机械基础教案16-23

课题序号16授课班级05大专1授课课时1授课形式讲练授课章节名称3-4直齿圆柱齿轮的根本参数和几何尺寸计算使用教具圆规、三角板教学目的掌握直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算教学重点主要参数、几何尺寸计算教学难点主要参数的理解更新、补充、删减章节内容无课外作业P7226、27、28、29教学后记授课主要内容或板书设计3-4直齿圆柱齿轮的根本参数和几何尺寸计算一．齿轮各局部的名称１．齿槽２．齿顶圆da

３．齿根圆df４．齿厚s

５．齿槽宽e６．分度圆d７．齿距p８．齿高h９．齿顶高ha10．齿根高hf11．齿宽b二、主要参数：１．齿数Z２．模数m齿距P除以圆周率π所得的商称为模数，用m表示。即m＝p／π(mm)３．压力角α我国规定标准压力角α＝20°。三．标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算表11表11例题：一对标准直齿圆柱齿轮传动，其传动比i12＝3,主动轮转速n1＝600r／min,中心距a＝168mm,模数m＝4mm,试求从动轮的转速n2.齿轮齿数z1和z2各是多少？课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤提问〔学生回忆、答复〕〔2分〕新课讲授〔7分〕图示〔学生观察〕介绍各局部名称〔学生认识、理解〕新课讲授〔8分〕参数分析新课讲授〔15分〕根据图示推导公式公式分析〔学生理解、记忆、掌握〕板书例题分析题目板演布置练习〔8分〕口述〔3分〕板书〔学生记载〕〔2分〕复习旧课：渐开线的性质引入新课：渐开线直齿圆柱齿轮的参数和尺寸授课内容：一．齿轮各局部的名称１．齿槽：齿轮上相邻两轮齿之间的空间。２．齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。

３．齿根圆：齿槽底部所在的圆称为齿根圆，其直径用df表示。

４．齿厚：一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚，用s表示。

５．齿槽宽：一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽，用e表示。６．分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆，其直径用d表示。７．齿距：两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为齿距，用p表示。即p＝s＋e８．齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。９．齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。10．齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高，用hf表示。11．齿宽：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度，用b表示。二、主要参数：１．齿数Z一个齿轮的牙齿数目即齿数。２．模数m因为分度圆周长πd＝Zp，那么分度圆直径为d＝Zp／π由于π为一无理数，为了计算和制造上的方便，人为地把p／π规定为有理数，即齿距P除以圆周率π所得的商称为模数，用m表示。即m＝p／π(mm)３．压力角α通常说的压力角指分度圆上的压力角，用α表示。我国规定标准压力角α＝20°。齿廓形状是由模数、参数、压力角三个因素决定的。三．标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算正常齿制ha＝1,C＝0.25短齿制ha＝0.8,C＝0.3表11表11顶隙一对齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶到另一个齿轮的齿根之间的径向距离，用c表示。顶隙可以防止一对齿轮传动时轮齿相互碰撞，并可贮存一些润滑油。

