機(jī)械制圖與CAD 第2版 教案 39-40齒輪、彈簧

素質(zhì)目標(biāo)：養(yǎng)成按規(guī)矩辦事的習(xí)慣。

教學(xué)

知識(shí)目標(biāo)：齒輪的分類(lèi)、參數(shù)及畫(huà)法；彈簧圖樣識(shí)讀。

目標(biāo)

能力目標(biāo)：能繪制齒輪工作圖及兩齒輪嚙合圖，識(shí)讀不同的彈簧。

教學(xué)

齒輪畫(huà)法及彈簧畫(huà)法。

重點(diǎn)

教學(xué)

齒輪嚙合的畫(huà)法，彈簧畫(huà)法。

難點(diǎn)

1.實(shí)物教學(xué)法。

教學(xué)

2.講授法。

手段

3.微課導(dǎo)學(xué)法。

教學(xué)

4學(xué)時(shí)(6.4-6.5)

學(xué)時(shí)

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)設(shè)計(jì)

第一次課課前發(fā)布微課視頻，使學(xué)生了解齒輪結(jié)構(gòu)及參數(shù)。課上先根據(jù)齒輪實(shí)際零件，分析其基本組成，了

解其類(lèi)型及其作用。通過(guò)講授法，使學(xué)生學(xué)習(xí)齒輪的參數(shù)，認(rèn)識(shí)齒輪參數(shù)的含義。然后，運(yùn)用講練結(jié)合法，教師

講授，學(xué)生邊聽(tīng)邊畫(huà)，學(xué)習(xí)單個(gè)齒輪的畫(huà)法。作業(yè)：P52,第1題。

第二次課，課上復(fù)習(xí)第一次課作業(yè)，討論出現(xiàn)的問(wèn)題，并糾正錯(cuò)誤。然后，講解一對(duì)嚙合齒輪的畫(huà)法，邊講

邊練c最后，講解彈簧的作用、種類(lèi)，以圓柱螺旋壓縮彈簧為例，講解其規(guī)定畫(huà)法以及其在裝配圖中的畫(huà)法。使

學(xué)生養(yǎng)成按制度辦事的習(xí)慣。

作業(yè)：P53,第2題。

二、教學(xué)內(nèi)容

第6章標(biāo)準(zhǔn)件和常用件

6.4齒輪

齒輪傳動(dòng)用于傳遞動(dòng)力、改變轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。齒輪的種類(lèi)很多，常見(jiàn)的齒輪傳動(dòng)形式，如圖6-17所示。

（1）圓柱齒輪用于平行兩軸間的傳動(dòng)。

（2）圓錐齒輪用于相交兩軸間的傳動(dòng)。

（3）蝸桿與蝸輪用于交叉兩軸間的傳動(dòng)。

輪齒是齒輪的最主要結(jié)構(gòu)。為了傳動(dòng)平穩(wěn)，輪齒形狀一般做成漸開(kāi)線(xiàn)、擺線(xiàn)或圓弧形齒廓，其中最常用的是

漸開(kāi)線(xiàn)齒廓。輪齒方向分為直齒、斜齒和人字齒等，如圖6-18所示。

@?1

a）b）c）

圖6-17常見(jiàn)齒輪傳動(dòng)形式圖6-18圓柱齒輪輪齒方向圖

輪齒符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，根據(jù)需要按標(biāo)準(zhǔn)齒輪改動(dòng)的齒輪為變位齒輪。

1.直齒圓柱齒輪各部分名稱(chēng)及代號(hào)（GR/T3374.1—2010）

直齒圓柱齒輪各部分名稱(chēng)及代號(hào)，如圖6-19所示。

（1）齒頂圓兒通過(guò)輪齒頂部的圓周直徑。

（2）齒根圓“通過(guò)輪齒根部的圓周直徑。

（3）分度圓d齒厚等于齒槽寬處的圓周直徑。

（4）齒頂高自分度圓到齒頂圓的徑向距離。

（5）齒根高用分度圓到齒根圓的徑向距離。

（6）全齒高。齒頂圓與齒根圓的徑向距離。

（7）齒厚s每個(gè)齒在分度圓上的弧長(zhǎng)。

（8）槽寬e每個(gè)齒槽在分度圓上的弧長(zhǎng)。

（9）齒距〃在分度圓上相鄰兩齒廓對(duì)應(yīng)點(diǎn)的弧長(zhǎng)（齒厚+槽寬）。

（10）中心距a齒輪副兩軸線(xiàn)之間的最短距離，稱(chēng)為中心距。

2.直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)

