26漸開線直齒圓柱齒輪及嚙合傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用(DOC)

1、i機(jī)械基礎(chǔ)教案（2004 2010學(xué)年第二學(xué)期）學(xué) 院 山西省工貿(mào)學(xué)校系（部）_ 機(jī)電系_教研室_教 師梁少寧_2山西省工貿(mào)學(xué)校漸開線直齒圓柱齒輪及嚙合傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用授 課班 級中職機(jī)電班上 課時 間周月日第節(jié)上 課地 占八、教室周月日第節(jié)教 學(xué)目 的通過本次課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解漸開線直齒圓柱齒輪及嚙合傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用，在以后的工作中具有齒輪機(jī)構(gòu)的安裝、使用維護(hù)能力，冋時能對齒輪機(jī)構(gòu)的工作特性進(jìn)行分析。教 學(xué)目 標(biāo)能力目標(biāo)知識目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.、能理解漸開線的形成及性 質(zhì)，了解齒廓的嚙合的特點(diǎn)2、能掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓 柱齒輪基本參數(shù)、幾何尺寸計 算3能了解漸開線齒廓的嚙合的 特點(diǎn)掌握漸開線的

2、形成及性質(zhì)、了解齒 廓的嚙合的特點(diǎn)、熟悉漸開線標(biāo)準(zhǔn) 直齒圓柱齒輪基本參數(shù)、幾何尺寸 計算、明了漸開線齒廓的嚙合的特 占八、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)生分析問題的能 力，并能夠正確的運(yùn)用、 培養(yǎng) 學(xué)生勤于思考的好習(xí)慣和嚴(yán) 謹(jǐn)、務(wù)實、細(xì)致的工作態(tài)度；通過小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié) 作精神。任 務(wù)與 案例通過讓學(xué)生觀察齒輪的模型和圓柱齒輪的齒形，然后討論圓柱齒輪的齒形特點(diǎn)和齒形在齒輪傳動過程中能起什么作用。重 占八、 、 難占 八、 、及 解決 方法重點(diǎn)：齒輪的形狀、參數(shù)、尺寸及傳動特點(diǎn)難點(diǎn)：齒輪的嚙合、安裝、傳動解決方法：九步（實物模具演示、提問設(shè)置懸念、分析、得出結(jié)論、推理演繹、范例、自學(xué)練習(xí)、 反饋指導(dǎo)、講評小結(jié)

3、）教學(xué)法參 考資 料工 具/、與材 料粉筆，黑板，模具。3序號步驟名稱教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動時間分 配（分）工具與材 料課內(nèi)/課外1組織教學(xué)問候， 檢查學(xué)生 狀態(tài)，宣布本次 課內(nèi)容和任務(wù)問候?qū)W生，檢 查狀態(tài)，宣布內(nèi)容問候2課內(nèi)2復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)有關(guān)這節(jié) 課的內(nèi)容提問回答6粉筆，黑 板課內(nèi)3導(dǎo)入新課通過模型演示 引入新課演示觀察4模型課內(nèi)4講授新課1、 齒輪的形狀、 參數(shù)、尺寸及傳 動特點(diǎn)；2、 齒輪的嚙合、 安裝、傳動講授聽講，觀察，分 析33課件，黑 板課內(nèi)5范例講解題舉例子講解舉例子聽講，分析15黑板，白粉筆課內(nèi)6自學(xué)練習(xí)學(xué)生自己做題， 老師輔導(dǎo)旁邊輔導(dǎo)討論，分析，做 題25練習(xí)本課內(nèi)7反饋巡回

4、指 導(dǎo)及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生 中存在的誤解 或疑惑，糾正認(rèn)識差距旁邊輔導(dǎo)，主 導(dǎo)作用練習(xí)，分析主體 作用課內(nèi)8講評小結(jié)總結(jié)這次課總結(jié)思考3黑板課內(nèi)9布置作業(yè)學(xué)生課下練習(xí)布置記錄2書本課外10教學(xué)后記課后 體會學(xué)生學(xué)案課題名稱：漸開線直齒圓柱齒輪及嚙合傳動的特點(diǎn)和應(yīng)用班級：_ 姓名：_（一卜工作任務(wù)：通過讓學(xué)生觀察齒輪的模型和圓柱齒輪的齒形，然后討論圓柱齒輪的齒形特 點(diǎn)和齒形在齒輪傳動過程中能起什么作用2、(2)41、(1)發(fā)生發(fā)生線線（二卜學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、 掌握漸開線的形成及性質(zhì)2、了解齒廓的嚙合的特點(diǎn)3、熟悉漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本參數(shù)、幾何尺寸計算4、明了漸開線齒廓的嚙合的特點(diǎn)（三卜回答問題1、齒輪