标准中心距a＝r1＋r2＝m(Z1＋Z2)／2

例题：一对标准直齿圆柱齿轮传动，其传动比i12＝3,主动轮转速n1＝600r／min,中心距a＝168mm,模数m＝4mm,试求从动轮的转速n2.齿轮齿数z1和z2各是多少？解：传动比i12＝n1／n2＝Z2／Z1n2＝n1／i12＝600／3＝200r／mini12＝Z2／Z1＝3a＝m(Z1＋Z2)／2＝168Z2＝3Z1Z1＝21Z1＋Z2＝84Z2＝63课堂练习：标准齿轮尺寸计算题小结课外作业课题序号20授课班级05大专1授课课时2授课形式讲授授课章节名称3-6齿轮的根切现象、最少齿数和变位齿轮简介使用教具教学目的1、熟悉齿轮的加工方法并理解根切现象产生的原因和防止根切现象产生的最少齿数；2、了解变位齿轮。教学重点根切现象、变位齿轮教学难点对根切现象和变位齿轮的理解。更新、补充、删减章节内容课外作业补充教学后记授课主要内容或板书设计3-6齿轮的根切现象、最少齿数和变位齿轮简介一．齿轮加工原理齿轮的加工方法很多，如铸造、热轧、冲压、模锻及切削加工等。现介绍常用的两种切削加工原理。二．根切现象根切现象成法加工渐开线标准齿轮时，如被切齿轮的齿数过少，刀具顶线就会超过啮合线与被切齿轮基圆的切点N1，刀刃将轮齿根部的渐开线齿廓切去，这种现象称为根切现象。2、最少齿数用标准齿条刀具切制标准渐开线齿轮而不发生根切，被切齿轮的最少齿数为：Zmin＝2ha当α＝20°,ha＝1时,Zmin＝17；三、变位齿轮及根本特点由齿轮加工原理可知，当齿条插刀的中线与被切齿轮的分度圆相切时，加工出标准齿轮。假设齿条刀具的中线与被切齿轮的分度圆不相切时，那么加工出变位齿轮。刀具中线相对于加工标准齿轮时移动的距离称为变位置，用Xm表示。其中m为齿轮的模数，Ｘ称为变位系数。当刀具离移被切齿轮中心时，Ｘ取正值，称正变位，当刀具移近被切齿轮中心时，Ｘ为负值，称为负变位。两个特点：1．不管是正变位还是负变位，刀具变位后的节线与齿轮的分度圆相切作纯滚动。因为刀具上任一条节线的齿距P，模数m以及齿形角都相等，故被加工出的变位齿轮的齿距、模数、压力角并不改变，与标准直齿轮相同。图11２．正变位齿轮的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均增大，而齿根高、齿顶厚度那么减小，齿轮强度提高，还可以防止根切。负变位齿轮的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均减小，而齿根高和齿顶厚度那么增加，齿轮抗弯强度降低。图11二、变位加工后应用在一对大小齿轮传动中，通常小齿轮采用正变位，齿顶高增大，齿根高减小，齿根变厚，强度和寿命提高，还可防止根切；大齿轮采用负变位，齿顶高减小，齿根高增大，齿根强度有所减弱。由于大齿轮强度较高，选择适当的变位系数后，可以使一对大小齿轮的强度和使用寿命相近。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤提问〔3分钟〕口述〔3分钟〕新课讲授〔20分钟〕列表比拟分析〔学生听讲、理解、记忆〕新课讲授〔20分钟〕介绍分析、讲解〔学生思考、领会〕复习旧课：常用齿轮引入新课：齿轮是怎样加工出来的？授课内容：一．齿轮加工原理齿轮的加工方法很多，如铸造、热轧、冲压、模锻及切削加工等。现介绍常用的两种切削加工原理。 方法比拟工程仿形法范成法原理成形铣刀加工齿轮的啮合原理所用机器普通铣床专用插齿、滚齿和磨齿机床加工特点逐齿切削的，且不连续，所以精度差，效率低加工是连续的，精度和效率较高，应用场合仅适用于单件生产和精度要求不高的齿轮加工批量和精度要求较高的场合二．根切现象根切现象成法加工渐开线标准齿轮时，如被切齿轮的齿数过少，刀具顶线就会超过啮合线与被切齿轮基圆的切点N1，刀刃将轮齿根部的渐开线齿廓切去，这种现象称为根切现象。根切后轮齿弯曲强度降低，重合度减小，对传动很不利，因此应当防止根切。最少齿数成法加工渐开线齿轮时，是否产生根切取决于被切齿轮的齿数多少。我们把不产生根切现象的极限齿数称为最少齿数。用标准齿条刀具切制标准渐开线齿轮而不发生根切，被切齿轮的最少齿数为：Zmin＝2ha当α＝20°,ha＝1时,Zmin＝17；当α＝20°,ha＝0.8时,Zmin＝14。新课讲授〔20分钟〕变位齿轮介绍特点比照分析图示、讲解〔学生观察、认识〕布置练习〔15分钟〕口述〔7分钟〕板书〔学生记载〕〔2分钟〕三、变位齿轮及根本特点由齿轮加工原理可知，当齿条插刀的中线与被切齿轮的分度圆相切时，加工出标准齿轮。假设齿条刀具的中线与被切齿轮的分度圆不相切时，那么加工出变位齿轮。刀具中线相对于加工标准齿轮时移动的距离称为变位置，用Xm表示。其中m为齿轮的模数，Ｘ称为变位系数。当刀具离移被切齿轮中心时，Ｘ取正值，称正变位，当刀具移近被切齿轮中心时，Ｘ为负值，称为负变位。〔一〕两个特点：1．不管是正变位还是负变位，刀具变位后的节线与齿轮的分度圆相切作纯滚动。因为刀具上任一条节线的齿距P，模数m以及齿形角都相等，故被加工出的变位齿轮的齿距、模数、压力角并不改变，与标准直齿轮相同。图11２．正变位齿轮的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均增大，而齿根高、齿顶厚度那么减小，齿轮强度提高，还可以防止根切。负变位齿轮的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均减小，而齿根高和齿顶厚度那么增加，齿轮抗弯强度降低。图11〔二〕变位加工后应用在一对大小齿轮传动中，通常小齿轮采用正变位，齿顶高增大，齿根高减小，齿根变厚，强度和寿命提高，还可防止根切；大齿轮采用负变位，齿顶高减小，齿根高增大，齿根强度有所减弱。