《机械测绘技术基础》配套教案：第7章齿轮轴零件

第7章：齿轮轴零件课次7-1课序：01课题：直齿轮的测量和绘图教学目标：（1）了解齿轮轴的功能、类型及特点。（2）了解齿轮轴的材料类型。（3）掌握齿轮轴零件各连接处的配合公差、几何公差、表面粗糙度等。（4）掌握齿轮轴的测绘步骤。重点与难点：重难点在于齿轮轴测绘的测绘步骤。教学设计：（1）介绍齿轮轴的功能、类型及特点、材料类型。（2）视频或图片教学齿轮轴零件各链接器零件各连接处的配合公差、几何公差、表面粗糙度等。（3）演示齿轮轴的测绘步骤。教学方法和教学手段：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、虚拟现实、视频等媒体技术。教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。多媒体教学资源：教学内容教学资料企业案例教学多媒体齿轮轴是组成机械的重要零件，也是机械加工中常见的典型零件之一。它本身要求有足够的强度和刚度、足够精确的尺寸和较高的表面粗糙度，与轴承配合处的轴颈表面还要有较高的硬度，因而材料应具有优良的综合机械性能。该轴包括圆柱面、齿轮、键槽等表面。支撑轴上零件借助齿轮传递转矩和动力，同时又通过轴承与机器的机架连接。1.《机械测绘技术基础》课程教材（word文档）2.《机械基础》教学课件（.ppt文件）1.零件的测绘.wrl1.《测量技术基础》.doc课前准备：将课程教材和收集的资料用PowerPoint制作成演示文档。1.变为齿轮（一）变位目的（1）避免根切。（2）改善小齿轮的寿命（大传动比时，使小齿轮齿厚增大，大齿轮齿厚减小，使一对齿轮的寿命相当）。（3）凑中心距。（二）齿轮的变位（1）用改变刀具与轮坯径向相对位置来切制齿轮的方法称径向变位法。（2）变位齿轮。xm——移距或变位；x——移距系数或变位系数。规定：x>0正变位x=0零变位x<0负变位（3）切削变位齿轮。分度圆不变，节线变。（4）变位齿轮和标准齿轮相比。m、α、r齿距、rb不变，齿厚、齿顶高、齿根高变化。（三）确定变位齿轮传动类型和变位系数x（1）．确定变位齿轮传动类型根据变位齿轮的原理可知，若a′=a，且da′=da，为标准齿轮传动，此时x1+x2=0，且x1=x2=0；若a′=a，但da′≠da，为等变位齿轮传动，此时x1+x2=0，x1=－x2；若a′>a，且da′≠da，x1+x2>0，则为正角变位齿轮传动；若a′<a，且da′≠da，x1+x2<0，则为负角变位传动。因此，可以用比较中心距的方法来判别变位齿轮传动类型，故用实测的中心距a′与标准中心距a比较、试车的齿顶圆直径da′与标准齿顶圆直径da比较，即可解决。（2）算实测的变位系数x1′和x2′若为等变位齿轮传动：（3）．若为角变位齿轮传动计算啮合角：计算两轮变位系数和：计算齿顶高变动系数σ：用齿顶圆直径计算变位系数：（4）．确定变位系数x1和x2由于实测变位系数x1′、x2′中含有由加工误差所引起的齿厚减薄量的影响，所以x1′、x2′值比原设计的变位系数x1和x2的值要小。因此，必须同时考虑将x1′、x2′加大一定量的值（也可以采用圆整的方法，一般情况可圆整到小数点后3位），并使x1′+x2′满足于无侧隙啮合方程，此时就可将其确定为原设计的变位系数x1′、x2′。（5）．确定h*a和c*由于按实测计算所得的da′、df′和h′值中包含有h*a、c*加工误差（σ）三部分的影响,而加工误差又为负值，所以原齿轮的da、df和h的设计值大于实测值。所以有h=h′+加工误差=(2h*a+c*－σ)m。由实测h′、m和σ，且因h*a和c*为标准值，又由于正常齿的h*a=1、c*=0．25，短齿的h*a=0．8、c*=0．（4），就可判定h*a和c*的值。（5）．计算核对齿轮的几何尺寸至此，就可以根据确定的z、m、α、h*a、c*、x和σ计算出被测齿轮原设计的几何尺寸了。2.测量如图7－1所示的齿轮轴的尺寸并绘制出正确的图纸【重点】（一）、零件分析齿轮轴的特点（1）齿轮轴一般是小齿轮（齿数少的齿轮）。（2）齿轮轴一般是在高速级（也就是低扭矩级）。（3）齿轮轴很少作为变速的滑移齿轮，一般都是固定运行的齿轮，一是因为处在高速级，其高速度是不适合进行滑移变速的。（4）齿轮轴是轴和齿轮合成的一个整体，但是在设计时还是要尽量缩短轴的长度，太长了一是不利于上滚齿机加工，二是轴的支撑太长导致轴要加粗而增加机械强度（如刚性、挠度、抗弯等）。减速器齿轮轴一般多为阶梯形的直轴。从零件图来看，本零件为回转体零件结构，较为简单，但由于传动和装配精度要求较高，故要注意一些细节。齿轮轴的表面组成为14、16等圆柱面及40齿面、4×12键槽、M12螺纹。对于圆柱面16、14、齿面40为主要加工表面，尺寸要求精度高而且其表面粗糙度有一定要求。此外圆柱面16及齿面60要求基准轴有相应的同轴度要求，为保证传动精度和稳定，键槽宽度精度要求较高，其余表面粗糙度为Ra12．5μm。（二）、绘制草图受拆卸现场条件所限，可先用铅笔绘制一张外形草图，用游标卡尺测量出零件上的基本外形尺寸，并标注在草图上，如图7－2所示。（三）、尺寸配合（1）．尺寸要求由拆卸的过程可以得知，齿轮轴两边是滑动轴承配合，根据《机械零件设计手册》查得此尺寸配合为H7/js6。直齿圆柱齿轮的键槽宽度根据《机械零件设计手册》查得：轴14宽度为4，公差为-0．030~0，槽深为11．5，公差为0~+0．100。（2）．形位要求根据《机械零件设计手册》查得：直齿圆柱齿轮轴两16轴的同轴度为0．018，齿轮两侧面相对于中心轴线的跳动公差为0．018，轴孔键槽的对称度为0．05，对轴孔轴线的平行度为100∶0.05。（四）、表面粗糙度根据《机械零件设计手册》查得：齿轮轴齿面的表面粗糙度为Ra3．2μm；池顶与齿轮的两端面为Ra6．3μm；与齿轮相接触的配合表面粗糙度为Ra1．6μm；其余为Ra6．3μm。（五）、齿轮零件材料、热处理状态（1）．材料选择根据使用要求和工作条件选取合适的材料，普通齿轮选用中碳钢和中碳合金钢，如40、45、50、40MnB、40Cr、45Cr、42SiMn、35SiMn2MoV等。要求高的齿轮可选取20Mn2B、18CrMnTi、30CrMnTi、20Cr等低碳合金钢。对于低速轻载的开式传动可选取ZG40、ZG45等铸钢材料或灰口铸铁。非传力齿轮可选取尼龙、夹布胶木或塑料。本齿轮轴采用材料：45钢。（2）．齿面的热处理是为了提高齿面硬度、增加齿轮的承载能力和耐磨性而进行的齿面高频淬火、渗碳淬火、氮碳共渗和渗氮等热