教案課程代碼：課程名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程性質(zhì)：√必修課□限選課□任選課學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3授課專業(yè)：授課教師：使用學(xué)期：xx-xx學(xué)年度第二學(xué)期審批意見：簽字：日期：

課程基本信息課程標(biāo)準(zhǔn)（教學(xué)大綱）名稱、批準(zhǔn)單位及時(shí)間課程標(biāo)準(zhǔn)名稱：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)單位：批準(zhǔn)時(shí)間：年月教材名稱、作者、出版社及版本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，李文平、張永娟、周玉豐，機(jī)械工業(yè)出版社，2023年9月第3版。教學(xué)參考資料參考教輔資料：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，陳立德主編，高等教育出版社?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，隋明陽(yáng)主編，機(jī)械工業(yè)出版社?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，鄧紹銘主編，高等教育出版社?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》參考課程資源網(wǎng)址：/detail/236029831教法、學(xué)法建議教法：講授、教學(xué)做合一學(xué)法：自學(xué)、討論、互助、實(shí)踐課程考核依據(jù)及考核方式結(jié)合《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行考核?？己朔绞剑洪]卷班級(jí)名稱班編號(hào)本學(xué)期總學(xué)時(shí)其中講授時(shí)數(shù)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)或?qū)嶒?yàn)課時(shí)數(shù)習(xí)題(討論)課時(shí)數(shù)復(fù)習(xí)學(xué)時(shí)14838604備注

課程授課學(xué)時(shí)安排表序號(hào)班號(hào)/周次授課內(nèi)容計(jì)劃學(xué)時(shí)備注121帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)；V帶和帶輪V帶傳動(dòng)工作能力分析2理論課2普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算2理論課3齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型及齒廓嚙合基本規(guī)律漸開線齒廓性質(zhì)、特點(diǎn)2理論課4漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分名稱、參數(shù)和幾何尺寸2理論課5漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)漸開線齒輪的加工方法及根切現(xiàn)象平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)2理論課6齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪常用材料及熱處理及齒輪傳動(dòng)精度標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算2理論課7標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑2理論課8漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)測(cè)定與分析2實(shí)驗(yàn)課9蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、材料和結(jié)構(gòu)2理論課10蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算2理論課11輪系的分類、定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算2理論課12行星輪系的傳動(dòng)比計(jì)算2理論課13組合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算及輪系的功用2理論課14螺紋特點(diǎn)、參數(shù)及螺紋副的受力分析螺紋聯(lián)接的主要類型和使用2理論課15螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算和螺旋傳動(dòng)2理論課16滾動(dòng)軸承2理論課17鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接2理論課18軸的分類、材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2理論課19軸的強(qiáng)度計(jì)算、軸設(shè)計(jì)的舉例、軸承的組合設(shè)計(jì)2理論課20減速器拆裝及結(jié)構(gòu)分析2實(shí)驗(yàn)課21聯(lián)軸器和離合器2理論課22機(jī)構(gòu)拼裝實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)課23復(fù)習(xí)2復(fù)習(xí)課24習(xí)題2習(xí)題課合計(jì)48

序號(hào)NO1課題帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)V帶和帶輪V帶傳動(dòng)工作能力分析教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：掌握帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)，V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)，V帶傳動(dòng)工作能力分析能力目標(biāo)：會(huì)對(duì)V帶傳動(dòng)能力進(jìn)行分析重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)難點(diǎn)：V帶傳動(dòng)工作能力分析采用教法講授、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容。2.本節(jié)任務(wù)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)實(shí)施過(guò)程：①小組以任務(wù)課堂自主學(xué)習(xí)歸納，教師巡回指導(dǎo)；②小組分工展示學(xué)習(xí)成果，（講課和板書）；③教師點(diǎn)評(píng)小組學(xué)習(xí)成果，并作補(bǔ)充講解。任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1、傳動(dòng)的組成固聯(lián)于主動(dòng)軸上的帶輪1(主動(dòng)輪)；固聯(lián)于從動(dòng)軸上的帶輪3(從動(dòng)輪)；緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶22、帶傳動(dòng)的類型（1）摩擦帶傳動(dòng)平帶；圓帶；V帶；多楔帶（2）嚙合帶傳動(dòng)A.平帶：平帶的截面形狀為矩形，內(nèi)表面為工作面。平帶傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的場(chǎng)合應(yīng)用較多。B.V帶：截面形狀為梯形，兩側(cè)面為工作表面。應(yīng)用最廣的帶傳動(dòng)是Ｖ帶傳動(dòng)，在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。C.多楔帶：它是在平帶基體上由多根V帶組成的傳動(dòng)帶?？蓚鬟f很大的功率。多楔帶傳動(dòng)兼有平帶傳動(dòng)和Ｖ帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場(chǎng)合。D.圓形帶：橫截面為圓形。只用于小功率傳動(dòng)。3、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)（1）彈性帶能緩和沖擊、吸收振動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)噪聲。（2）存在彈性滑動(dòng)，不能保證傳動(dòng)比恒定。（3）滑動(dòng)摩擦損耗功率，降低傳動(dòng)效率。因此效率低。（4）過(guò)載打滑的特點(diǎn)，可保護(hù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。（5）中心距大，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，維護(hù)方便。