由于大齿轮强度较高，选择适当的变位系数后，可以使一对大小齿轮的强度和使用寿命相近。课堂练习：小结课外作业课题序号17授课班级05大专1授课课时2授课形式讲练授课章节名称3-4直齿圆柱齿轮的根本参数和几何尺寸计算使用教具三角板、圆规教学目的1、掌握直齿圆柱内齿轮的几何尺寸计算；2、理解齿轮副的正确啮合条件和连续传动条件。教学重点直齿圆柱内齿轮的几何尺寸计算、正确啮合条件和连续传动条件教学难点理解齿轮副的正确啮合条件和连续传动更新、补充、删减章节内容课外作业P7223教学后记授课主要内容或板书设计3-4直齿圆柱齿轮的根本参数和几何尺寸计算四、直齿圆柱内齿轮齿顶曲面位于齿根曲面之内的齿轮称为内齿轮。不同：1、内齿轮的齿廓曲线也是渐开线，但内齿轮的齿廓是内？的。内齿轮的齿厚相当于外齿轮的槽宽，内齿轮的槽宽相当于外齿轮的齿厚。2、内齿轮的齿顶圆在它的分度圆之内，齿根圆在它的分度圆之外。3、为了使内齿轮齿顶两侧齿廓全部为渐开线，齿顶圆必须大于齿轮的基圆。五、齿轮副的正确啮合条件和连续传动条件１．正确啮合条件〔1〕两齿轮的必须模数；〔2〕两齿轮分度圆上地齿形角两齿轮相等。2、连续传动条件—总重合度—总作用角—齿距角当重合度=1时，齿轮副即能连续传动，也就是说，前一对轮齿啮合终止的瞬间，后继的一对轮齿正好开始啮合，但由于制造、安装误差的影响，实际上必须使重合度>1，才能可靠地保证传动的连续性，重合度越大，传动越平稳。3、其他分析：〔1〕中心距一对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，由于分度圆上的齿厚与齿槽宽相等，所以两齿轮的分度圆相切，且作纯滚动，此时两分度圆与其相应的节圆重合，那么标准中心距为：a＝r1＋r2＝r1′＋r2′＝m(Z1＋Z2)／2〔2〕啮合角注意：单个齿轮有固定的分度圆和分度圆压力角，而无节圆和啮合角，只有一对齿轮啮合时，才有节圆和啮合角。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤提问〔5分钟〕口述〔5分钟〕新课讲授〔20分钟〕分析比拟〔学生观察理解〕公式分析板书新课讲授〔30分钟〕讲解、分析归纳〔学生理解、熟悉〕公式分析、应用简介布置练习〔学生讨论、练习〕〔20分钟〕口述〔7分钟〕板书〔3分钟〕复习旧课：标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算引入新课：前面介绍的是齿轮传动中应用最广泛的直齿圆柱外齿轮的几何尺寸计算。由两个外齿轮组成的齿轮副称为外齿轮副。当要求齿轮传动两轴平行，回转方向相同，且结构紧凑时，可采用内齿轮副传动。授课内容：四、直齿圆柱内齿轮齿顶曲面位于齿根曲面之内的齿轮称为内齿轮。不同：1、内齿轮的齿廓曲线也是渐开线，但内齿轮的齿廓是内？的。内齿轮的齿厚相当于外齿轮的槽宽，内齿轮的槽宽相当于外齿轮的齿厚。2、内齿轮的齿顶圆在它的分度圆之内，齿根圆在它的分度圆之外。3、为了使内齿轮齿顶两侧齿廓全部为渐开线，齿顶圆必须大于齿轮的基圆。标准直齿圆柱内齿轮的几何要素计算公式中，齿顶圆直径、齿根圆直径及中心距与外齿轮的计算公式不同，公式如下：式中，下角标1，2分别表示内齿轮副中的外齿轮和内齿轮。五、齿轮副的正确啮合条件和连续传动条件１．正确啮合条件一对齿轮能连续顺利地传动，需要各对齿轮依次正确啮合互不干预。直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：〔1〕两齿轮的必须模数；〔2〕两齿轮分度圆上地齿形角两齿轮相等。2、连续传动条件为了齿轮副连续顺利地传动，还必须保证在前一对轮齿尚未结束啮合，后继地一对轮齿已进入啮合状态。对于直齿圆柱齿轮，总作用角、总重合度可简称为作用角、重合度。可得关系式为：—总重合度—总作用角—齿距角当重合度=1时，齿轮副即能连续传动，也就是说，前一对轮齿啮合终止的瞬间，后继的一对轮齿正好开始啮合，但由于制造、安装误差的影响，实际上必须使重合度>1，才能可靠地保证传动的连续性，重合度越大，传动越平稳。3、其他分析：〔1〕中心距一对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，由于分度圆上的齿厚与齿槽宽相等，所以两齿轮的分度圆相切，且作纯滚动，此时两分度圆与其相应的节圆重合，那么标准中心距为：a＝r1＋r2＝r1′＋r2′＝m(Z1＋Z2)／2〔2〕啮合角注意：单个齿轮有固定的分度圆和分度圆压力角，而无节圆和啮合角，只有一对齿轮啮合时，才有节圆和啮合角。课堂练习：1、齿轮副正确啮合条件的理解2、标准直齿圆柱内齿轮几何尺寸计算小结课外作业课题序号21授课班级05大专1授课课时2授课形式讲授授课章节名称渐开线圆柱齿轮精度简介齿轮轮齿的失效形式使用教具教学目的了解齿轮精度和齿轮轮齿的常见失效形式教学重点齿轮精度、齿轮的失效形式教学难点齿轮精度更新、补充、删减章节内容课外作业P7218、19教学后记授课主要内容或板书设计3-7渐开线圆柱齿轮精度简介一、齿轮精度要求1、运动精度2、工作平稳性精度3、接触精度4、齿轮副的侧隙二、渐开线圆柱齿轮的精度等级及选择原那么1、精度等级GB10095对渐开线圆柱齿轮及其齿轮副规定了12个精度等级，第一级的精度最高，第12级的精度最低。2、精度等级的选择原那么3、齿轮副的侧隙要求齿轮副的侧隙根据其工作条件要求的最大极限侧隙和最小极限侧隙确定，并通过控制影响齿轮副侧隙的齿厚极限偏差和公法线平均长度极限偏差来保证。三、齿轮精度的图样标注在齿轮零件图上应标注齿轮的精度等级和齿厚极限偏差的字母代号。