第三章 链传动和齿轮传动.doc

重庆市第二交通技工学校授课教案课名:机械基础 教师: 安晓光授课时间 年 月 日（第 周星期 ）第 节 班级 授课内容： 第三章 链传动 第一节 链传动简介 第二节 齿轮传动概述教学目的及要求： 熟悉链传动和齿轮传动的常用类型及应用特点。教学重点及难点：重点：齿轮传动的常用类型及应用特点。教学方法及构思：讲授法简介链传动的常用类型及应用特点，重点介绍齿轮传动的类型和应用特点，让学生对齿轮传动有一个较全面的概括性的认识。教具及其它： 第19页 教 学 内 容 及 过 程组织教学、讲授新课 ： 第一节 链传动简介一、链传动及传动比链传动：（P.33)2、 链传动的常用类型1、传动链2、输送链3、链曳引链三、传动链的类型与结构1、类型 滚子链、齿形链2、滚子链的结构（挂图181-50）四、链传动的应用特点（P.34) 第二节 齿轮传动概述一、基本概念和特点1.齿轮传动：它是利用齿轮副来传递运动和动力的机械传动。2.齿轮副：由两个相互啮合的齿轮组成的运动副（高副）。3.传动比： 4.应用特点：（P.36) 第20页教 学 内 容 及 过 程2、 齿轮传动的基本要求1.传动平稳2.承载能力大三、齿轮传动的类型1.按工作条件分：开式、闭式等。2.按啮合方式分：外啮合、内啮合等。3.按齿廓曲线分：渐开线、摆线、圆弧等。4.按齿线形状分：直齿、斜齿、曲齿等。5.按齿轮传动轴的相对位置分： 圆 外啮合（h) 柱 直齿圆柱齿轮传动 内啮合(g) 平面齿轮传动- 齿 斜齿圆柱齿轮传动(e) 齿轮齿条(c) 轮 人字齿圆柱齿轮传动(a) 传 动 直齿圆锥(b) 相交轴齿轮传动 斜齿圆锥 曲齿圆锥(f) 空间齿轮传动 交错轴齿轮传动 交错轴斜齿轮传动(d) 蜗杆蜗轮传动(i)小结作业：习P.7一、1、2（链传动）3、4（齿轮传动） 二、1（链传动） 五、1（齿轮传动） 第21页重庆市第二交通技工学校授课教案课名:机械基础 教师: 安晓光授课时间 年 月 日（第 周星期 ）第 节 班级 授课内容：第三节 渐开线及其性质教学目的及要求： 理解渐开线齿廓的形成及性质教学重点及难点：渐开线齿廓的形成及性质教学方法及构思：演示法、讲授法 通过自制教具演示渐开线的形成，让抽象的数学概念形象化，结合挂图用讲授法讲解渐开线的形成及性质。教具及其它：大瓶盖一个，直棍一根，线绳一根。挂图181-53、181-54 第22页 教 学 内 容 及 过 程组织教学、讲授新课 ： 一、渐开线齿廓的形成 1.渐开线的形成（演示）当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。 2.渐开线齿廓的形成 同一基圆形成的两条对称反向渐开线。 二、渐开线的性质 1.发生线在基圆上滚过的线段KB，等于基圆上被滚过的圆弧长AB。 2.渐开线上的任意一点K的法线必与基圆相切。3. 渐开线上的各点的曲率半径不相等。 K点离基圆越远，其曲率半径越大，渐开线越平直。反之越弯曲。4.渐开线的形状决定于基圆的大小。基圆相同，渐开线的形状完全相同。基圆越大渐开线越平直。基圆半径无穷大时，渐开线将变成直线，齿轮就变成齿条。5.基圆内无渐开线。6.渐开线上各点处的压力角不相等。 一般概念的压力角是作用力与运动方向所夹锐角 越小越省力 第23页教 学 内 容 及 过 程压力角k：啮合传动时，渐开线齿廓上任一点K所受作用力Fk的方向与该点圆周速度（）方向所夹的锐角。（说明P.38定义的异同） cosk= 越远离基圆压力角越大，基圆上的压力角等于零。一般采用基圆附近的一段渐开线作齿廓较省力（标准压力角为20o）。小结复习巩固作业：习P.7 一、5-8 第24页重庆市第二交通技工学校授课教案课名:机械基础 教师: 安晓光授课时间 年 月 日（第 周星期 ）第 节 班级 授课内容：第四节 直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸（一）一、直齿圆柱齿轮各部分的名称和代号二、直齿圆柱齿轮的主要参数教学目的及要求：1.熟悉直齿圆柱齿轮各部分的名称和代号。2.掌握直齿圆柱齿轮的主要参数教学重点及难点：重点：直齿圆柱齿轮的主要参数难点：模数教学方法及构思：讲授法 通过挂图介绍直齿圆柱齿轮几何要素的名称代号，为后续直齿圆柱齿轮各部分几何尺寸的计算打好基础，模数是齿轮的一个重要参数，着重阐明什么是模数？为什么要设模数？模数对轮齿几何尺寸的影响。教具及其它：挂图181-56 第25页 教 学 内 容 及 过 程组织教学、讲授新课 ：第4节 直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 1、 齿轮各部分的名称和代号（挂图181-56） 1.端平面:圆柱齿轮上垂直于齿轮轴线的表面。