工業(yè)上用得最多的是普通V帶傳動(dòng)，功率在100kW以下，速度在5～25m/s，傳動(dòng)比可達(dá)7，效率為0.94～0.96。任務(wù)2：V帶和帶輪的結(jié)構(gòu)實(shí)施過(guò)程：①小組以任務(wù)課堂自主學(xué)習(xí)歸納，教師巡回指導(dǎo)；②小組分工展示學(xué)習(xí)成果，（講課和板書）；③教師點(diǎn)評(píng)小組學(xué)習(xí)成果，并作補(bǔ)充講解。任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1、V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)（1）結(jié)構(gòu):標(biāo)準(zhǔn)V帶都制成無(wú)接頭的環(huán)形帶，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖所示。強(qiáng)力層的結(jié)構(gòu)形式有簾布結(jié)構(gòu)(制造方便,抗拉強(qiáng)度高)和線繩結(jié)構(gòu)(柔韌性好,抗彎強(qiáng)度高,適用帶輪直徑小,轉(zhuǎn)速較高場(chǎng)合)。（2）標(biāo)準(zhǔn):按截面尺寸的不同分為Y、Z、A、B、C、D、E共7種型號(hào)，其截面尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。在同樣的條件下，截面尺寸大則傳遞的功率就大.2、帶輪的材料與結(jié)構(gòu)（1）材料通常采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為HT150和HT200。轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成。小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。（2）結(jié)構(gòu)：帶輪由輪緣、輪輻、輪轂三部分組成。V帶輪按輪輻結(jié)構(gòu)不同分為四種形式：實(shí)心式、腹板式、孔板式、輪輻式任務(wù)3：V帶傳動(dòng)工作能力分析實(shí)施過(guò)程：①小組以任務(wù)課堂自主學(xué)習(xí)歸納，教師巡回指導(dǎo)；②小組分工展示學(xué)習(xí)成果，（講課和板書）；③教師點(diǎn)評(píng)小組學(xué)習(xí)成果，并作補(bǔ)充講解。任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1、V帶傳動(dòng)的受力分析

2、V帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析帶傳動(dòng)在工作過(guò)程中帶上的應(yīng)力有：拉應(yīng)力：緊邊拉應(yīng)力、松邊拉應(yīng)力；離心應(yīng)力：帶沿輪緣圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力在帶中產(chǎn)生的離心拉應(yīng)力；彎曲應(yīng)力：帶繞在帶輪上時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。工作時(shí)帶在變應(yīng)力工作狀態(tài)下工作，隨著位置的不同，應(yīng)力大小在不斷地變化，∴帶將產(chǎn)生疲勞破壞。由疲勞強(qiáng)度條件：3、帶的彈性滑動(dòng)和打滑帶傳動(dòng)在工作時(shí)，從緊邊到松邊，傳動(dòng)帶所受的拉力是變化的，因此帶的彈性變形也是變化的。帶傳動(dòng)中因帶的彈性變形變化而引起的帶與帶輪間的局部相對(duì)滑動(dòng)，稱為彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)與打滑的區(qū)別

A.現(xiàn)象：彈性滑動(dòng)發(fā)生在繞出帶輪前帶與輪的部分接觸長(zhǎng)度上

打滑發(fā)生在帶與輪的全部接觸長(zhǎng)度B.原因：彈性滑動(dòng)：帶兩邊的拉力差，帶的彈性

打滑：過(guò)載C.結(jié)論：彈性滑動(dòng)不可避免

打滑可避免三、小結(jié)1、帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)2、帶傳動(dòng)的工作分析3、彈性滑動(dòng)和打滑的區(qū)別備注提示1：講解時(shí)注意帶的類型及各自的特點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)合。提示2：要注意打滑和彈性滑動(dòng)的區(qū)別思考與練習(xí)1、帶傳動(dòng)的類型有哪些？2、帶傳動(dòng)中的打滑與彈性滑動(dòng)有何區(qū)別？它們對(duì)傳動(dòng)有何影響？教學(xué)反思