3-8齿轮轮齿的失效形式一、齿轮传动的失效形式齿轮传动过程中，在载荷的作用下，如果轮齿发生折断，齿面损坏等现象，那么轮齿就失去了正常的工作能力，称为失效。 失效形式比拟工程轮齿折断齿面点蚀齿面胶合齿面磨损齿面塑性变形引起原因短时意外的严重过载超过弯曲疲劳极限很小的面接触、循环变化、齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹、微粒剥落下来而形成麻点高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹触外表间有较大的相对滑对，产生滑动摩擦低速重载、齿面压力过大部位齿根局部靠近节线的齿根外表轮齿接触外表轮齿接触外表轮齿防止措施选择适当的模数和齿宽，采用适宜的材料及热处理方法，降低外表粗糙度，降低齿根弯曲应力。提高齿面硬度提高齿面硬度，降低外表粗糙度，采用粘度大和抗胶合性能好的润滑油提高齿面硬度，降低外表粗糙度，改善润滑条件，加大模数，尽可能用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构减小载荷，减少启动频率图11图11二、齿轮的常用材料及热处理１．齿轮常用材料常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等。２．常用热处理方法齿轮常用的热处理方法有：正火、调质、外表淬火、渗碳淬火和渗氮等。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤提问〔5分钟〕口述〔3分钟〕新课讲授〔15分钟〕介绍逐条分析新课讲授〔10分钟〕新课讲授〔30分钟〕列表比拟分析〔学生听讲、理解〕图示讲解〔学生观察〕新课讲授〔10分钟〕布置练习〔学生讨论，练习〕〔10分钟〕口述〔5分钟〕板书〔学生记载〕〔2分钟〕复习旧课：变位齿轮引入新课：理想的齿轮应该具有理想的形状和位置、正确的中心距和确定的传动比。为了保证齿轮副的正常传动，必须根据齿轮和齿轮副的实际使用要求，选择齿轮的精度。授课内容：3-7渐开线圆柱齿轮精度简介一、齿轮精度要求1、运动精度运动精度是指齿轮传动中传递运动的准确性。通常以齿轮每回转一周时，其转角误差来反映。2、工作平稳性精度工作平稳性精度就是在齿轮回转一周中，其瞬时传动比的变化的限度。3、接触精度接触精度是指齿轮传动中，工作齿面承受载荷的分布均匀性。4、齿轮副的侧隙齿轮副的侧隙是指相互啮合的一对齿轮的非工作齿面之间的间隙。二、渐开线圆柱齿轮的精度等级及选择原那么1、精度等级GB10095对渐开线圆柱齿轮及其齿轮副规定了12个精度等级，第一级的精度最高，第12级的精度最低。齿轮副中两个齿轮的精度等级一般相同。其中，7级精度是12个精度等级中的根底等级，也就是在设计中普遍采用。2、精度等级的选择原那么3、齿轮副的侧隙要求两齿轮的工作齿面互相接触时，其非工作齿面之间的最短距离，称为法向侧隙。齿轮副的侧隙根据其工作条件要求的最大极限侧隙和最小极限侧隙确定，并通过控制影响齿轮副侧隙的齿厚极限偏差和公法线平均长度极限偏差来保证。三、齿轮精度的图样标注在齿轮零件图上应标注齿轮的精度等级和齿厚极限偏差的字母代号。3-8齿轮轮齿的失效形式一、齿轮传动的失效形式齿轮传动过程中，在载荷的作用下，如果轮齿发生折断，齿面损坏等现象，那么轮齿就失去了正常的工作能力，称为失效。由于齿轮传动的工作条件和应用范围各不相同，影响失效的原因很多，主要都发生在轮齿上，常见的轮齿失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等。 失效形式比拟工程轮齿折断齿面点蚀齿面胶合齿面磨损齿面塑性变形引起原因短时意外的严重过载超过弯曲疲劳极限很小的面接触、循环变化、齿面表层就会产生细微的疲劳裂纹、微粒剥落下来而形成麻点高速重载、啮合区温度升高引起润滑失效，齿面金属直接接触并相互粘连，较软的齿面被撕下而形成沟纹触外表间有较大的相对滑对，产生滑动摩擦低速重载、齿面压力过大部位齿根局部靠近节线的齿根外表轮齿接触外表轮齿接触外表轮齿防止措施选择适当的模数和齿宽，采用适宜的材料及热处理方法，降低外表粗糙度，降低齿根弯曲应力。提高齿面硬度提高齿面硬度，降低外表粗糙度，采用粘度大和抗胶合性能好的润滑油提高齿面硬度，降低外表粗糙度，改善润滑条件，加大模数，尽可能用闭式齿轮传动结构代替开式齿轮传动结构减小载荷，减少启动频率图11图11二、齿轮的常用材料及热处理１．齿轮常用材料常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等，一般多采用锻件或轧制钢材，当齿轮较大(d＞400～600mm)而轮坯不易制造时，可采用铸钢，开式低速传动可采用灰铸铁，球墨铸铁有时可代替铸钢。一对相啮合的齿轮，为使大小两轮的工作寿命相近，小齿轮应比大齿轮选用好一点的材料、高一些的硬度。２．常用热处理方法齿轮常用的热处理方法有：正火、调质、外表淬火、渗碳淬火和渗氮等。〔1〕经正火、调质处理的齿轮为软齿面齿轮，工艺过程简单，运用于对强度要求不高，中低速的一般机械传动的齿轮。〔2〕经外表淬火，渗碳淬火和渗氮处理后的齿轮为硬齿面齿轮，可较大地提高齿轮的承载能力和耐磨性，适用于生产批量大和要求结构紧凑的齿轮。课堂练习：理解轮齿的各种失效形式小结课外作业课题序号18授课班级05大专1授课课时2授课形式讲授授课章节名称3-5其他常用齿轮及其传动简介使用教具圆规、三角板教学目的理解其他常用齿轮的相关参数及各类齿轮的正确啮合条件。教学重点斜齿轮传动教学难点各种齿轮的受力分析更新、补充、删减章节内容斜齿轮传动受力图课外作业P7213、14、15教学后记授课主要内容或板书设计3-5其他常用齿轮及其传动简介一、斜齿圆柱齿轮齿廓形成及啮合特点

