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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教案
棗莊科技職業(yè)學(xué)院教案 首頁(yè) 課 次 9 課 型 理論 章節(jié) §6-1齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用與分類(lèi) §6-2漸開(kāi)線的形成原理和基本性質(zhì) §6-3漸開(kāi)線齒輪的參數(shù)及幾何尺寸 教 學(xué) 目 的 了解齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和基本類(lèi)型，漸開(kāi)線齒輪齒廓的形成及特點(diǎn)。 掌握漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算。 教學(xué) 重 點(diǎn) 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算 教學(xué) 難 點(diǎn) 漸開(kāi)線齒輪齒廓的形成及特點(diǎn)；漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算。 教學(xué) 方 法 講授 教 具 掛 圖 多媒體、模型 授 課 班 級(jí) 授 課 日 期 相 關(guān) 素 材 1、胡家秀主編．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001．5 2、陳立德主編．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社，2000．8 3、鄭文維．吳克堅(jiān)主編(第七版)． 機(jī)械原理．高等教育出版社．1997 4、邱宣懷主編(第四版)． 機(jī)械設(shè)計(jì)．高等教育出版社．1997 教 學(xué) 后 記 棗莊科技職業(yè)學(xué)院教案 續(xù)頁(yè) 教 學(xué) 過(guò) 程 u 引言 齒輪傳動(dòng)部分是本書(shū)的重點(diǎn)內(nèi)容，在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最為廣泛，那么齒輪傳動(dòng)有哪些類(lèi)型？傳動(dòng)有什么特點(diǎn)？齒輪有哪些基本參數(shù)，其幾何尺寸如何計(jì)算？這些是我們這次課要解決的內(nèi)容。 u 教學(xué)內(nèi)容正文 第六章 圓柱齒輪傳動(dòng) 第一節(jié) 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用與分類(lèi) 1、優(yōu)點(diǎn)： （1）、使用的圓周速度，功率范圍廣（圓周速度能達(dá)到 300m/s，功率可達(dá)到105kW）； （2）、傳動(dòng)比準(zhǔn)確（單級(jí)傳動(dòng)比能達(dá)到或更大）； （3）、機(jī)械效率高； （4）、工作可靠，壽命長(zhǎng)； （5）、可實(shí)現(xiàn)空間任意兩軸間任意軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞； （6）、結(jié)構(gòu)緊湊。 2、缺點(diǎn)： （1）、制造、安裝精度要求高，因而成本高； （2）、低精度齒輪傳動(dòng)時(shí)噪聲和振動(dòng)較大； （3）、不宜做遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 3、分類(lèi)： 1、按軸線間的位置及齒向分： 齒輪傳動(dòng) 兩軸線平行 兩軸線交叉 外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 螺旋齒輪傳動(dòng) 直齒圓錐齒輪傳動(dòng) 人字齒圓柱齒輪運(yùn)動(dòng) 內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 齒輪齒條傳動(dòng) 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 兩軸線相交 斜齒圓錐齒輪傳動(dòng) 曲齒圓錐齒輪傳動(dòng) 2、按齒線輪廓曲線分： 漸開(kāi)線齒輪（應(yīng)用最廣） 齒輪 擺線齒輪 圓弧齒輪 3、按工作條件分： 開(kāi)式齒輪 齒輪 閉式齒輪 第二節(jié) 漸開(kāi)線的形成原理和基本性質(zhì) 一、漸開(kāi)線的形成和基本性質(zhì) 1、漸開(kāi)線的形成： 如圖所示，當(dāng)直線NK沿一圓作純滾動(dòng)時(shí)，直線上任意一點(diǎn)K的軌跡稱(chēng)為該圓的漸開(kāi)線。