齿轮传动的特点、应用、渐开线的形成及性质

1、机械设计基础课程单元教学设计单元标题齿轮传动的特点、应用及分类 渐开线的形成与性质单元教学学时2在整体设计中的位置第29次授课班级上课地点教学目标能力目标知识目标素质目标1.能够了解齿轮传动的特点、应用及分类；2.能够根据渐开线的形成过程总结出渐开线的基本性质；3.能够推导渐开线的齿廓的啮合特性；1.了解齿轮传动的特点、掌握应用及分类；2.理解渐开线的形成过程；3.掌握渐开线的基本性质，渐开线的齿廓的啮合特性；1.培养学生热爱本专业、爱学、会学的思想意识。2.培养学生应用理论知识分析和解决实际问题的能力；3.培养学生遵守职业岗位操作规范的习惯；4.培养学生的团队合作意识；能力训练任务及案例任务

2、1. 明确齿轮的分类。任务2.理解渐开线的形成并总结渐开线的基本性质。任务3.掌握渐开线齿廓的啮合特性。教学材料1.教材2.使用多媒体辅助教学。3.齿轮实物以及挂图4.机械机构示教板单元教学进度步骤教学内容教学方法学生活动工具手段时间分配1设置情景提出问题试设计两级减速器中的低速级直齿轮传动。已知：用电动机驱动，载荷有中等冲击，齿轮相对于支承位置不对称，单向运转，传递功率P10 kW，低速级主动轮转速nl400rmin，传动比i3.5。情景教问题探究问题引领听讲思考黑板、ppt10分钟2讲讲授新知提供咨询授新知提供咨齿轮传动的特点、应用及分类1齿轮传动的特点优点：传递功率大、速度范围广、效率高

3、、结构紧凑、工作可靠、寿命长；且能实现恒定的传动比和空间任意两轴的运动与动力传递缺点：制造和安装精度要求高、成本高；且不宜用于中心距较大的传动；低精度齿轮易产生较大的噪声和振动2齿轮传动的分类及应用 分类：（图10-1） 应用：广泛用于各类传动机构中讲授法启发式问题探究讨论法分数激励听讲讨论回答黑板、ppt、机械机构示教图15分钟3设置情景提出任务拿出齿轮模型及实物，让学生们对此进行分类情景教问题探究问题引领听讲思考黑板、ppt10分钟3讲授新知提供咨询渐开线的形成原理和基本特性 一.渐开线的形成及其特性1渐开线的形成：发生线NK沿半径为rb的圆作纯滚动则发生线上的任意一点K的轨迹曲线该圆的渐

4、开线。讲授法启发式问题探究讨论法分数激励听讲讨论回答黑板ppt视频53讲授新知提供咨询渐开线的特性：1.发生线在基圆上滚过的长度等于基圆被滚过的弧长，即NK长等于弧长AN2.发生线NK是基圆的切线和渐开线上K点的法线，线段NK为渐开线在K点的曲率半径，N点为其曲率中心。3.渐开线上某一点的法线（受力时不计摩擦时的正压力Fn方向线），与该点速度vK方向所夹的锐角aK，称为该点的压力角：                  

5、;                 渐开线上各点的压力角不等，离开基圆越远的点，其压力角越大。4.渐开线的形状决定于基圆的大小，基圆越大渐开线越平直，反之则越弯曲5.基圆内无渐开线。演示法总结黑板、PPT20分钟3讲授新知提供咨询 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 一.渐开线齿廓的啮合特性 1瞬时传动比不变性（齿廓啮合基本定律）相互啮合的一对齿廓在任一瞬时的传动比与两齿轮的连心线与该对啮合齿廓接触点的公法线所分得的两线段成反比即

6、i=w1/w2=O2C/O1C=常数节圆：分别以O1和O2为圆心、以O1C和O2C为半径作圆，其半径用r1和r2表示2中心距可分性在图中，因为O1N1CO2N2C，所以 在齿轮加工完成后因其基圆半径已经确定，所以即使两齿轮的中心距稍有改变（象制造和安装误差以及磨损等原因），也不会影响齿轮的传动比。3传递压力的方向不变性（啮合角为常数）啮合线：齿轮传动时其齿廓接触点的轨迹线称（渐开线齿廓啮合时，由于无论在哪一点接触，接触齿廓的公法线总是两基圆的内公切线N1N2。故渐开线齿廓的啮合线就是直线N1N2）啮合角：啮合线N1N2与两齿轮节圆的公切线tt间的夹角a¢啮合角在数值上等于渐开线在节圆上的压力角。分析：由于两齿廓啮合时，其间的正压力是沿齿廓法线方向作用，也就是沿啮合线方向传递。故啮合角不变齿廓间压力方向不变若齿轮传递的力矩恒定，则轮齿之间、轴与轴承之间压力的大小和方向也均不变，从而传动平稳。这也是渐开线齿廓传动的一大优点。实际中心距： 实际中心距与标准中心距的关系： 注意：1）当一对齿轮相互啮合时才有节圆和啮合角，单个齿轮没有节圆和啮合角，只有分度圆与压力角 2）当a=a/ 时为标准安装（无侧隙安装），只有此时齿轮的节圆与分度圆重合讲授法启发式问题探究讨论