１．斜齿圆柱齿轮齿廓形成

渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与渐开线直齿圆柱齿轮相似。斜齿圆柱齿轮的齿面是发生面上一条与基圆柱母线夹角为βb的斜直线在空间的轨迹面，βb称为基圆螺旋角。２．啮合特点： 一对斜齿圆柱齿轮接触线为斜直线，接触线长度先由短到长，再由长到短，直至脱离啮合，故传动平稳性好，承载能力强，适用于高速重载传动。在传动时会产生轴向力。二、斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸１．螺旋角斜齿轮的螺旋线为斜直线，螺旋线与分度圆柱母线的夹角称螺旋角，用β表示。斜齿轮轮齿的旋向分为左、右旋两种。２．模数mn＝mt·cosβ３．压力角tgαn＝tgαt·cosβ４．齿顶高系数和顶隙系数hat*＝han*·cosβCt*＝Cn*·cosβ５．分度圆直径与中心距d＝mt·Z＝mnz／cosβ。a＝(d1＋d2)／2＝(Z1＋Z2)mt／2＝(Z1＋Z2)mn／2cosβ三、斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件一对斜齿轮的正确啮合条件是：两轮的法面模数和法面压力角相等，分度圆上的螺旋角相等，方向相反，即：mn1＝mn2αn1＝αn2β1＝-β四、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析一对斜齿轮受力情况，不计摩擦力，作用于主动轮齿上的法向力Fn必沿接触点的法线方向指向工作齿面。法向力又可分为：圆周力径向力轴向力圆周力的方向在主动轮上与啮合点的圆周速度方向相反，在从动轮上那么与啮合点的圆周速度方向相同。径向力的方向分别指向各自的轮心。轴向力方向可用主动轮左右手法那么来判定。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤提问〔3分钟〕口述〔3分钟〕新课讲授〔15分钟〕对照直齿渐开线圆柱齿轮分析斜齿轮的形成〔学生回忆、思考〕新课讲授〔15分钟〕参数介绍、分析〔学生理解〕新课讲授〔8分钟〕新课讲授〔30分钟〕布置练习〔学生讨论〕〔10分钟〕口述〔4分钟〕板书〔2分钟〕复习旧课：齿轮传动的分类引入新课：由斜齿轮的显著特点引入授课内容：一、斜齿圆柱齿轮齿廓形成及啮合特点

１．斜齿圆柱齿轮齿廓形成

渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与渐开线直齿圆柱齿轮相似。就齿轮端面而言，都是发生线绕基圆作纯滚动时，发生线上任一点K在平面上的轨迹。实质上齿廓外表是一渐开线曲面。

