教案30-32渐开线直齿齿轮

冀中职业学院机电工程系教案第30-32教案1课程名称汽车机械基础学时2教师课题§2渐开线直齿圆柱齿轮课型新授课学习目标1.了解渐开线的形成及其基本性质。2.掌握直齿圆柱齿轮及齿轮传动中各部分的名称与正确啮合的条件。3.掌握直齿圆柱齿轮的几何尺寸与计算公式。学习重点直齿圆柱齿轮及齿轮传动中各部分的名称正确啮合的条件。学习难点直齿圆柱齿轮的几何尺寸与计算公式教学方法讲授法，举例法、情境教学法教学手段多媒体PPT、板书教学活动流程一、组织教学二、复习旧知齿轮的类型三、新授课§2渐开线直齿圆柱齿轮齿轮齿廓形状影响传动性能，若传动比变化从动轮转速不均匀惯性力、振动、噪音传动精度。一对齿廓在K点啮合，过K作两齿廓公法线n-n，与连心线交于P点，分析可知：P为齿廓1、2的瞬心则齿廓啮合基本定律：一对齿廓的瞬时速比，等于该瞬时接触点的公法线,截连心线为两段线段的反比。传动比恒定的条件：不论两齿廓在何位置接触，过其接触点所作两齿廓的公法线均须与连心线交于一固定的点P。节点-固定的点P节圆-节点位置固定-圆形齿轮点名，记考勤（2分钟）图片展示（3分钟）（15分钟）举例冀中职业学院机电工程系教案第30-32教案2-传动时，两节圆纯滚动-位置变化-节曲线-非圆齿轮公法线→n-n公切线→t-t啮合角→α’共轭齿廓：凡能按预定传动比规律相互啮合传动的一对齿廓理论上齿廓曲线无穷多，实际选用,须考虑设计、加工、安装、维修等要求。常用:渐开线、摆线、圆弧线.一、渐开线的形成当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任一点的轨迹称该圆的渐开线。二、渐开线的特性：1)发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的圆弧长度,即2)渐开线上任一点的法线恒与其基圆相切；切点B是渐开线上K点的曲率中心，BK为曲率半径;3)压力角－渐开线上任一点法向压力的方向与该点速度方向之间的夹角。K点的压力角k=cos-1(rb/rk)渐开线齿廓上各点压力角不等,rk愈大→k愈大4)渐开线的形状取决于基圆的大小；5)基圆以内无渐开线。•直线也是渐开线（5分钟）动画演示（15分钟）冀中职业学院机电工程系教案第30-32教案3推论:同一基圆所生成的同向或反向渐开线为法向等距曲线顺口溜：弧长等于发生线，基圆切线是法线三、渐开线齿廓的啮合特点1、定传动比渐开线齿轮传动具有传动比恒定、传动平稳的特点。齿轮的传动比是指主、从动齿轮角速度之比，工程上又常用主从动齿轮的转速之比表示，即i12=ω1/ω2=n1/n2传动比是否恒等于常数，影响到齿轮传动的平稳性。如图7-5所示。齿廓啮合基本定理：刚性齿廓啮合传动比为定值的条件是节点C为定点。凡满足啮合基本定理的一对齿廓称为共轭齿廓。2、渐开线齿廓传力稳定啮合点的公法线：N1N2接触点正压力方向：N1N2两基圆的内公切线：N1N2啮合线:啮合点的轨迹N1N2啮合点均在啮合线N1N2上（2）中心距可分性图7-5所示为一对渐开线标准齿轮的外啮合的情况，当两轮的分度圆与节圆恰好重合时，即d1=d’1，d2=d’2，此时安装中心距a与理论中心距a’（又称为标准中心距，为两轮分度圆半径之和）重合（a’=a），即a=1/2*(d1+d2)=a’=1/2*(z1+z2)（25分钟）冀中职业学院机电工程系教案第30-32教案4渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸1、名称和符号(外齿轮)齿数（Z）齿顶圆（ra）齿根圆（rf）任意圆上的齿厚（sr）任意圆上的齿槽宽（er）任意圆上的齿距（pr）分度圆(r、d、p、s、e、=20o）:分度圆d=mz——模数和压力角均为标准值的圆.2、尺寸计算(齿轮计算的基本参数为m、Z、a和h、c*)1.分度圆d=mZ2.基圆db=dcosa=mZcosa3.齿顶高齿顶高系数ha*=14.齿根高hf=ha+C径向顶隙C=c*m顶隙系数c*=0.255.齿全高h=ha+hf（30分钟）冀中职业学院机电工程系教案第30-32教案56.齿顶圆da=d+2ha7.齿根圆df=d-2hf8.齿距p=pm9.基圆齿距pb=pmcosa10.法向齿距pn=pmcosa11.齿厚S=pm/212.齿槽e=pm/2标准齿轮m、、h*a、c*(20）为标准值且e=s三、标准齿条特点:1）齿廓为一直线，压力角α不变，也称为齿形角。2）与分度线平行的任一条直线上齿距p相等p=m四、内齿轮1）齿廓内凹2）根圆大于顶圆3）顶圆必须大于基圆图7-8所示为一圆柱内齿轮，内齿轮的齿廓是内凹的渐开线。其特点是：1）齿厚相当于外齿轮的齿槽宽，而齿槽宽相当于外齿轮的齿厚。2）内齿轮的齿顶圆在分度圆之内，而齿根圆在分度圆之外。其齿根圆比齿顶圆大。（10分钟）（10分钟）本课小结：一、渐开线的形成二、渐开线的特性渐开线齿廓的啮合特点渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸三、标准齿条四、内齿轮（5分钟）教师指导，学生总结冀中职业学院机电工程系教案第30-32教案6课后实践（推荐学习、作业）1、直齿圆柱齿轮正确啮合的基本条件有哪些？其基圆、分度圆、齿根圆、齿顶圆的区别是什么？2、已知某标准渐开线直齿圆柱齿轮的齿数为40，齿根圆直径为375mm。据此计算出齿轮的齿距、齿顶圆直径、分度圆直径及齿高。课后反思：先借助于多媒体课件和汽车上的各种手动变速器实体作为实体直观教学教具，学生了解了直齿圆柱齿轮基本知识，对其啮合的条件及应用还需进一步强调。