（I）齒數(shù)z一個(gè)齒輪的輪齒總數(shù)。

（2）模數(shù)加齒距〃除以圓周率人所得的商。

m-p/7i

齒輪上有多少齒，在分度圓上就有多少齒距，即分度圓周長(zhǎng)

7id=zp，d=zpI兀，d=zm

即：m=d/z

模數(shù)的單位為mm,是設(shè)計(jì)、制造齒輪的一個(gè)重要參數(shù)，漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪模數(shù)系列見(jiàn)表6-12。模數(shù)值越大，

表示輪齒的承載能力越大o

（3）壓力角。兩嚙合輪齒在接觸點(diǎn)處的齒廓公法線(xiàn)與分度圓公切線(xiàn)所夾的銳角。標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪壓力角

a=20°o

注意，只有?模數(shù)和壓力角都相同的齒輪才能相互嚙合，進(jìn)行傳動(dòng).

圖6T9齒輪各部分名稱(chēng)及代號(hào)

標(biāo)準(zhǔn)直尺圓柱齒輪齒輪參數(shù)計(jì)算公式，見(jiàn)表6-13。

表672漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪模數(shù)系列(摘自GB/T1357—1987)(單位：mm)

第一系列1,1.25,1.5,2,2.5,3,4,5,6,8,10,12,16,20,25,32

第二系列1.75,2.25,2.75,(3.25),3.5,(3.75),4.5,5.5,(6.5),7,9,(11),14,

表6T3標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的各部分尺寸關(guān)系（單位：mm）

名稱(chēng)及代號(hào)計(jì)算公式名稱(chēng)及代號(hào)計(jì)算公式

模數(shù)Rtn-d/z分度圓直徑dd=mz

齒頂高/?..A.-AT齒頂圓直徑d.dmd+2h.=m(汴2)

齒根高h(yuǎn)fhf=:.25m齒根圓直徑"?df-d-2h,-m(z-2.5)

齒高h(yuǎn)h=/].,+h(=2.25m中心距aa=(d,+dj/2=m(Zt+zJ/2

3.直齒圓柱齒輪的畫(huà)法（GB“4459.2—2003）

（1）單個(gè)直齒圓柱齒輪的規(guī)定畫(huà)法

1）視圖畫(huà)法直齒輪的齒頂線(xiàn)用粗實(shí)線(xiàn)繪制；分度圓用點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)繪制；齒根圓用細(xì)實(shí)線(xiàn)繪制；也可省略不畫(huà),

如圖6-20a所示。

2）剖視畫(huà)法當(dāng)剖切平面通過(guò)直齒輪的軸線(xiàn)時(shí)，輪齒一律按不剖處理。齒頂線(xiàn)用粗實(shí)線(xiàn)繪制；分度線(xiàn)用細(xì)

點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)繪制；齒根線(xiàn)用粗細(xì)實(shí)線(xiàn)繪制，如圖6-20b所示。

3）端面視圖畫(huà)法齒頂圓用粗實(shí)線(xiàn)繪制；分度圓用細(xì)點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)繪制；齒根圓用細(xì)實(shí)線(xiàn)繪制，也可以省略不畫(huà),

如圖6-20c所示。

生齒部分不福剖面歿

a）b）c）

圖6-20單個(gè)曳齒圓柱齒輪的規(guī)定畫(huà)法

（2）直齒圓柱齒輪嚙合的規(guī)定畫(huà)法

1）剖視畫(huà)法將一個(gè)齒輪的輪齒用粗實(shí)線(xiàn)繪制，另一個(gè)齒輪的輪齒被遮擋部分用細(xì)虛線(xiàn)繪制。端面視圖中,