所不同的是直齿圆柱齿轮的齿面是发生面上一条平行于基圆柱母线的直线在空间的轨迹面；而斜齿圆柱齿轮的齿面是发生面上一条与基圆柱母线夹角为βb的斜直线在空间的轨迹面。由于斜直线绕到基圆柱面上之后是一条螺旋线，由该斜直线在空间的轨迹面所形成的齿廓曲面称为渐开螺旋面，其中βb称为基圆螺旋角。２．啮合特点： 直齿圆柱齿轮由齿廓曲面形成原理可知，直齿圆柱齿轮在啮合过程中，接触线平行于轴线，因而一对直齿齿廓是同时沿整个齿宽进入啮合脱离啮合，即其上的载荷也是突然加上和突然卸下，易引起冲击。传动平稳性较差。斜齿圆柱齿轮而一对斜齿圆柱齿轮接触线为斜直线，接触线长度先由短到长，再由长到短，直至脱离啮合，故传动平稳性好，承载能力强，适用于高速重载传动。在传动时会产生轴向力。二、斜齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸图11由斜齿圆柱齿轮齿廓形成可知，它的齿面是一渐开线螺旋面，其端面〔垂直于齿轮轴线的平面〕和法面平面〔垂直于齿的平面〕的齿形不同，当用成型铣刀加工时，刀具沿螺旋线方向进刀，故轮齿的法面齿形与刀具的齿形一致，因此以轮齿的法面参数为标准图11来选择刀具。但在计算斜齿轮的几何尺寸时，又要按端面参数进行计算，故必须建立法面参数与端面参数之间的换算关系。１．螺旋角斜齿轮的螺旋线为斜直线，螺旋线与分度圆柱母线的夹角称螺旋角，用β表示。斜齿轮轮齿的旋向分为左、右旋两种。２．模数Pn表示法向齿距，Pt表示端面齿距，β为螺旋角，它们之间的关系为：Pn＝Pt·cosβ∵P＝π·m，∴mn＝mt·cosβmt——端面模数mn——法面模数一般取mn为标准模数３．压力角斜齿轮在分度圆上的压力角也有法向压力角αn和端面压力角αt之分，两者之间的关系为：tgαn＝tgαt·cosβ一般规定法向压力角取标准值，即αn＝20°４．齿顶高系数和顶隙系数斜齿轮在端面和法面上的齿顶高和顶隙是相等的，即ha＝hat*·mt＝han*·mnC＝Ct*·mt＝Cn*·mn由此得hat*＝han*·cosβCt*＝Cn*·cosβ式中hat*和Ct*为端面齿顶高系数和顶隙系数，han*和Cn*为法面齿顶高系数和顶隙系数，均应取标准值。５．分度圆直径与中心距斜齿轮直径是从端面上度量的，故得d＝mt·Z＝mnz／cosβ。斜齿轮传动的标准中心距为：a＝(d1＋d2)／2＝(Z1＋Z2)mt／2＝(Z1＋Z2)mn／2cosβ斜齿轮的几何尺寸计算公式见表11－11。三、斜齿圆柱齿轮传动正确啮合条件一对斜齿轮的正确啮合条件是：两轮的法面模数和法面压力角相等，分度圆上的螺旋角相等，方向相反，即：mn1＝mn2αn1＝αn2β1＝-β2四、斜齿圆柱齿轮传动的受力分析一对斜齿轮受力情况，不计摩擦力，作用于主动轮齿上的法向力Fn必沿接触点的法线方向指向工作齿面。法向力又可分为：圆周力径向力轴向力从动轮上的圆周力、径向力和轴向力与主动轮上的大小相等，方向相反。圆周力的方向在主动轮上与啮合点的圆周速度方向相反，在从动轮上那么与啮合点的圆周速度方向相同。径向力的方向分别指向各自的轮心。轴向力方向可用主动轮左右手法那么来判定。即主动轮是右旋时，握紧右手，四指表示主动轮的回转方向，拇指伸直的指向即为主动轮上的轴向力图11图11课堂练习小结课外作业课题序号19授课班级05大专1授课课时1授课形式讲练授课章节名称3-5其他常用齿轮及其传动简介使用教具教学目的理解锥齿轮、齿轮齿条的相关参数及各类齿轮的正确啮合。教学重点锥齿轮、齿条的相关参数及正确啮合教学难点对齿轮的认识和理解更新、补充、删减章节内容课外作业P7216、17教学后记授课主要内容或板书设计3-5其他常用齿轮及其传动简介二、直齿锥齿轮1、直齿圆锥齿轮机构用于两相交轴之间的传动，两轴的夹角可由传动的要求确定，在一机构中多采用=900的直齿圆锥齿轮机构。一对圆锥齿轮轮齿分布在两个截锥体上，且锥顶交于一点，其轮齿尺寸由大端面锥方向的小端逐渐变小。显然圆锥齿轮大端和小端的参数是不相同的。为了便于测量和估算机构的外形尺寸，规定以大端参数为标准，大端压力角=200。2、圆锥齿轮传动的几何尺寸表3-93、确啮合条件m1=m2=m1=2=4、直齿圆锥齿轮传动的受力分析轮齿间的法向力，可分解为圆周力、轴向力和径向力圆周力在Ft在主动轮上与啮合点圆周速度的方向相反；在从动轮上那么与啮合点的圆周速度方向相同。径向力的方向都垂直指向各自的齿轮轴线。轴向力Fx的方向那么总是由锥顶指向齿轮的大端。三、齿轮齿条传动1、齿条一个平板或直杆，当其具有一系列等距分布的齿时，就称为齿条。齿条的特点：

