課題三-齒輪傳動(dòng)和輪系教案

課題三齒輪傳動(dòng)和輪系一、齒輪傳動(dòng)概述1.齒輪傳動(dòng)的原理2.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)1)齒輪傳動(dòng)依靠輪齒依次嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,不會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)和打滑,因此傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠。2)適用的速度和傳遞的功率及尺寸范圍大,可用于高速(v>40m/s)、中速和低速(v<25m/s)的傳動(dòng);齒輪直徑有不到1mm的儀表齒輪到10m以上的中性齒輪。齒輪傳動(dòng)的效率高,可達(dá)95%~99%(帶傳動(dòng)的效率為87%~96%),且工作壽命長(zhǎng),可達(dá)幾年甚至幾十年。3)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊,與其他傳動(dòng)相比,所占空間位置較小,壽命長(zhǎng)。4)齒輪制造和安裝精度較高、不適用于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。3.齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)1)按一對(duì)齒輪軸線(xiàn)的相對(duì)位置和輪齒的齒向分類(lèi)2)根據(jù)齒輪的工作條件可分為以下種類(lèi)①開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。齒輪暴露在外,工作條件惡劣,不能保證良好的潤(rùn)滑,但散熱好。②半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。齒輪浸入油池,有護(hù)罩,但不封閉。③閉式齒輪傳動(dòng)。齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內(nèi),潤(rùn)滑條件良好,灰沙不易進(jìn)入,安裝精確,但是不易散熱。3)按輪齒的齒廓曲線(xiàn)分漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)圓弧齒輪傳動(dòng)擺線(xiàn)齒輪傳動(dòng)4)漸開(kāi)線(xiàn)齒廓具有以下的傳動(dòng)特點(diǎn)。①能保證傳動(dòng)比為一常數(shù)。②齒廓間正壓力的方向保持不變,有利于齒輪傳動(dòng)保持平穩(wěn)。③齒輪的傳動(dòng)比取決于兩齒輪基圓半徑的大小,即使兩輪中心距稍有變化,傳動(dòng)比仍保持不變。二、齒輪各部分的名稱(chēng)及參數(shù)1.齒輪各部分的名稱(chēng)2.齒輪主要參數(shù)(1)齒數(shù)(2)模數(shù)(3)壓力角(4)齒頂高系數(shù)h_??^"?"ha=h_??^"?"m式中h_??^"?"——齒頂高系數(shù),標(biāo)準(zhǔn)值h_??^"?"=1.0。(5)頂隙系數(shù)c*(6)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算三、漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)1.正確嚙合條件由于分度圓上的模數(shù)m和壓力角α已標(biāo)準(zhǔn)化,故正確嚙合條件為m2.無(wú)側(cè)隙傳動(dòng)條件標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)的中心距稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)中心距,為a=r'2±r'1=r2±r1=m3.連續(xù)傳動(dòng)條件齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件為ε=B1B2Pb四、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介1.斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用2.斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸為了便于分析,假想將齒輪的分度圓柱面展開(kāi)(1)螺旋角β(2)模數(shù)mn=mtcosβ式中mn——法向模數(shù)。一般規(guī)定mn按強(qiáng)度選取標(biāo)準(zhǔn)值。mt——端面模數(shù)。(3)壓力角tanαn=tanαtcosβmn3.斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件一對(duì)斜齒輪正確嚙合時(shí),除了兩齒輪端面模數(shù)和端面壓力角分別相等外,兩齒輪的螺旋角也必須大小相等、方向相反,即其中一個(gè)齒輪為左旋,另一個(gè)齒輪為右旋。由于兩齒輪的螺旋角相等,所以其法向模數(shù)和法向壓力角也必然相等。因此,外嚙合斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件為五、輪齒的失效形式1.輪齒折斷2.齒面點(diǎn)蝕3.齒面膠合4.齒面塑性變形5.齒面磨損六、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類(lèi)型1.蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)1)傳動(dòng)比大,在傳力機(jī)構(gòu)中,通常傳動(dòng)比可在8~80范圍內(nèi)選取。在分度機(jī)構(gòu)中,傳動(dòng)比可達(dá)1000。2)工作平穩(wěn),噪聲低,結(jié)構(gòu)緊湊,可以實(shí)現(xiàn)自鎖。3)傳動(dòng)效率低,且蝸輪需要用貴重的非鐵金屬制造,成本高。阿基米德蝸桿傳動(dòng)2.蝸桿傳動(dòng)的類(lèi)型根據(jù)蝸桿螺旋線(xiàn)的旋向不同,蝸桿可分為右旋蝸桿和左旋蝸桿兩種,如圖所示。確定蝸桿旋向方法:將蝸桿豎直面向觀(guān)察者,如螺紋自左向右升高,為右旋;反之為左旋。3.蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)(1)模數(shù)m和壓力角αmn1=(2)傳動(dòng)比i、蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿傳動(dòng)中,通常蝸桿是主動(dòng)件,假定其頭數(shù)為z1,轉(zhuǎn)速為n1,蝸輪的齒數(shù)為z2,轉(zhuǎn)速為n2,則i=n1n蝸桿頭數(shù)通常為z1=1~6,而z2較大,所以蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大并且結(jié)構(gòu)緊湊,在動(dòng)力傳動(dòng)中,傳動(dòng)比一般為i=10~80。蝸輪的齒數(shù)由選定的蝸桿頭數(shù)及傳動(dòng)比,根據(jù)z2=iz1來(lái)計(jì)算,一般z2必應(yīng)小于26,但也不宜大于60~80。4.蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、材料和失效形式(1)蝸輪、蝸桿的結(jié)構(gòu)1)蝸桿在絕大多數(shù)情況下是和軸做成一體的,稱(chēng)為蝸桿軸2)蝸輪常用的結(jié)構(gòu)形式(2)蝸輪、蝸桿的材料蝸桿常用的材料是碳素鋼和合金鋼,要求齒面光潔且有較高的硬度。蝸桿在低、中速時(shí)多采用45鋼,高速時(shí)采用40Cr、40MnB、40MnVB,調(diào)質(zhì)后進(jìn)行表面淬火,或采用20鋼、20MnVB并進(jìn)行滲碳淬火。(3)蝸桿傳動(dòng)的失效形式蝸桿傳動(dòng)的失效形式與齒輪傳動(dòng)類(lèi)似,也有齒面點(diǎn)蝕、膠合、磨損和輪齒折斷等形式,但由于蝸桿傳動(dòng)的齒面滑動(dòng)速度較大、發(fā)熱量大、磨損嚴(yán)重,因此一般開(kāi)式傳動(dòng)的失效形式主要是因潤(rùn)滑不良及潤(rùn)滑油不潔造成的磨損;潤(rùn)滑良好的閉式傳動(dòng)的主要失效形式是膠合。七、輪系的概念、類(lèi)型與應(yīng)用1.一系列輪子組成的傳動(dòng)系統(tǒng)稱(chēng)為輪系定軸輪系(2)行星輪系2.輪系的應(yīng)用輪系具有很多優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用十分廣泛。(1)具有較大的傳動(dòng)比很多機(jī)械要求有大的傳動(dòng)比,若使用一對(duì)齒輪傳動(dòng),傳動(dòng)比不能太大,而輪系則可以獲得大的傳動(dòng)比,如航空發(fā)動(dòng)機(jī)減速器。(2)輪系可做較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)使用輪系可以使中心距較遠(yuǎn)的兩軸結(jié)構(gòu)緊湊,并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。(3)輪系可實(shí)現(xiàn)變速、換向要求采用輪系組成的各種機(jī)構(gòu),可以將運(yùn)轉(zhuǎn)速度分為若干等級(jí)進(jìn)行變換,實(shí)現(xiàn)多級(jí)變速要求,并能變換運(yùn)轉(zhuǎn)方向。(4)可合成或分解運(yùn)動(dòng)采用行星輪系可將兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)運(yùn)動(dòng),也可將一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)分解成兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng),如汽車(chē)后橋的傳動(dòng)軸和差速器。3.輪系的傳動(dòng)比計(jì)算一對(duì)外嚙合齒輪,兩齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,規(guī)定其傳動(dòng)比為負(fù)值i12=ω1ω2=一對(duì)錐齒輪傳動(dòng),由于兩齒輪軸線(xiàn)不平行,其轉(zhuǎn)動(dòng)方向的關(guān)系不能用傳動(dòng)比的正負(fù)表示,需要在圖上用箭頭的方向來(lái)確定。在圖示的輪系中,各齒輪的軸線(xiàn)相互平行,為一定軸輪系。設(shè)ω1、ω2、ω2'、ω3、ω3'、ω4和ω5為各輪的角速度,根據(jù)一對(duì)平行軸間圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比可推導(dǎo)得出i12=ω1ω2=-z2z1i2'3=ω2'ω3=z3z2'輸入軸與輸出軸之間的傳動(dòng)比的一般計(jì)算公式為i1k=ω1ωk=(教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)（時(shí)間）教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過(guò)程教學(xué)手段教師行為學(xué)生行為課前提問(wèn)（5分鐘）1．檢查學(xué)生到課情況2．汽車(chē)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程.1.提前5分鐘到教室2.查閱教材，回答老師的問(wèn)題講授課前引入（5分鐘）齒輪傳動(dòng)依靠輪齒依次嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,不會(huì)發(fā)生彈性滑動(dòng)和打滑,因此傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠。適用的速度和傳遞的功率及尺寸范圍大,可用于高速(v>40m/s)、中速和低速(v<25m/s)的傳動(dòng);齒輪直徑有不到1mm的儀表齒輪到10m以上的中性齒輪。齒輪傳動(dòng)的效率高,可達(dá)95%~99%(帶傳動(dòng)的效率為87%~96%),且工作壽命長(zhǎng),可達(dá)幾年甚至幾十年。1.聽(tīng)課2.觀(guān)看視頻講授+PPT課堂講授（70分鐘）單元四汽車(chē)常用機(jī)械傳動(dòng)課題三齒輪傳動(dòng)和輪系一、齒輪傳動(dòng)概述1.齒輪傳動(dòng)的原理；2.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)3.齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)二、齒輪各部分的名稱(chēng)及參數(shù)1.齒輪各部分的名稱(chēng)；2.齒輪主要參數(shù)(1)齒數(shù)(2)模數(shù)(3)壓力角(4)齒頂高系數(shù)(5)頂隙系數(shù)c*三、漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)1.正確嚙合條件；2.無(wú)側(cè)隙傳動(dòng)條件3.連續(xù)傳動(dòng)條件四、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介1.斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用3.斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件五、輪齒的失效形式六、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)和類(lèi)型七、輪系的概念、類(lèi)型與應(yīng)用1.輪系的應(yīng)用；2.輪系的傳動(dòng)比計(jì)算找到教材中相關(guān)內(nèi)容回答問(wèn)題：1.齒輪傳動(dòng)的原理？2.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)?3.件有幾種配合方式？PPT視頻課堂小結(jié)（5分鐘）1.齒輪傳動(dòng)的原理、特點(diǎn)和分類(lèi)2.齒輪主要參數(shù)；3.輪系的應(yīng)用4.點(diǎn)評(píng)課堂紀(jì)律1.課堂知識(shí)回顧2.在書(shū)中標(biāo)注知識(shí)點(diǎn)PPT+講授課后作業(yè)（5分鐘）1.敘述齒輪傳動(dòng)的原理、特點(diǎn)和分類(lèi)2.敘述輪系的應(yīng)用？講授+板書(shū)鞏固與提高一、填空題1.帶傳動(dòng)由