2. 齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径用da表示 齿槽：齿轮上相邻两轮齿之间的空间。 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.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。5. 基圆:其直径用df表示。 6.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。 7.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。8.齿距：相邻两齿同侧齿廓在分度圆上对应两点之间的弧长称为齿距，用p表示。pse9.基圆齿距：相邻两齿同侧齿廓对应点在基圆周上的弧长，用pb表示 10.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。 11.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。 12.齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。13.齿宽：沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度，用b表示。14.顶隙：一对相啮合的齿轮，一个齿轮的齿顶与另一齿轮的齿根间的径向距离。15.中心距：对相啮合的齿轮两轴线之间的垂直距离。二、主要参数： 第26页教 学 内 容 及 过 程 模数m 分度圆周长=dZp， d 规定mp (mm) 则 d =m.z 由于为一无理数，为了计算和制造上的方便，人为地把p规定为有理数，即齿距P除以圆周率所得的商称为模数，用m表示。并规定了标准模数系列，见表3.1 模数有如放大倍数，z一定时，m 、几何尺寸 承载能力 2.齿数Z：一个齿轮的牙齿数目即齿数。 m 一定时，z 几何尺寸 齿廓曲线越趋平直 压力角 通常说的压力角指分度圆上的压力角，用表示。我国规定标准压力角20。 对齿形的影响 P.39 图3.11 20o传动费力，承载能力4. 齿顶高系数ha*齿顶高与模数之比 ha*=ha/m ha=ha*.5.顶隙长期系数C*顶隙与模数之比 C*=c/m c= C*.m ha*、C*见表3.2 正常齿 ha*1, C*0.25短齿 ha*0.8, C*0.3小结作业：习p.7 一、9，10，11，二、2 三、1，2 四、1，2 第27页重庆市第二交通技工学校授课教案课名:机械基础 教师: 安晓光授课时间 年 月 日（第 周星期 ）第 节 班级 授课内容：第四节 直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸（二） 三、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 四、径节制齿轮教学目的及要求：1. 掌握直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算。2. 了解径节制齿轮。 教学重点及难点：重点：外啮合正常标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算教学方法及构思：讲授法 先复习直齿圆柱齿轮各部分的名称、代号及基本参数，再重点强调d,db,p,ha,hf,的计算公式，其余公式重在阐明导出关系，并通过例题加深巩固。教具及其它： 第28页 教 学 内 容 及 过 程组织教学复习旧课：1.直齿圆柱齿轮各部分的名称、代号(在挂图181-56上指认）讲授新课 ：三、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 1、啮合正常标准直齿圆柱齿轮 以d,db,p,ha,hf,为重点，其余公式阐明导出关系， 齿顶高 径向 齿根高 齿 高 分度圆直径 d=mz直径 基圆直径 db=dcos=mzcos 齿顶直径 da=d+2ha=m(z+2) 齿根圆直径 df=d-2hf=m(z-2.5) 齿 距 p=m周向 齿 厚 s=p/2=m/2 槽 宽 e=p/2=m/2 基圆齿距 pb=pcos=mcos齿宽 b=(6-10)m顶隙 c=c*m=0.25m中心距 a=d1/2+d2/2=m(z1+z2)/2例：一标准直齿圆柱齿轮，已知齿数z=24,测得齿根圆直径 第29页教 学 内 容 及 过 程df=107.5mm.试计算这个齿轮各部分的几何尺寸。分析：ha*,c*,z, 为已知，m通过df求得解： 该齿轮为标准直齿圆柱齿轮 df=m(z-2.5) 则 m=df/z-2.5=107.5/24-2.5=5 (mm)5个参数已齐，即可分别计算各部分尺寸讲解习P.9五、3，42、 内啮合齿轮介绍特点及尺寸计算与外齿轮的异同。