由于齿条的齿廓是直线，所以齿廓上各点的法线是平行的。

由于齿条上各点的同侧齿廓是平行的，所以不管在分度线上，齿顶线上还是与分度线平行的其它直线上，齿距均相等。齿条各局部的尺寸计算：齿条的齿顶高：ha=m齿条的齿根高：hf=1.25m齿条的齿高：h=2.25m齿条的齿厚：s=1/2лm齿条的槽宽：e=1/2лm2、齿轮齿条传动由直齿条〔或斜齿条〕与直齿〔或斜齿〕圆柱齿轮组成的运动副称为齿条副。齿轮齿条传动的主要目的是将齿轮的回转运动变为齿条的往复直线运动，或将齿条的直线往复运动变为齿轮的回转运动。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤提问〔学生回忆、答复下列问题〕〔5分钟〕新课讲授〔15分钟〕讲解〔学生认识锥齿轮特征〕简介〔学生理解〕新课讲授〔15分钟〕分析讲解〔学生观察、领会〕布置练习〔7分钟〕口述〔3分钟〕板书复习旧课：斜齿轮传动的特点引入新课：直齿锥齿轮、齿轮齿条传动授课内容：二、直齿锥齿轮1、直齿圆锥齿轮机构用于两相交轴之间的传动，两轴的夹角可由传动的要求确定，在一机构中多采用=900的直齿圆锥齿轮机构。一对圆锥齿轮轮齿分布在两个截锥体上，且锥顶交于一点，其轮齿尺寸由大端面锥方向的小端逐渐变小。显然圆锥齿轮大端和小端的参数是不相同的。了便于测量和估算机构的外形尺寸，规定以大端参数为标准，大端压力角=200。2、圆锥齿轮传动的几何尺寸表3-93、确啮合条件一对直齿圆锥齿轮的正确啮合的条件为大端模数和压力角必须分别相等m1=m2=m1=2=4、直齿圆锥齿轮传动的受力分析1.轮齿受力分析一对直齿圆锥齿轮传动，假设轮齿间的作用力近似地作用于齿宽节线的中点处，如不考虑摩擦力的影响，其方向垂直指向工作齿面。为主动锥齿轮的受力情况，轮齿间的法向力，可分解为圆周力、轴向力和径向力圆周力在Ft在主动轮上与啮合点圆周速度的方向相反；在从动轮上那么与啮合点的圆周速度方向相同。径向力的方向都垂直指向各自的齿轮轴线。轴向力Fx的方向那么总是由锥顶指向齿轮的大端。补充：当量齿轮以圆锥齿轮大端模数为标准模数，大端压力角为标准压力角，按照圆柱齿轮作图法画出扇形齿轮的齿廓，其齿廓与直齿圆锥齿轮大端齿廓近似相同，两扇形齿轮的齿数为两圆锥齿轮的实际齿数。假设将扇形齿轮补足为完整的圆柱齿轮，这两个假想的圆柱齿轮就称为两锥齿轮的当量齿轮，当量齿轮的齿数称为当量齿数，用Zv表示。当量齿轮的半径：rv=r／cos当量齿数：Zv=Z／cos式中――圆锥齿轮分度圆锥角当量齿数Zv是圆锥齿轮的重要参数，其意义在于，就大端齿形和大端承载能力而言，圆锥齿轮与同模数、同压力角、齿数为Zv的圆柱齿轮相当。用仿形法加工圆锥齿轮，按Zv值选择刀号。用范成法加工正常齿形的圆锥齿轮，不产生根切的最少齿数Zmin=Zvmincos=17cos。三、齿轮齿条传动1、齿条一个平板或直杆，当其具有一系列等距分布的齿时，就称为齿条。分直齿条和斜齿条齿条可视为齿数趋向于无穷大的圆柱齿轮。当一个圆柱齿轮的齿数无穷增大时，其分度圆，齿顶圆，齿根圆面为互相平行的直线，分别称为分度线，齿顶线和齿根线。相应的基圆好无限增大。齿条的特点：

