第三章链传动和齿轮传动

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)1221zznni二、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：1221zznni4.应用特点：（P.36)第20页教学内容及过程二、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α越小越省力第23页教学内容及过程压力角αk：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（kv）方向所夹的锐角。（说明P.38定义的异同）cosαk=kbrr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：第四节直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸一、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。p＝s＋e9.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１．模数m∵分度圆周长=πd＝Zp，∴d＝zp.规定m＝p／π(mm)则d=m.z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。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°。α对齿形的影响P.39图3.11α20o传动省力，承载能力α20o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/mha=ha*.5.顶隙长期系数C*顶隙与模数之比C*=c/mc=C*.mha*、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mmhhaa*径向齿根高mmchhaf25.1)(**齿高mhhhfa25.2分度圆直径d=mz直径基圆直径db=dcosα=mzcosα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=πm周向齿厚s=p/2=πm/2槽宽e=p/2=πm/2基圆齿距pb=pcosα=πmcosα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,α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。四、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一、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③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α/：过节点的运动方向线与啮合线的夹角。二、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：i＝n1/n2=ω1／ω2＝r2′／r1′＝rb2／rb1＝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=pcosα=πmcosα∴πm1cosα1=πm2cosα2故正确啮合条件m1=m2α1=α2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=8～80,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