第四章 齿轮传动（教案）《机械基础》同步精品课堂（劳动版·第7版）

《机械基础》教案 课 题 第四章齿轮传动 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《机械基础》中的第四章。要求学生理解机械基础的功用、结构，课标要求是掌握机械基础的作用。选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》（第六版），学习内容是机械基础的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对机械有着初步的了解。 能力水平：熟悉机械基础的内容。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解齿轮传动概述。 能力目标：能够掌握齿轮的结构材料的内容。 素质目标：1.认识到机械的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 齿轮传动概述。 2. 齿轮的结构与材料。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 带传动基本知识。 2. 展示学习目标 认识到齿轮传动的重要性。 掌握齿轮传动基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授机械基础基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对链传动基本知识有一个初步的了解。 齿轮传动 是利用齿轮副来传递运动和（或）动力的一种机械传动，可以用来传递空间任意两轴间的运动，而且传动准确可靠，效率高 4—1 齿轮传动概述 一、齿轮传动的常用类型 1．两轴平行 2．两轴不平行 二、齿轮传动的传动比 n1z1=n2z2 齿轮传动的传动比： n1、n2——主、从动齿轮的转速，r/min z1、z2——主、从动齿轮的齿数 三、齿轮传动的应用特点 1．优点 （1）能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确 （2）传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可高达5×104 kW，圆周速度可达300 m/s （3）结构紧凑，可实现较大的传动比 （4）传动效率高，使用寿命长，维护简便 2．缺点 （1）运转过程中有振动、冲击和噪声 （2）对齿轮的安装要求较高 （3）不能实现无级变速 （4）不适用于中心距较大的场合 4—2外啮合直齿圆柱齿轮传动 一、渐开线齿廓 1．齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 （1）传动要平稳 （2）承载能力要强 2．渐开线的形成 动直线AB 沿一固定圆作纯滚动，此动直线AB 上 任意一点K 的运动轨迹CD 称为该圆的渐开线 3．渐开线齿廓的啮合特性 （1）能保证瞬时传动比的恒定，保证了传动的平稳性，减小了振动和冲击 （2）即使两轮的实际中心距与设计的中心距稍有改变，其瞬时传动比仍能保持不变 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称 三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数 1．压力角 压力角：齿廓上某点所受正压力方向（即齿廓上该点法向）与速度方向线之间所夹的锐角 分度圆上的压力角α=20° 分度圆上压力角大小对轮齿形状的影响 α<20° α=20° α>20° 2．齿数z 齿数z：一个齿轮的轮齿总数 3．模数m 模数：齿距p除以圆周率π所得的商 m＝p/π m的单位为mm 模数越大，轮齿厚度也越大，承载能力越强 齿数相同模数不同 分度圆直径相同 4.齿顶高系数h*a 标准齿轮的齿顶高系数h*a为1 5.顶隙系数C* 标准齿轮的顶隙系数C*=0.25 四、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 例 一对标准直齿圆柱齿轮，z1=20，z2=32，m=10。试计算d、da、df、s、db和a 五、渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件 1．两齿轮的模数必须相等，即m1=m2 2．两齿轮分度圆上的压力角必须相等，即α1=α2 标准齿轮 4—3 其他齿轮传动简介 一、内啮合直齿圆柱齿轮传动 内啮合直齿圆柱齿轮 内啮合直齿圆柱齿轮的特点： 1．齿顶圆＜分度圆， 齿根圆＞分度圆 2．齿廓是内凹的，齿 厚和齿槽宽分别对 应于外啮合齿轮的 齿槽宽和齿厚 3．齿顶圆必须大于基圆 当要求齿轮传动轴平行，回转方向一致，且传动结构紧凑时，可采用内啮合直齿圆柱齿轮传动 二、齿轮齿条传动 齿条就像一个直径无限大的齿轮 齿轮齿条传动可以将齿轮的回转运动转换为齿条的往复直线运动，或将齿条的往复直线运动转换为齿轮的回转运动 1．齿条 （1）齿条的齿廓是直线，压力角为20° （2）齿条上各齿的同侧齿廓互相平行 2．