5、傳動對齒廓曲線的基本要求是什么？2、漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn)有那些?（四）、分析該資料，完成項目任務(wù)：一、 齒輪傳動對齒廓曲線的基本要求一是傳動要平穩(wěn)，二是承載能力要強(qiáng)二、 漸開線的形成、性質(zhì)漸開線的形成當(dāng)一條動直線（發(fā)生線），沿著一個固定的圓（基圓）作純滾動時，動直線上任意一點(diǎn)K的軌跡稱為該圓的漸開線。漸開線的性質(zhì)由漸開線的形成可知：發(fā)生線在基圓上滾過的線段KB,等于基圓上被滾過的圓弧長ABo漸開線上的任意一點(diǎn)K的法線必與基圓相切。2、(2)561、2、3、4、漸開線上的各點(diǎn)的曲率半徑不相等。點(diǎn)離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑越大，漸開線越平直。反之 亦然。（4）漸開線的形狀決定與基圓的大小。基圓相同，漸

6、開線的形狀完全相同。基圓半徑無窮大時，漸開線將變成直線，齒輪就變成 齒條。（5）基圓內(nèi)無漸開線。二、漸開線齒廓嚙合基本定律齒輪傳動要滿足瞬時傳動比保持不變，則兩輪的齒廓不論 在何處接觸，過接觸點(diǎn)的公法線必須與兩輪的連心線交于 固定的一點(diǎn)。漸開線齒廓的嚙合特點(diǎn) 傳動比恒定 兩齒輪的傳動比與兩節(jié)圓半徑成反比，同時與兩-4漸開#婁曲摩的嚙合基圓半徑成反比。由于兩嚙合齒輪的節(jié)圓半徑、基圓半徑是定值，所以能保證傳動比恒定傳動的可分性當(dāng)兩輪的中心距稍有變化時，其瞬時傳動比仍將保持不變，這個特點(diǎn)稱為漸開線齒輪傳 動的可分性。由于齒輪制造和安裝誤差等原因，常使?jié)u開線齒輪的實際中心距與設(shè)計中心距之間產(chǎn)生一定誤差

7、，但因有可分性的特點(diǎn)，其傳動比仍能保持不變。嚙合角為定值cosa=rbi/ri=w/r2Z=常數(shù)說明漸開線齒廓在嚙合時嚙合角a為定值。由于嚙合角不變，則齒廓間的壓力方向不會改變，這對齒輪傳動的平穩(wěn)性很有利。 四.齒輪各部分的名稱齒槽寬齒厚左齒頂高尿分度圓齒根園齒頂圖1.齒槽：齒輪上相鄰兩輪齒之間的空間。2齒頂圓：輪齒頂部所在的圓稱為齒頂圓，其直徑用da表示。3.齒根圓：齒槽底部所在的圓稱為齒根圓，其直徑用df表示。784齒厚：一個齒的兩側(cè)端面齒廓之間的弧長稱為齒厚，用s表示。5齒槽寬：一個齒槽的兩側(cè)齒廓之間的弧長稱為齒槽寬，用e表示。6分度圓：齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓稱為分度圓，其直

8、徑用d表示。7齒距：兩個相鄰而同側(cè)的端面齒廓之間的弧長稱為齒距，用p表示。即p=s+e8齒高：齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離稱為齒高，用h表示。9.齒頂高： 齒頂圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒頂高，用ha表示。10.齒根高： 齒根圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒根高，用hf表示。11.齒寬：沿齒輪軸線方向量得的齒輪寬度，用b表示。五、主要參數(shù)：1.齒形角就單個齒輪而言，在端平面上，過端面齒廓上任意一點(diǎn)的徑向直線與齒廓在該點(diǎn)的切線所夾的銳角為該點(diǎn)的齒形角分度圓壓力角一一齒廓曲線在分度圓上的某點(diǎn)處的速度方向與曲線在該點(diǎn)處的法線方向(即力的作用線方向)之間所夾銳角，也用a表示。齒形角一一在端平面上，過端

