7．3 齿轮传动（2）（教案）-《机械基础》同步教学（西北工业大学出版社）

第七章 机械传动 齿轮传动（2） 【章节名称】 齿轮传动的尺寸计算，加工、失效、精度、安装与润滑 【教学目标】 一、知识目标 1.能够应用直齿圆柱齿轮计算公式计算齿轮各部分尺寸； 2.熟悉一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件； 3.明确齿轮的失效形式，了解齿轮的安装与维护。 二、能力目标 1.能够对齿轮进行测绘，并计算各部份尺寸； 2.能够对渐开线齿轮传动进行正确的安装。 三、素质目标 1.能够准确地计算出齿轮主要参数和几何尺寸； 2.能够区分节圆与分度圆的不同点。熟悉一对齿轮正确传动的条件。会正确安装齿轮。 四、教学要求 1.会应用公式进行几何尺寸计算，要求准确。会对损坏的齿轮进行测绘，对已测尺寸进行修正，求出标准值； 2.掌握正确安装齿轮的理论依据，保证齿轮正常工作，明确齿轮的失效形式。 【教学重点】 1.对已有齿轮进行尺寸计算； 2.正确啮合传动的条件。 【难点分析】 1.对已损坏的齿轮进行测量，修正测量数据，计算几何尺寸。修正数据可能难些，但最有用，通过课堂练习应当能够掌握； 2.节点、节圆的概念，它与分度圆的关系。主要注意一个齿轮有三个圆，即齿顶圆，齿根圆和分度圆。前两个圆能看见，分度圆是看不见的，这三个圆是齿轮本身所固有的。而节圆是一对齿轮传动后，啮合的节点所在的圆为节圆，节圆是啮合节点的产物，单个齿轮不存在节圆。分度圆是不变的，而节圆随节点位置的变化而变。 【教学方法】 以课堂练习为主，设问讨论加深对几何尺寸公式的理解。正确啮合条件以教师讲授为主，如能配以课件更好。 【教学资源】 1．机械基础在线开放课程．“中国职教MOOC”频道； 2.齿轮实物，测量工具（游标卡尺），PPT课件。 【教学安排】 4学时 【教学过程】 一、导入新课 请同学背出齿轮的主要参数和计算公式分别有哪几个？ 二．新课讲授 （一）先让全班同学作课堂练习 【例 7-1】有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮，模数m1=4mm，齿数z1=20，今要用它作为齿轮传动中的主动轮，需要选配一个合适的从动轮，要求传动比i=3。现有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮，测得其齿顶圆直径da2=248mm，齿数z2=60。试判断这两个齿轮能否相配满足预定的要求，并计算该齿轮传动的主要几何尺寸。 解题分析：要判断这两个齿轮能否互相配合而满足预定的要求，这要解决两个问题： ① 是否满足正确啮合条件。 ② 传动比是否满足要求。 解：① 确定从动轮的模数 故 　 已知m1=4mm，所以m1=m2=m=4mm。 ② 因为两齿轮均为标准直齿圆柱齿轮，它们的压力角均为20°，即 α1=α2=α=20° 所以两齿轮满足正确啮合条件，可以相配。 ③ 计算传动比i 符合要求的传动比。 ④ 由表7-7 所列公式可以计算主要几何尺寸。 分度圆直径：d1=mz1=4×20=80（mm） 　　　　　　d2=mz2=4×60=240（mm） 齿顶圆直径：da1=m（z1+2）=4×（20+2）=88（mm） 　　　　　　da2=m（z2+2）=4×（60+2）=248（mm） 齿根圆直径：df1=m（z1-2.5）=4×（20-2.5）=70（mm） 　　　　　　df2=m（z2-2.5）=4×（60-2.5）=230（mm） 全齿高： h =（2ha*+c*）m=（2×1+0.25）×4=9（mm） 中心距：　　a=m（z1+z2）/2=4×（20+60）/2=160（mm） 【例 7-2】已知一标准直齿圆柱齿轮传动副，其传动比i=3，主动齿轮转速n1=750r/min，中心距a=240mm，模数m=5mm。试求从动轮转速n2，以及两齿轮齿数z1和z2。 解： 由式 得 由 及 解得 z1=24，z2=72 2． 齿轮的啮合传动 这里要注意节点的形成，节圆的概念与分度圆的关系。标准安装时，分度圆与节圆重合。压力角为标准值20°。并得出一对标准直齿圆柱齿轮传动的正确安装条件。 （二）直齿圆柱齿轮 6.齿条 7.内齿轮 8.渐开线齿轮切齿原理及根切最少齿数 9.其他齿轮传动简介 ①斜齿圆柱齿轮传动 ②直齿锥齿轮传动 （3） 常用齿轮材料 根据齿轮传动的主要失效形式，选择齿轮材料时，应考虑以下要求：轮齿的表面应有足够的硬度和耐磨性，在循环载荷和冲击载荷作用下，应有足够的弯曲强度。即齿面要硬，齿芯要韧，并具有良好的加工性能和热处理性能。制造齿轮的材料主要是各种钢材，其次是铸铁，还有其他非金属材料。 （4） 齿轮传动的失效形式 失效的形式有5种，但以轮齿折断和齿面点蚀为常见。讲课时只要学生了解可。 （五）齿轮传动的安装与维护 1.齿轮的结构 2.齿轮的安装 3.齿轮传动的润滑 三、小结 1．要应用主要参数和几何计算公式善于确定齿轮参数和几何尺寸； 2．牢记一对标准齿轮正确啮合条件。会正确安装和维护齿轮传动。 四、布置作业 1.活动作业：在确保安全的条件下，观察某种简单机械中的齿轮传动，采用游标卡尺测量某一齿轮的齿顶圆、齿根圆直径，由公式计算出轮齿的模数，比照标准模数表，确定为标准模数系列中的值。采用标准模数计算齿轮其他几何尺寸。 2.思考与练习 学科网（北京）股份有限公司 $$