鋼（如40Cr、

35SiMn等）。這類齒輪制造工藝復(fù)雜、成本較高，常用于精密、高速、重載的機(jī)械傳動(dòng)。

2）鑄鋼

對(duì)于直徑大于400mm、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且受力較大的齒輪，可采用ZG270-500,ZG340-640

等鑄鋼材料。鑄鋼制造的齒輪內(nèi)應(yīng)力較大，在精加工前需要進(jìn)行正火或回火熱處理。

3）鑄鐵

鑄鐵齒輪常用的材料有HT200、QT600-3等，其內(nèi)部的石墨具有自潤(rùn)滑作用，但抗彎強(qiáng)

度和抗沖擊能力較差，常用于低速輕載、沖擊小和不重要的齒輪傳動(dòng)。

4）非金屬材料

對(duì)于高速、輕載及精度不高的齒輪傳動(dòng)，為了減少噪聲，常用塑料、尼龍、夾布膠木等

非金屬材料制造。

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六、齒輪的傳動(dòng)維護(hù)

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1,齒輪的失效形式

齒輪在工作時(shí)，其輪齒既要承受法向的壓力，又要承受切向的摩擦力，因此齒輪的失效

主要是指輪齒的失效。常見的齒輪失效形式有輪齒折斷和齒面損傷，其中齒面損傷又可分為

齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損、齒面膠合和齒面塑性變形等。

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【課堂互動(dòng)】

+【教師】提出問題讓學(xué)生思考、討論，并隨機(jī)抽取學(xué)生回答

齒輪傳動(dòng)的失效形式有哪些？這些失效形式有何區(qū)別？