該圓稱(chēng)為漸開(kāi)線的基圓，半徑用rb表示，直線NK稱(chēng)為漸開(kāi)線的發(fā)生線。 2、性質(zhì)： （1）、發(fā)生線在基圓上滾過(guò)的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)， 即NK=NA； （2）、發(fā)生線NK是漸開(kāi)線在任意點(diǎn)K的法線； （3）、漸開(kāi)線齒廓上任意點(diǎn)的法線與該點(diǎn)的速度方向所夾的銳角αk稱(chēng)為該點(diǎn)的壓力角，rk越大， αk越大。反之越小，基圓上的壓力角等于零。 （4）、漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小，基圓越小，漸開(kāi)線越彎曲，基圓越大，漸開(kāi)線越平直； （5）、基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線 二、漸開(kāi)線的極坐標(biāo)參數(shù)方程 稱(chēng)為 的漸開(kāi)線函數(shù)。 第三節(jié) 漸開(kāi)線齒輪的參數(shù)及幾何尺寸 一、漸開(kāi)線齒輪各部分名稱(chēng)、參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算 1、齒數(shù)：在齒輪整個(gè)圓周上輪齒的數(shù)目，用z表示。它將影響傳動(dòng)比和齒輪尺寸。 圖 6-4 2、齒頂圓：包含齒輪所有齒頂端的圓。用 或 表示其直徑或半徑。 3、齒槽寬：齒輪相鄰兩齒之間的空間稱(chēng)為齒槽；在任意圓周上所量得的齒槽的弧長(zhǎng)稱(chēng)為齒槽寬，用 表示。 4、齒厚：沿任意圓周于同一齒輪兩側(cè)齒廓上所量得的弧長(zhǎng)稱(chēng)為該圓周上的恥厚，以 表示。 5、齒根圓：包含齒輪所有齒槽底的圓。用 或 表示其直徑或半徑。 圖6-5 6、齒距：沿任意圓周上所量得相鄰兩齒間同側(cè)齒廓之間的弧長(zhǎng)，用 表示。 7、分度圓和模數(shù)：為便于齒輪幾何尺寸的計(jì)算、測(cè)量所規(guī)定的一個(gè)基準(zhǔn)圓，其直徑和半徑分別用符號(hào) 和 表示。在分度圓上的齒厚、齒槽寬和齒距，通稱(chēng)為齒厚、齒槽寬和齒距，分別用s、e和p表示。且p=s+e。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪s=e。 模數(shù)是分度圓作為齒輪幾何尺寸計(jì)算依據(jù)的基準(zhǔn)而引入的參數(shù)。 因?yàn)榉侄葓A周長(zhǎng)=，故 由于 是無(wú)理數(shù)，為了便于計(jì)算、制造和檢測(cè)，我們?nèi)藶榈匾?guī)定比值 為一簡(jiǎn)單的數(shù)值，并把這個(gè)比值稱(chēng)作模數(shù)，用m表示。即： m= 所以得到： 圖6-5所示為齒數(shù)Z相同，模數(shù)m不同的三個(gè)齒輪。由圖可以看出：模數(shù)m是決定齒輪幾何尺寸的重要參數(shù)。模數(shù)的單位為mm。 齒輪的模數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)有兩個(gè)系列，要求優(yōu)先選用第一系列，括號(hào)內(nèi)的最好不要使用，需要時(shí)可以查表。 由于任何一個(gè)齒輪的齒數(shù)Z和模數(shù)m是一定的，由 可知：任何齒輪都有而且只有一個(gè)分度圓。 8、壓力角 ：由式 可知，漸開(kāi)線齒廓上任意一點(diǎn)K處的壓力角為 。對(duì)于同一漸開(kāi)線齒廓， 不同， 也不同。十分顯然，基圓 上漸開(kāi)線的壓力角等于零。我們通常所說(shuō)的齒輪壓力角是指在分度圓上的壓力 角，用 表示。所以有： 由上式可知，模數(shù)、齒數(shù)不變的齒輪，若其壓力角不同，其基圓的大小也不同，因而其齒廓漸開(kāi)線的形狀也不同。因此，壓力角是決定漸開(kāi)線齒廓形狀的重要參數(shù)。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB1356-88）中規(guī)定分度圓壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，一般情況下為 ，個(gè)別情況也用 等。 9、齒頂高、齒根高和全齒高：分度圓和齒頂圓之間的部分稱(chēng)為齒頂，其徑向高度稱(chēng)為齒頂高，用ha表示。