4、 径节制齿轮 简介之小结作业：习p.7 一、12，二、3 三、3，4 五、2，4 第30页重庆市第二交通技工学校授课教案课名:机械基础 教师: 安晓光授课时间 年 月 日（第 周星期 ）第 节 班级 授课内容：第五节 一对渐开线齿轮的啮合传动教学目的及要求： 掌握渐开线齿轮的啮合特性教学重点及难点：重点：渐开线齿轮的啮合特性难点：i=rb2/rb1的推导教学方法及构思：谈话法、图示法 复习渐开线的性质（谈话法）。通过挂图先讲解有关渐开线齿廓啮合传动时的基本概念，再结合挂图由渐开线的性质推导出传动比i=rb2/rb1=常数，从而得出渐开线齿廓的啮合特性。教具及其它： 挂图181-58 第31页 教 学 内 容 及 过 程组织教学复习旧课：复习渐开线的性质（谈话法）讲授新课 ：第五节 一对渐开线齿轮的啮合传动1、 基本概念（ 挂图181-58）1、啮合点：啮合时，两齿廓的接触点（K）。2、啮合线：啮合点的移动轨迹。渐开线齿轮的啮合线是两基圆的内公切线。（难点）根据渐开线的性质法线必切于基圆和高副接触点有公切线论证之3、 节点：啮合线与两齿轮连心线的交点P。4、 节圆：以齿轮中心为圆心通过节点的圆。5、 啮合角/：过节点的运动方向线与啮合线的夹角。2、 啮合特性 1、能保持恒定的传动比 通过挂图讲解推导出两齿轮的传动比为： in1/n2=12r2r1rb2rb1常数 2、传动的可分离性 当两轮的中心距稍有变化时，仍能保持瞬时传动比恒定的性质，称为渐开线齿轮传动的可分性。 由于齿轮制造和安装误差等原因，常使渐开线齿轮的实际中心距与设计中心距之间产生一定误差，但因有可分离性的特点，其传动比仍能保持不变。a ,两节圆半径 ，啮合角 a过大轮齿侧会出现间隙反向回 第32页教 学 内 容 及 过 程转时会产生冲击。故a误差有一定规定。3. 正确啮合条件为避免两齿廓局部重叠或侧隙过大（卡死，冲击）须 pb1= pb2而 pb=pcos=mcos m1cos1=m2cos2故正确啮合条件 m1= m21=2简介第六节小结作业：习p.7 一、14，15，二、4，三、8，9，五、7 第33页重庆市第二交通技工学校授课教案课名:机械基础 教师: 安晓光授课时间 年 月 日（第 周星期 ）第 节 班级 授课内容：第八节 蜗杆传动教学目的及要求： 1、了解蜗杆传动的组成、特点及基本参数2、掌握传动比的计算及蜗杆、蜗轮转向的判定教学重点及难点：重点：传动比的计算及蜗杆与蜗轮之间的转向难点：蜗杆、蜗轮转向的判定教学方法及构思：讲授法 练习法 简介蜗杆传动的组成、类型和应用特点，让学生熟习蜗杆传动的相关概念，重点讲授传动比的计算及回转方向的判定，先通过举例讲明判定方法的运用，再分别画几种不同形式的传动图,抽学生上台判定以攻克难点。教具及其它： 第34页 教 学 内 容 及 过 程组织教学讲授新课 ： 第八节 蜗杆传动蜗杆传动：是由蜗杆副组成，用来传递空间垂直交错轴间的运动和动力的传动装置。一、组成蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。二、类型 阿基米德蜗杆圆柱蜗杆 渐开线蜗杆 常用类型 延伸渐开线蜗杆圆弧面蜗杆按螺旋方向分：右旋、左旋。按蜗杆头数分：单头、多头。三、蜗杆传动回转方向的确定1.螺旋方向的判定右手法则判定2.蜗轮旋转方向的判定右旋蜗杆 用右手左旋蜗杆 用左手四、蜗杆传动的特点及应用1.传动比大，结构紧凑。用于传递动力时，i=880, 用于传递运动时，i可达1000。2.传动平稳，噪声小。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。 第35页教 学 内 容 及 过 程3.具有自锁性能。当蜗杆导程角小于当量摩擦角时，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h=0.70.8，具有自锁性传动时效率h=0.40.5。故不适用于传递大功率和长期连续工作。5. 成本高。为了减少摩擦，蜗轮常用贵重的减摩材料（如青铜）制造。五、基本参数1.模数和压力角在主（中间）平面（通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面）内，蜗杆和蜗轮的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合，故规定在主平面内的几何参数为标准值。即：蜗杆 mx1=m, x1=20o （轴向）蜗轮 mt2=m t2=20o （端面） 2.蜗轮螺旋角b和蜗杆导程角 蜗轮螺旋角b是蜗轮分度圆柱面上螺旋线与轴线之间所夹的锐角。 蜗杆导程角是蜗杆分度圆柱面上螺旋线