由于齿条的齿廓是直线，所以齿廓上各点的法线是平行的。

由于齿条上各点的同侧齿廓是平行的，所以不管在分度线上，齿顶线上还是与分度线平行的其它直线上，齿距均相等。齿条各局部的尺寸计算：齿条的齿顶高：ha=m齿条的齿根高：hf=1.25m齿条的齿高：h=2.25m齿条的齿厚：s=1/2лm齿条的槽宽：e=1/2лm2、齿轮齿条传动由直齿条〔或斜齿条〕与直齿〔或斜齿〕圆柱齿轮组成的运动副称为齿条副。齿轮齿条传动的主要目的是将齿轮的回转运动变为齿条的往复直线运动，或将齿条的直线往复运动变为齿轮的回转运动。课堂练习：齿轮齿条传动练习题小结课外作业课题序号22授课班级05大专1授课课时1授课形式讲授授课章节名称3-9蜗杆传动使用教具教学目的1、了解蜗杆传动的组成及其应用特点；2、理解蜗杆传动的传动比及几何参数并掌握其几何尺寸的计算方法。3、理解蜗杆传动的正确啮合条件。教学重点蜗杆传动的组成及其应用特点、正确啮合条件教学难点蜗杆传动的几何参数、几何尺寸的计算方法更新、补充、删减章节内容课外作业P7220、21、22、23教学后记授课主要内容或板书设计3-9蜗杆传动一、蜗杆、蜗轮及传动1、蜗杆2、蜗轮3、蜗杆副4、阿基米德蜗杆〔ZA蜗杆〕5、蜗杆传动〔1〕蜗杆传动的组成蜗杆传动是利用蜗杆副传递运动和〔或〕动力的一种机械传动。〔2〕蜗杆的旋向分左旋〔L〕和右旋〔R〕，蜗杆副中配对的蜗轮，其旋向与蜗杆相同。6、蜗杆传动的传动比是主动的蜗杆角速度与从动的蜗轮角速度的比值。二、蜗杆传动的特点1.传动比大，结构紧凑。2.传动平稳，无噪声。3.当蜗杆的螺旋角小于轮齿间的当量摩擦角时，蜗杆传动能自锁，即只能由损杆带动蜗轮，而不能蜗轮带动蜗杆。4.传动效率低。5.为了减少摩擦，蜗轮常用贵重的减摩材料〔如青铜〕制造，本钱高。三、蜗杆传动的根本参数1、模数2、齿形角3、蜗杆直径系数4、分度圆柱导程角5、轴向齿距6、蜗杆头数7、齿顶圆直径和齿根圆直径8、中心距四、蜗杆传动的正确啮合条件1、在中间平面内，蜗杆的轴向模数和蜗轮的端面模数相等2、在中间平面内，蜗杆的轴向齿形角和蜗轮的端面齿形角相等3、蜗杆分度圆柱面导程角和蜗轮分度圆柱螺旋角相等，且旋向一致。mx1=mt2=mx1=t2== 课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤回忆、查找〔5分钟〕口述新课讲授〔10分钟〕讲解〔学生了解、认识〕新课讲授〔8分钟〕分析、比拟新课讲授〔8分钟〕讲解分析新课讲授〔5分钟〕讲解〔学生理解、熟悉〕布置练习〔讨论、完成〕〔7分〕口述〔2分钟〕板书复习旧课：我们在教材中见过的齿轮传动图引入新课：蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间交错的两轴间的运动和动力，一般交错角为90，通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件授课内容：一、蜗杆、蜗轮及传动1、蜗杆一个齿轮，当它只有一个或几个螺旋齿，并且与蜗轮啮合而组成交错轴齿轮副时，就称为蜗杆。2、蜗轮一个齿轮，它作为交错轴齿轮副中的齿轮而与配对蜗杆相啮合时，就称为蜗轮。3、蜗杆副由蜗杆及其配对蜗轮组成的交错轴齿轮副称为蜗杆副。4、阿基米德蜗杆〔ZA蜗杆〕齿面为阿基米德螺旋面的圆柱蜗杆。其端面齿廓是阿基米德螺旋线，轴向齿廓是直线，所以又称轴向直廓蜗杆。其加工方法与车削梯形螺纹方法类似，工艺性能较好，制造与测量均很方便，应用最广泛。5、蜗杆传动〔1〕蜗杆传动的组成蜗杆传动是利用蜗杆副传递运动和〔或〕动力的一种机械传动。蜗杆传动是由交错轴斜齿轮传动演变而成。蜗杆和蜗轮的轴线在空间互相垂直交错成。通常情况下，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。〔2〕蜗杆的旋向分左旋〔L〕和右旋〔R〕。常用的是右旋蜗杆。蜗杆副中配对的蜗轮，其旋向与蜗杆相同。6、蜗杆传动的传动比是主动的蜗杆角速度与从动的蜗轮角速度的比值，传动比也等于蜗杆头数与蜗轮齿数的反比。蜗杆传动用于分度机构时，一般采用单头蜗杆。用于动力传动时，取2－3。当传递功率较大时，为提高传动效率，可取4。二、蜗杆传动的特点1.传动比大，结构紧凑。用于传递动力时，i=8～80,用于传递运动时，i可达1000。2.传动平稳，无噪声。因为蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的，同时啮合的齿数较多所以平稳性好。3.当蜗杆的螺旋角小于轮齿间的当量摩擦角时，蜗杆传动能自锁，即只能由损杆带动蜗轮，而不能蜗轮带动蜗杆。4.传动效率低。因为在传动中摩擦损失大，其效率一般为=0.7～0.8，具有自锁性传动时效率=0.4～0.5。故不适用于传递大功率和长期连续工作。5.为了减少摩擦，蜗轮常用贵重的减摩材料〔如青铜〕制造，本钱高。三、蜗杆传动的根本参数蜗杆传动的设计计算中，均以主平面〔通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面〕的参数和几何关系为基准。1、模数蜗杆的模数是指轴向模数蜗轮的模数是指端面模数2、齿形角对于阿基米德蜗杆，其齿形角是指蜗杆的轴向齿形角，为3、蜗杆直径系数是蜗杆分度圆直径除以轴向模数的商。规定直径系数是为了限制滚刀的数目和便于滚刀的标准化。4、分度圆柱导程角圆柱蜗杆的分度圆柱螺旋线上任一点的切线与端平面所夹的锐角。5、轴向齿距轴平面上，蜗杆相邻的两同侧齿廓间的轴向距离。6、蜗杆头数规定的蜗杆的头数有：1，2，4，67、齿顶圆直径和齿根圆直径8、中心距蜗杆轴线与蜗轮轴线间的距离。四、蜗杆传动的正确啮合条件为了保证轮齿的正确啮合，蜗杆的轴向模数mx1应等于蜗轮的端面模数mt2，蜗杆的轴向压力角x1应等于蜗轮的端面压力角t2，蜗杆分度圆上的螺旋线升角应等于蜗轮分度圆上的螺旋角，且两者螺旋方向相同。 蜗杆的轴向压力角x〔蜗轮的端面压力角t〕为标准压力角200。 mx1=mt2=mx1=t2== 1、在中间平面内，蜗杆的轴向模数和蜗轮的端面模数相等2、在中间平面内，蜗杆的轴向齿形角和蜗轮的端面齿形角相等3、蜗杆分度圆柱面导程角和蜗轮分度圆柱螺旋角相等，且旋向一致。课堂练习小结课外作业课题序号23授课班级05大专1授课课时2授课形式讲练授课章节名称3-9蜗杆传动使用教具圆规、三角板教学目的1、掌握蜗杆传动的三向判别方法及蜗杆传动的受力分析；2、了解蜗轮蜗杆材料选择。教学重点蜗杆传动的三向判别方法及蜗杆传动的受力分析教学难点蜗杆传动的三向判别方法及蜗杆传动的受力分析更新、补充、删减章节内容课外作业补充教学后记授课主要内容或板书设计3-9蜗杆传动三、蜗杆传动的受力分析1．蜗杆传动回转方向确实定〔1〕螺旋方向的判定蜗杆传动与斜齿轮传动