、

和緊套在兩輪上的

組成,利用傳動(dòng)帶與帶輪之間的

來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。2.摩擦型帶傳動(dòng)中,按照傳動(dòng)帶截面形狀不同,可分為

、

、

三種。3.帶傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),應(yīng)使帶的

邊在上,

邊在下。4.帶傳動(dòng)的張緊方法通常有

和

兩種。5.鏈傳動(dòng)由

、

和

組成,可傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。6.按照鏈條用途的不同,鏈傳動(dòng)分為

、

和

三大類(lèi)。7.鏈傳動(dòng)

邊在上,

邊在下,

邊的垂度不宜過(guò)大,以防脫鏈。8.鏈傳動(dòng)的張緊方法有

和

兩種。9.齒輪是輪緣上有齒且能

以傳遞

的機(jī)械元件。10.一對(duì)直齒圓柱齒輪由機(jī)架、

、

等組成。11.漸開(kāi)線(xiàn)齒廓由

和

組合而成。12.漸開(kāi)線(xiàn)的形狀取決于

。13.標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓上的

和

相等。14.齒輪的失效主要是輪齒的失效,輪齒失效的形式主要有五種:

、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、

和齒面塑性變形。二、選擇題1.帶傳動(dòng)是依靠(

)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和功率的。A.帶與帶輪接觸面之間的正壓力B.帶與帶輪接觸面之間的摩擦或嚙合C.傳動(dòng)帶的緊邊拉力D.帶的松邊拉力2.帶張緊的目的是(

)。A.減輕帶的彈性滑動(dòng)B.提高帶的壽命C.改變帶的運(yùn)動(dòng)方向D.使帶具有一定的初拉力3.與鏈傳動(dòng)相比,帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是(

)。A.工作平穩(wěn),不需潤(rùn)滑B.承載能力大C.傳動(dòng)效率高D.使用壽命長(zhǎng)4.安裝帶輪時(shí),主動(dòng)輪和從動(dòng)輪必須(

)。A.在不同平面內(nèi)B.錯(cuò)開(kāi)C.軸線(xiàn)平行D.以上皆可5.下列選項(xiàng)中,(

)不是帶傳動(dòng)的失效形式。A.帶的壽命縮短B.帶在帶輪上打滑C.工作面受到磨損D.帶產(chǎn)生脫層、撕裂和拉斷三、判斷題1.鏈傳動(dòng)的緊邊和松邊與帶傳動(dòng)相同,松邊在上,緊邊在下。(

)2.鏈傳動(dòng)能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比,且傳遞功率大,傳動(dòng)效率高。(

)3.鏈傳動(dòng)不能在重載、高溫和塵土飛揚(yáng)、淋油等不良環(huán)境中工作。(

)4.鏈傳動(dòng)的失效主要表現(xiàn)為鏈輪的失效。(

)5.基圓不相同,漸