第三讲齿轮和弹簧

第三讲齿轮和弹簧1.知识要点（1）渐开线齿轮齿廓参数（2）直齿圆柱齿轮的图样画法（3）直齿圆锥齿轮的图样画法（4）圆柱螺旋压缩弹簧的画法2.教学设计利用实物模型和课件组织教学，演示直齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的啮合画法，不能全用课件演示，否则学生不能掌握正确的画图步骤。弹簧只介绍圆柱螺旋压缩弹簧的画法。3.课前准备各种齿轮模型、各种类型的弹簧和齿轮零件图。4.教学内容一、齿轮齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。常见的齿轮传动形式有三种：圆柱齿轮传动——用于两平行轴之间的传动。圆锥齿轮传动——用于两相交轴之间的传动。蜗轮蜗杆传动——用于两交叉轴之间的传动。1、圆柱齿轮圆柱齿轮按其齿线方向可分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和人字齿轮。本节主要介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画法。（1）圆柱齿轮各部分名称和尺寸关系①齿数z轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。②齿顶圆da通过齿轮各齿顶端的圆，称为齿顶圆③齿根圆df通过齿轮各齿槽根部的圆，称为齿根圆。④分度圆d齿轮上一个约定的假想圆，齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆。在该圆上齿槽宽e与齿厚s相等，即e=s。⑤节圆d'两齿轮啮合时，位于连心O1O2上的两齿廓接触点P，称为节点。分别以O1、O2为圆心。O1P、O2P为半径所作的两相切的圆称为节圆。正确安装的标准齿轮d'=d。⑥齿距p、齿厚s、齿槽e在分度圆上，相邻两齿廓对应点之间的弧长为齿距；在标准齿轮中，分度圆上e=s，p=s+e。⑦齿高h、齿顶高ha、齿根高hf轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离为齿高；齿顶圆与分度圆的径向距离为齿顶高；分度圆与齿根圆的径向距离为齿根高。⑧模数m由于齿轮的分度圆周长=zp=πd，则d=zp/π，为计算方便，将p/π称为模数m，则d=mz。模数是设计、制造齿轮的重要参数。模数的数值已标准化，如表7—5所示。齿轮模数系列(GB1357—87)mm第一系列11.251.522.5345681012162025324050第二系列1.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.55.5(6.5)79(11)141822283645⑨压力角（啮合角）α在节点处，两啮合齿轮齿廓曲线的公法线与两节圆的公切线所夹的锐角，称为压力角，我国采用的压力角一般为20ο。⑩中心距齿轮副的两轴线之间的最短距离，称为中心距。(2)直齿圆柱齿轮的规定画法①单个齿轮的画法国家标准只对齿轮的轮齿部分作了规定画法，其余结构按齿轮轮廓的真实投影绘制。GB4459.2—84规定齿轮画法为：齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制；分度圆和分度线用点画线绘制；齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可省略不画。在剖视图中，齿根线用粗实线绘制；当剖切平面通过齿轮轴线时，轮齿一律按不剖处理。②两齿轮啮合的画法在投影为圆的视图上，两分度圆画成相切。也可将齿根圆及啮合区内的齿顶圆省略不画。2、圆锥齿轮简介（1）圆锥齿轮的特点锥齿轮常用于垂直相交轴齿轮副传动。轮齿分布在圆锥面上，齿厚、模数和直径，由大端到小端是逐渐变小的。为了便于设计和制造，规定以大端模数为标准来计算各部分尺寸。（2）圆锥齿轮啮合的画法锥齿轮的主视图常画成剖视图，啮合区的画法与圆柱齿轮的画法相似，左视图按两轮齿的外形轮廓画出。3、蜗杆蜗轮简介（1）蜗杆、蜗轮的结构特点蜗杆、蜗轮用于垂直交错两轴之间的传动，一般蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。蜗杆的齿数称为头数，常用的有单头和双头。蜗轮可以看作是一个斜齿轮，为了增加与蜗杆的接触面积，蜗轮的齿顶常加工成凹弧形。蜗杆、蜗轮传动可以得到很大的传动比,传递也较平稳,但效率低。一对蜗杆、蜗轮啮合，其模数必须相同，蜗杆的导程角与蜗轮的螺旋角大小相等，方向相同。（2）蜗杆、蜗轮的画法蜗杆一般选用一个视图，其齿顶线、齿根线和分度线的画法与圆柱齿轮相同，齿形可用局部剖视图或局部放大图表示。蜗轮的画法与圆柱齿轮相似。蜗杆、蜗轮啮合的画法有两种，画成剖视图和外形图。在蜗轮投影为圆的视图中，蜗轮的节圆与蜗杆的节线相切。二、弹簧弹簧是机器、车辆、仪表、电气中的常用件，它可以起减震、夹紧、储能和测力等作用。弹簧的特点是：除去外力后，可立即恢复原状。弹簧的类型很多，这里只介绍圆柱螺旋压缩弹簧的画法，其它种类弹簧的画法请查阅国家标准。1、圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称和尺寸关系图为圆柱螺旋压缩弹簧各部分尺寸及画法。d——簧丝直径；D——弹簧外径，弹簧的最大直径；D1——弹簧内径，弹簧的最小直径，D2——弹簧中径，弹簧的平均直径，t——节距，指除弹簧支承圈外，相邻两圈的轴向距离；n0——支承圈数，弹簧两端起支承作用，不起弹力作用的圈数，一般为1.5、2、2.5圈三种，常用2.5圈。n——有效圈数，除支承圈外，保持节距相等的圈数。n1——总圈数，支承圈与有效圈之和，即：H0——自由高度，弹簧在没有负荷时的高度，即:L——簧丝长度，弹簧钢丝展直后的长度。螺旋弹簧分为左旋和右旋两类。2、圆柱螺旋压缩弹簧的画法（1）几项基本规定在平行于螺旋弹簧轴线的投影面的视图中，其各圈的轮廓线应画成直线。左旋弹簧允许画成右旋，但要加注“左”字。螺旋压缩弹簧如果两端并紧磨平时，不论支承圈多少和末端并紧情况如何，均按支承圈为2.5圈的形式画出。四圈以上的弹簧，中间各圈可省略不画，而用通过中径线的点画线连接起来（2）单个弹簧的画法弹簧的作图步骤如为：（3）在装配图中螺旋弹簧的画法弹簧各圈取省略画法后，其后面结构按不可见处理。可见轮廓线只画到弹簧钢丝的断面轮廓或中心线上。在装配图中，簧丝直径≤2mm的断面可用涂黑表示，且中间的轮廓线不画。簧丝直径＜1mm时，可采用示意画法。本章主要介绍了标准件、常用件的规定画法和标记。在螺纹的规定画法中，牙顶用粗实线表示(用手摸得着的直径)；牙底用细实线表示(用手摸不着的直径)；螺纹终止线用粗实线表示。剖视图中剖面线画到粗实线处。螺纹标注的目的主要是把螺纹的类型和参数体现出来，尺寸界线要从大径引出。齿轮的规定画法，齿顶线和齿顶圆用粗实线；分度线和分度圆用细实线；齿根线和齿根圆用细实线，可省略不画；当剖切平面通过齿轮的轴线时，齿根线用粗实线，轮齿按不剖处理。键连接、销连接和滚动轴承等标准件及常用件弹簧在图样中的画法要符合标准。其标记形式要正确。