项目5标准直齿圆柱齿轮测绘教学设计 山东省自动控制类专业技能考试

标准直齿圆柱齿轮测绘 教学设计 项 目 内 容 省份与专业 山东省自动控制类专业 项目名称 标准直齿圆柱齿轮测绘 授课时数 2课时 教学目标 掌握直齿圆柱齿轮各部分名称及代号表示方法。 熟练运用标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式（如齿顶圆直径 da=m(z+2)、分度圆直径d=mz等）。 能正确使用游标卡尺、公法线千分尺等工具测量齿轮参数，并计算模数m。 掌握单个齿轮及啮合齿轮的制图规范，包括剖视图中轮齿不剖的规定。 能独立完成齿轮测绘任务，包括测量、查表、计算、绘图全流程。 培养团队协作能力，通过分组模拟车间故障维修场景。 养成工匠精神，注重尺寸精度（如齿厚偏差控制在±0.02mm）、遵守国家标准。 教学重难点 齿轮基本参数（模数m、齿数z、压力角α）的测量与计算。 齿轮测绘的规范流程：从实物测量→参数计算→工程图绘制。 啮合齿轮的画法（如啮合区齿顶圆省略、分度圆相切等）。 模数mm的确定：需通过齿顶圆直径da反推并验证（如m=da/(z+2)），再对照标准模数系列。 测绘中的误差处理（如齿顶圆磨损时的修正计算）。 非标准齿轮（如变位齿轮）的测绘逻辑调整。 场地与器材 场地 机械测绘实训室（配备测绘平台、投影设备） 分组工作区（模拟车间工位，每组4-5人） 测量工具：游标卡尺（0.02mm精度）、公法线千分尺（25-50mm）、游标卡尺 教具：直齿圆柱齿轮实物（含正常与磨损样本）、齿轮啮合模型 绘图工具：A3图纸、绘图板、CAD软件（如AutoCAD或中望CAD）18。 参考资料：《机械零件设计手册》（含齿轮公差表）、GB/T 4459.2—2003 教学方法 任务导入：设定故障场景（如机床齿轮断裂需更换），引出测绘需求48。 知识讲解：通过PPT动态演示齿轮参数计算（如模数 m=3m=3 的齿轮 da=96mmda​=96mm 时 z=30z=30）37。 示范操作：教师演示齿厚测量（使用齿厚游标卡尺对准分度圆弦齿高 hh） 项目实施 过程步骤 一、齿轮测绘的主要内容 测量齿轮基本参数（如齿数z、齿顶圆直径da、齿根圆直径df、公法线长度Wk等）。 计算关键参数（如模数m、分度圆直径d、齿高h等）。 绘制齿轮零件图（包括视图选择、尺寸标注、公差标注等）。 二、测量与计算齿轮参数 1. 测量基本参数 (1) 齿数z 直接数出齿轮的齿数。 (2) 齿顶圆直径da（适用于偶数齿齿轮） 测量方法：使用游标卡尺直接测量齿轮外径（齿顶圆）。 注意： 若齿轮齿数为奇数，无法直接测量da，需间接计算（如测量轴孔到齿顶的距离H，则da=2H+d孔）。 若齿顶圆有磨损，需修正测量值。 (3) 齿根圆直径 df 测量方法：用游标卡尺测量齿轮根部直径（适用于内孔较大的齿轮）。 注意：若齿轮结构限制无法直接测量，可通过计算获得（df=d−2.5m）。 (4) 公法线长度Wk（用于计算模数m和压力角α） 测量方法：使用公法线千分尺跨k个齿测量（通常k=z/9+0.5k=z/9+0.5取整）。 计算公式： Wk=mcosα[π(k−0.5)+z⋅invα] 对于标准齿轮（α=20°），可查表确定WkWk。 (5) 中心距a（适用于齿轮副测绘） 测量两啮合齿轮的中心距，用于验证计算是否正确。 2. 计算关键参数 (1) 模数m 方法 1（通过齿顶圆直径计算）： 计算后需查标准模数系列（如 1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, ...）取最接近值。 方法 2（通过公法线长度计算）： ​ （适用于高精度测量） (2) 分度圆直径 d (3) 齿高 hh h=2.25m（标准齿轮全齿高） (4) 基圆直径 dbdb​ (5) 齿距 pp 三、圆柱齿轮零件图的绘制步骤 1. 视图选择 主视图：一般采用全剖视图（沿齿轮轴线剖切），但轮齿部分按不剖处理（用粗实线绘制齿顶圆和齿根圆，点划线绘制分度圆）。 侧视图：用于表达齿轮的端面结构（如键槽、孔、减重槽等）。 局部放大图：用于标注齿形细节或复杂结构。 示例视图布置： 2. 尺寸标注 （1）关键尺寸 齿顶圆直径da：标注公差（如ϕ96±0.02）。 分度圆直径d：标注为 参考尺寸（加括号，如(ϕ90)）。 齿宽b：标注轴向尺寸（如20±0.1）。 中心孔及键槽尺寸：如轴孔直径ϕ25H7、键槽宽度8±0.018 （2）齿轮参数表 在图纸右上角或空白处列出齿轮参数，格式如下： 参数 数值 模数 m 3 齿数 z 30 压力角 α 20° 精度等级 7-8-8 GB/T 10095 齿面粗糙度 Ra 1.6 3. 技术要求 齿面处理：如“齿面淬火 HRC 45-50”。 未注公差：如“未注尺寸公差按 GB/T 1804-m”。 啮合要求：如“与齿轮 XX 配对使用”。 四、绘制注意事项 1. 齿轮画法规范 齿顶圆：用 粗实线 绘制。 分度圆：用 点划线 绘制。 齿根圆：用 粗实线 绘制（剖视图中可见部分）。 轮齿不剖：即使主视图是全剖，齿轮的齿廓部分 不画剖面线。 2. 尺寸标注要点 分度圆直径 必须标注（参考尺寸），但 不加公差。 齿顶圆直径 必须标注 公差（影响齿轮啮合性能）。 公法线长度（或齿厚）可标注，用于检测齿形精度。 五、常见问题及解决方法 齿顶圆磨损：采用公法线测量法计算模数。 非标准齿轮：检查是否为变位齿轮，计算变位系数x。 测量误差：多次测量取平均值，对比不同方法（如da和Wk计算模数是否一致）。 六、总结 标准直齿圆柱齿轮测绘的关键在于： 准确测量（齿顶圆、公法线长度等）。 正确计算（模数、分度圆等）。 规范绘图（符合机械制图国家标准）。 教学小结 本次课程围绕标准直齿圆柱齿轮测绘与零件图绘制展开，重点讲解了齿轮参数的测量方法（如齿顶圆直径、公法线长度）、模数计算（m=da/(z+2)m=da​/(z+2)）以及分度圆、齿高等关键尺寸的确定。在绘图环节，强调了齿轮零件图的规范表达，包括主视图全剖（轮齿不剖）、分度圆点划线绘制、齿顶圆/齿根圆的粗实线标注，以及齿轮参数表的必备内容（模数、齿数、压力角等）。通过实例计算与绘图演示，学生掌握了从实物测量到工程图输出的完整流程，并明确了常见错误（如轮齿误剖、漏标公差）。课程结合机械制图国家标准（GB/T 4459.2），培养了学生的标准化意识和严谨的工程素养，为后续机械设计实践奠定基础。 教学反思 学生掌握情况：反思学生是否能够掌握标准直齿圆柱齿轮测绘，是否存在普遍性问题。 教学改进：根据学生的反馈和表现，调整教学方法和内容，提高教学效果。 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 $$