兩個(gè)齒輪的分度圓相切，嚙合區(qū)域的齒頂圓均用粗實(shí)線(xiàn)繪制。如圖6-21a所示。

2）視圖畫(huà)法嚙合區(qū)內(nèi)的齒頂線(xiàn)不必畫(huà)出，重合的分度線(xiàn)用粗實(shí)線(xiàn)繪制。嚙合區(qū)域的齒頂圓省略不畫(huà)，如

圖6-21b所示。

壓縮彈簧拉伸彈簧扭轉(zhuǎn)彈簧

圖6-23圓柱螺旋抑簧

（6）有效圈數(shù)〃（A?B）、支承圈數(shù)〃2和總?cè)?shù)〃1為了使壓縮彈簧工作時(shí)端面受力均勻、工作平穩(wěn)，制造

時(shí)，需將彈簧兩端的圈壓緊磨平。這些壓緊磨平的圈只起支承作用，故稱(chēng)為支承圈。支撐圈數(shù)〃2一般取L5、2

或2.5圈三種。2.5圈用得較多，即兩端各壓緊1點(diǎn)圈，其中包括磨平？圈。其余的圈稱(chēng)為有效圈，其圈數(shù)用〃表

示，總?cè)?shù)〃I=〃+〃2o

（7）自由高度（長(zhǎng)度）為彈簧不受負(fù)荷作用時(shí)的高度（長(zhǎng)度），即

圖6-24彈簧各部分名稱(chēng)及代號(hào)

Ho=nt+（n2-0.5）d

（8）展開(kāi)長(zhǎng)度￡制造彈簧時(shí)簧絲的長(zhǎng)度，即

L工〃/"（乃02+/2X亢D\

2.圓柱螺旋壓縮彈簧的規(guī)定畫(huà)法

圓柱螺旋彈簧可畫(huà)成視圖、剖視圖或示意圖，如圖6-25a、b、c所示。畫(huà)圖時(shí)，應(yīng)注意以卜.幾點(diǎn)。

c）

圖6-25圓柱螺旋壓縮彈簧的規(guī)定化法

1）在平行于螺旋彈簧軸線(xiàn)的投影面的視圖中，其各圈的輪廓應(yīng)畫(huà)成直線(xiàn)。

2）有效圈數(shù)在4圈以上的螺旋彈簧,可以只畫(huà)出兩端的1?2圜（支承圈除外），中間部分省略不畫(huà)，用通過(guò)簧

絲中心的兩條細(xì)點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)表示。圓柱螺旋彈簧中間部分省略后，可適當(dāng)?shù)乜s短圖形的長(zhǎng)度，但要注明彈簧的自由高

度。

3)螺旋彈簧均可畫(huà)成右旋,但對(duì)于左旋螺旋彈簧，不論畫(huà)成左旋或右旋，?律要標(biāo)明旋向“左”字。

4)在裝配圖中，螺旋彈簧被剖切后，不論中間各圈是否省略，被擋住的結(jié)構(gòu)一般不畫(huà)，如圖6-26a所示。

5)當(dāng)簧絲直徑在圖樣上小于或等于2mm時(shí)，其斷面可以涂黑表示，如圖6-26b所示，或采用6-26c所示的

示意圖繪制。

a)

圖6-26彈簧在裝配圖中的畫(huà)法

3.圓柱螺旋壓縮彈簧畫(huà)法實(shí)例

當(dāng)已知彈簧的材料直徑中徑〃、自由高度耳（畫(huà)裝配圖時(shí),彈簧高應(yīng)采用受壓力后的高度）、有效圈數(shù)〃、

總?cè)?shù)弓和旋向后，由計(jì)算可得節(jié)距t,即可畫(huà)出彈簧的視圖。

【實(shí)例2】已知：彈簧簧絲直徑d=5mm,彈簧外徑D?=42mm,節(jié)距t=llmm,有效圈數(shù)n=8,支撐圈m=2.5,

試畫(huà)出彈簧的剖視圖。

（I）計(jì)算

總?cè)?shù)為=〃+%=6+2.5=10.5

自由高度H0=m+2d=8xH+2x5=98mm

中徑D=D2-d=42-5=37mm

展開(kāi)長(zhǎng)度Lu兀Dn[=3.14