位于分度圓與齒根圓之間的部分稱(chēng)為齒根，其徑向高度稱(chēng)為齒根高，用hf表示。齒輪在齒頂圓與齒根圓之間的徑向高度稱(chēng)為全齒高。用h表示。 齒頂高： 齒根高： 全齒高： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： ha*：齒頂高因數(shù)。c*：頂隙因數(shù)。 這兩個(gè)參數(shù)也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其值分別為： 正常齒 短 齒 頂隙c=c*m：指一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，一個(gè)齒輪的齒頂圓到另一個(gè)齒輪的齒根圓之間的徑向距離。頂隙可以?xún)?chǔ)存潤(rùn)滑油，以利于齒輪傳動(dòng)。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪：支模數(shù)m，壓力角α、齒頂高因數(shù)ha*和頂隙因數(shù)c*均為標(biāo)準(zhǔn)值。且其齒厚等于齒槽寬，即s=e。 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的五個(gè)基本參數(shù)：齒數(shù)z、模數(shù)m、壓力角α，齒頂高因數(shù)ha*和頂隙因數(shù)c*。 二、內(nèi)齒輪和齒條 1、內(nèi)齒輪 特點(diǎn)：1）、其齒厚相當(dāng)于外齒輪的齒槽寬，而齒槽寬相當(dāng)于外齒輪的齒厚。內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的漸開(kāi)線； 2）、內(nèi)齒輪的齒頂圓在分度圓之內(nèi)，而齒根圓在分度圓之外。其齒根圓比齒頂圓大； 3）、齒輪的齒廓均為漸開(kāi)線時(shí)，其齒頂圓必須大于基圓。 2、齒條 特點(diǎn)： 1）、齒廓為直線，各點(diǎn)的壓力角相同，等于齒形角，數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)壓力角值。 2）、齒條可視為齒數(shù)無(wú)窮多的齒輪，分度圓無(wú)窮大，成為分度線。與分度線平行的直線上的齒距均相等，pk=πm。分度線上s=e,其他直線上sk≠ek。 三、常用測(cè)量項(xiàng)目 1、任意圓周上的弧齒厚： 2、分度圓弦齒厚s弦齒高h(yuǎn)： 3、固定弦齒厚s弦齒高h(yuǎn)： 當(dāng)α=20°，ha*=1時(shí)， 4、公法線長(zhǎng)度 在齒輪制造時(shí)，通過(guò)檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度來(lái)控制齒輪加工質(zhì)量。 公法線長(zhǎng)度：齒輪卡尺跨過(guò)k個(gè)齒所量得的齒廓間的法向距離。 跨齒數(shù)的確定 無(wú)論是公法線長(zhǎng)度的計(jì)算還是測(cè)量，都涉及跨幾個(gè)齒的問(wèn)題。 確定跨齒數(shù)的原則是： 使卡尺的卡爪與齒廓中部的漸開(kāi)線接觸。 標(biāo)準(zhǔn)齒輪跨齒數(shù)： 在測(cè)量公法線長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)保證卡腳與齒廓漸開(kāi)線部分相切。如果跨齒太多，卡尺的卡腳就會(huì)在齒廓頂部接觸；如果跨齒太少，就會(huì)在齒根部接觸。 u 總結(jié)與鞏固（小結(jié)、考核知識(shí)點(diǎn)、作業(yè)等） 小結(jié)：通過(guò)這次課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們要達(dá)到如下要求： 1、了解齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和基本類(lèi)型，漸開(kāi)線齒輪齒廓的形成及特點(diǎn)。 2、掌握漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算。 考核知識(shí)點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)的分類(lèi)，漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算。【機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教案】相關(guān)文章：
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