教案33,34齿轮传动.doc

冀 中 职 业 学 院 机 电 工 程 系 教 案
第33,34教案
课程名称
汽车机械基础
学时
2
教师

课 题
§3 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
课型
新授课
学习目标
理解直齿圆柱齿轮的正确啮合条件
掌握标准直齿轮正确安装条件、连续传动条件。
了解直齿圆柱齿轮的失效形式
学习重点
直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、连续传动条件
学习难点
标准直齿轮正确安装条件
教学方法
讲授课、案例教学法、视频演示法
教学手段
多媒体PPT、板书、直齿圆柱齿轮、视频
教学活动流程
一、 组织教学
二、 复习旧知
直齿圆柱齿轮齿廓啮合基本定律
直齿圆柱齿轮各部分名称及基本尺寸计算
三、导入
先演示圆柱齿轮啮合传动，其靠齿面直接啮合来传递运动。齿形也按渐开线曲线制作，因而它具有许多特点，其突出的是传动比恒定，无论任何瞬时传动，传动比都达到完全准确。此外还具寿命长，传递功率大的优点，当然制造比较复杂，成本较高。
二、新授课
§3 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
一、 正确啮合条件
一对渐开线齿轮在传动时，　啮合点都应在啮合线N1N2上正确啮合，法向齿距pb须： pb1=pb2
pb1=pb2 → pm1cosa1 = pm2cosa2
正确啮合条件：
两轮的模数和压力角分别相等
二、中心距和啮合角
(1) 标准安装
两个要求:(1)侧隙(s’-e’)为0; (2)顶隙为标准值(c=c*m)
标准中心距

(节圆与分度圆重合)
啮合角α'

(2) 非标准安装

（3）比较
• 节 圆(啮合参数) 分度圆(几何参数)
• 啮合角(啮合参数) 压力角(几何参数)
• 节点：啮合接触点的公法线与连心线的交点
• 节圆：过节点的圆
• 啮合线：齿廓接触点的轨迹
• 啮合角：节圆的公切线与啮合线N1N2之间的夹角(锐角)
• 分度圆：齿轮上模数和压力角均为标准值的圆
• 压力角：齿轮齿廓上的法线与速度方向之间的夹角(锐角)

一对齿轮的啮合过程
• 啮合线N1N2
• 理论啮合线段： N1N2(啮合极限点)
• 开始啮合时，主动轮的齿根与从动轮的齿顶接触，逐渐下移
• 主动轮：齿根®齿顶
• 从动轮：齿顶®齿根
• 脱离啮合时，主动轮齿顶与从动轮的齿根接触
• 开始啮合点：从动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2
• 终止啮合点：主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1
• 实际啮合线段： B1B2
• 齿顶圆加大,B2、B1就趋近于N1、N2
三、齿轮连续传动的条件
　　所以齿轮连续传动的条件为：两齿轮的实际啮合线B1B2应大于或等于齿轮的基圆齿距pb。
四、变位齿轮的概念
　　用展成法加工齿轮时，当齿数较少时，有时会发现刀具的顶部切入齿轮的根部，将齿轮根部的渐开线切去的现象，通常称之为根切，如图7-11所示。
与标准齿轮相比，正变位齿轮分度圆齿厚和齿根圆齿厚增大，轮齿强度增大，但齿顶变尖；负变位齿轮齿厚的变化恰好相反，轮齿强度削弱，如图7-12所示。

避免发生根切的措施
• 限制小齿轮的最小齿数；
• 减少齿顶高系数(重合度减少、非标准刀具)；
• 增大分度圆压力角(正压力径向力增大、非标准刀具)；
采用变位修正法：
通过改变刀具与轮坯的相互位置以避免根切，从而达到可以制造较少齿数的齿轮。这样制造出来的齿轮称为变位齿轮。切齿刀具所移动的距离 xm 称为径向变为量。
（x —变位系数，m — 模数）
3. 不产生根切的最少齿数

五、齿轮传动失效的形式
齿轮传动的失效一般是指轮齿的失效。常见的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等几种形式。
1．轮齿折断
轮齿折断是指齿轮的一个或多个齿的整体或其局部的断裂。通常有疲劳折断和过载折断两种。
2．齿面点蚀
齿轮工作时，轮齿齿面在法向力的作用下将产生接触应力，并按脉动循环变化。当齿面在过高的交变接触应力的反复作用下，齿面上的金属将小块脱落，形成麻点状的凹坑，称为点蚀。
3．齿面磨损
磨损是齿轮在啮合传动过程中，轮齿接触表面上的材料摩擦损耗的现象。齿面磨损一方面导致渐开线齿廓形状被破坏，引起噪声和系统振动；另一方面使轮齿变薄，可间接导致轮齿的折断。
　4．齿面胶合
胶合是相啮合齿面的金属，在一定压力下直接接触发生粘着，同时随着齿面间的相对运动，使金属从齿面上撕落而引起的一种严重粘着磨损现象。胶合又有热胶合和冷胶合之分。
5．塑性变形
在过大的应力作用下，轮齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的塑性变形。
齿轮的失效形式与传动工作情况相关。
按工作情况，齿轮传动可分为开式传动和闭式传动两种。开式传动是指传动裸露或只有简单的遮盖，工作时环境中粉尘、杂物易侵入啮合齿间，润滑条件较差的情况，如图7-13a所示。闭式传动是指被封闭在箱体内，且润滑良好的（常用浸油润滑）的齿轮传动，如图7-13b所示。开式传动以磨损及磨损后的折齿失效为主，闭式传动则以疲劳点蚀或胶合为主。

点名，记考勤（2分钟）
对照直齿圆柱齿轮复习提问（5分钟）

（3分钟）

（5分钟）
视频演示

（10分钟）

（10分钟）

（15分钟）
对比

（5分钟）

（15分钟）
动画演示

（20分钟）

举例
本课小结：
一、 渐开线标准直齿轮正确安装条件
二、 渐开线标准直齿轮连续传动条件。 
三、 变位齿轮的概念
四、齿轮传动失效的形式

（5分钟）
教师提问引导学生总结
课后实践（推荐学习、作业）
1、 渐开线标准直齿轮正确安装条件是什么？
2、 齿轮传动失效的形式有哪些？

课后反思：
本节课进一步加强渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸计算的理解，加深了标准直齿轮正确 安装条件、连续传动条件的理解。

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