9、面齒廓上任意點(diǎn) 夾的銳角，用a表示。K點(diǎn)的齒形角為a Ko漸開線齒廓上各點(diǎn)的齒形角不相等, 齒形角a=0o2.齒數(shù)Z一個齒輪的牙齒數(shù)目即齒數(shù)。3.模數(shù)m因為分度圓周長nd=Zp,則分度圓直徑為K的徑向直線與齒廓在該點(diǎn)處的切線所K點(diǎn)離基圓越遠(yuǎn)，齒形角越大，基圓上的d=Zp/ n由于n為一無理數(shù)，為了計算和制造上的方便，人為地把p?/n規(guī)定為有理數(shù)，即齒距P除以圓周率n所得的商稱為模數(shù)，用m表示。即m=p/n(mm)齒數(shù)相等的齒輪，模數(shù)越大，齒輪尺寸就越大，輪齒也越大，承載能力越大。4.齒頂高系數(shù)ha*對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，規(guī)定ha=ha*m ha*稱為齒頂高系數(shù)。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒ha*=1。5.頂隙

10、系數(shù)c*當(dāng)一對齒輪嚙合時，為使一個齒輪的齒頂面不與另一個齒輪的齒槽底面相抵觸，輪齒的齒根高應(yīng)大于齒頂高，即應(yīng)留有一定的徑向間隙，稱為頂隙，用c表示。對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，規(guī)定c=c*m c*稱為頂隙系數(shù)。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒c*=0.25。六.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算(P44)名稱代號計算公式齒形角a標(biāo)準(zhǔn)齒輪為20齒數(shù)z通過傳動比計算確定模數(shù)m通過計算或結(jié)構(gòu)設(shè)計確定齒厚ss=p/2=nm/2齒槽寬ee=p/2=nm/2齒距pp=nm9基圓齒距北pb=pcosa=nmcosa齒頂咼haia=ha*n=m名稱代號計算公式齒根高ifif=(ha*+c*)m=1.25m齒高h(yuǎn)i=ha+hf=2.25m分

11、度圓直徑dd=mz齒頂圓直徑dada=d+2ha=m(z+2)齒根圓直徑dfdf=d-hf=m(z-2.5)基圓直徑dbdb=dcosa標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2正常齒制ha=1, C = 0.25短齒制ha =0.8, C =0.3頂隙 一對齒輪嚙合時，一個齒輪的齒頂?shù)搅硪粋€齒輪的齒根之間的徑向距離，用c表示。頂隙可以避免一對齒輪傳動時輪齒相互碰撞，？并可貯存一些潤滑油。標(biāo)準(zhǔn)中心距a=r1+r2=m (Zi+Z2)/2例題：已知一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，其傳動比i12=3,主動輪轉(zhuǎn)速ni=600r/min,中心距a=168mm,模數(shù)m=4mm,試求從動輪的轉(zhuǎn)速n

12、2. ?齒輪齒數(shù)zi和Z2各是多少？解：傳動比i12=m/n2=Z2/乙ni2= m/i12=600/3=200r/min12=Z2/Z1=3a=m (Z1+Z2)/2=168Z2=3Z1Z1=21Z1+Z2=84 Z2=63七、 直齒圓柱內(nèi)嚙和齒輪內(nèi)齒輪與外齒輪不同點(diǎn)1、內(nèi)齒輪的齒頂圓小于分度圓，齒根圓大于分度圓。2、內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的，齒厚和齒槽寬分別對應(yīng)于外齒輪的齒槽寬和齒厚。3、為使內(nèi)齒輪齒頂?shù)凝X廓全部為漸開線，其齒頂圓必須大于基圓。當(dāng)要求齒輪傳動軸平行，回轉(zhuǎn)方向一致，且傳動結(jié)構(gòu)緊湊時，可采用內(nèi)嚙和齒輪八.直齒圓柱齒輪傳動1正確嚙合條件直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等2.連續(xù)傳動條件前一對輪齒尚未結(jié)束嚙合，后繼的一對輪齒已進(jìn)入嚙合狀態(tài)。注意：單個齒輪有固定的分度圓和分度圓壓力角，而無節(jié)圓和嚙合角， 只有一對齒輪嚙合時，才有節(jié)圓和嚙合角。10（五）、評分表課堂匯報評分表（教師用表）要求語言 精練條理 清晰內(nèi)容有 見地表述自 然流暢回答問 題正確在限時 內(nèi)完成總評分