齿条移动速度计算 齿条的移动速度： v=n1πd1=n1πmz1 v——齿条的移动速度，mm/min n1——齿轮的转速，r/min d1——齿轮分度圆直径，mm m——齿轮的模数，mm z1——齿轮的齿数 齿轮回转一周，齿条移动距离：L=πd1=πmz1 三、斜齿圆柱齿轮传动 1．斜齿圆柱齿轮的形成 渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓是发生面在基圆柱上作纯滚动时，面上任意一条与基圆柱母线NN′平行的直线KK′的运动轨迹 2．斜齿圆柱齿轮的主要参数 （1）斜齿圆柱齿轮的螺旋角 斜齿圆柱齿轮的螺旋角： 分度圆柱面与齿廓相交的螺旋线的螺旋角，用β表示 β越大，轮齿倾斜程度越大，因而传动平稳性越好，但轴向力也越大 （2）模数 Pn＝Ptcosβ mn＝mtcosβ 斜齿圆柱齿轮的法向模数为标准值 （3）压力角 压力角取标准值，即αn=20° （4）旋向 将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋 3．斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 （1）两齿轮法向模数相等，即：mn1=mn2=m （2）两齿轮法向压力角相等，即：αn1=αn2=α （3）两齿轮螺旋角相等、旋向相反，即：β1=－β2 4．斜齿圆柱齿轮传动的啮合性能 （1）同时啮合的轮齿数量多，重合度大，承载能力高 （2）轮齿上的载荷逐渐增加，又逐渐卸掉。承载和卸载平稳，冲击、振动和噪声小 （3）产生轴向力，增大了摩擦损失 四、直齿锥齿轮传动 直齿锥齿轮用于两轴相交时的传动，大端参数为标准值 直齿锥齿轮传动正确啮合的条件： （1）两齿轮的大端模数相等，m1=m2=m （2）两齿轮的压力角相等，α1=α2=α 4-4 齿轮的结构，材料，润滑与失效 一、齿轮的结构 1．齿轮轴 圆柱齿轮 　　　　　　　锥齿轮 2．实体式齿轮 圆柱齿轮 　　　　 锥齿轮 ３．腹板式齿轮 圆柱齿轮 　　　　　　　锥齿轮 4．轮辐式齿轮 二、齿轮常用材料及热处理 1．对齿轮材料的基本要求 （1）齿面具有足够的硬度和耐磨性 （2）齿心具有足够的韧性 （3）具有良好的冷、热加工的工艺性 2．常用的齿轮材料 （1）常用材料为优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料 （2）齿轮结构尺寸较大时用铸钢 （3）开式低速传动齿轮用灰铸铁或球墨铸铁 （4）低速重载齿轮选用综合性能较好的钢材 （5）高速齿轮选用齿面硬度高的材料 （6）受冲击载荷的齿轮选用韧性好的材料 （7）高速、轻载而又要求低噪声的齿轮传动，用非金属材料、如夹布胶木、尼龙 3．钢制齿轮的热处理方法 主要有表面淬火、渗碳淬火、渗氮、调质、正火等 三、齿轮传动的润滑 1．开式齿轮传动的润滑 采用人工定期润滑，可采用油润滑或脂润滑 2．闭式齿轮传动的润滑 （1）v＜12m/s时，多采用油池润滑 （2）v＞12m/s时，应采用喷油润滑 油池润滑 喷油润滑 四、齿轮传动的失效 1．齿面点蚀 表层上小块金属脱落，形成麻点和斑坑 2．齿面磨损 齿面磨损严重时，渐开线齿面就会损坏 3．齿面胶合 齿面直接接触，产生局部高温，使两齿面发生粘连 4．齿面塑性变形 齿面较软时，在重载情况下出现塑性变形 5．轮齿折断 （1）受到严重冲击、短期过载而突然折断 （2）轮齿长期工作后经过多次反复的弯曲，使齿根发生疲劳折断 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习机械基础基本知识的总体认知 (1)听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2)听课、理解机械基本知识的总体认知 (3)结合生活实际，思考现代机械基本知识的总体构造及作用。 1.通过导入情景以及学生思考结果引出齿轮传动基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述机械基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生齿轮传动的基本内容。 2.提问学生齿轮的结构。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了齿轮传动基本知识等内容，培养了学生对于机械基础这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到机械传动的内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述齿轮传动的基本概念。 (2)简述齿轮的结构、材料的内容。 板书设计 三、齿轮的结构，材料 1.齿轮轴 2.基本要求 3.齿轮传动的失效类型 一、齿轮传动概述 1.齿轮传动类型 2.齿轮传动的传动比 3.应用特点 二、外啮合直齿圆柱齿轮传动 1.基本要求 2.基本参数 3.影响因素 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$