序號(hào)NO2課題普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：掌握V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，V帶傳動(dòng)常用的張緊方法和裝置能力目標(biāo)：掌握V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：V帶傳動(dòng)常用的張緊方法和裝置，V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算難點(diǎn)：V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算采用教法講授、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容。2.本節(jié)任務(wù)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：普通V帶的設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程：①小組以任務(wù)課堂自主學(xué)習(xí)歸納，教師巡回指導(dǎo)；②小組分工展示學(xué)習(xí)成果，（講課和板書）；③教師點(diǎn)評(píng)小組學(xué)習(xí)成果，并作補(bǔ)充講解。任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.普通V帶輪的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和單根V帶的額定功率根據(jù)帶傳動(dòng)工作能力分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式有：①帶在帶輪上打滑，不能傳遞動(dòng)力；②帶發(fā)生疲勞破壞（經(jīng)歷一定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)后發(fā)生拉斷、撕裂、脫層）。因此帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：①帶在傳遞規(guī)定功率時(shí)不發(fā)生打滑。②具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。2、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)選擇已知條件：傳動(dòng)的用途和工作情況，傳遞功率，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速以及對(duì)外廓尺寸的要求等。設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定V帶的型號(hào)，長(zhǎng)度和根數(shù)，帶輪的材料，結(jié)構(gòu)和尺寸，中心距以及作用在軸上的力等。設(shè)計(jì)步驟：1)確定計(jì)算功率PcPC＝KAP2)選擇帶的型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率和主動(dòng)輪（通常是小帶輪）轉(zhuǎn)速選擇V帶型號(hào)。3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑通常小輪直徑dd1不應(yīng)小于表15-6所示的最小直徑，并應(yīng)符合帶輪直徑系列。帶輪直徑系列見表15-5。4)驗(yàn)算帶速v5)確定中心距a和膠帶長(zhǎng)度Ld6)驗(yàn)算小帶輪包角a17)確定膠帶根數(shù)z8)計(jì)算預(yù)拉力F0和軸上壓力FQ任務(wù)2：帶傳動(dòng)的張緊和調(diào)整、安裝與維護(hù)實(shí)施過(guò)程：①小組以任務(wù)課堂自主學(xué)習(xí)歸納，教師巡回指導(dǎo)；②小組分工展示學(xué)習(xí)成果，（講課和板書）；③教師點(diǎn)評(píng)小組學(xué)習(xí)成果，并作補(bǔ)充講解。任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1、帶傳動(dòng)的張緊和調(diào)整2、帶傳動(dòng)的安裝與維護(hù)（1）安裝時(shí)，為避免帶的磨損，兩帶輪軸必須平行，兩輪輪槽必須對(duì)齊，否則將降低帶的使用壽命，甚至使帶從帶輪上脫落。（2）膠帶不宜與酸、堿或油接觸，工作溫度一般不應(yīng)超過(guò)60℃。（3）帶傳動(dòng)裝置應(yīng)加防護(hù)罩。（4）帶傳動(dòng)中，如果有一根過(guò)度松弛或疲勞損壞時(shí)，應(yīng)全部更換新帶。三、小結(jié)1、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2、帶傳動(dòng)的張緊、調(diào)整和安裝備注提示：V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意設(shè)計(jì)步驟，如果在驗(yàn)處步驟中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，一定要及時(shí)修改，避免設(shè)計(jì)結(jié)果出錯(cuò)。思考與練習(xí)1、V帶傳動(dòng)張緊的目的是什么？2、常用的張緊方法有哪些？教學(xué)反思

序號(hào)NO3課題齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型及齒廓嚙合基本規(guī)律漸開線齒廓教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：理解齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型及齒廓嚙合基本規(guī)律；掌握漸開線齒廓的性質(zhì)及特點(diǎn)；能力目標(biāo)：能夠漸開線齒廓的性質(zhì)及特點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：齒廓嚙合基本規(guī)律。難點(diǎn)：齒廓嚙合基本定律。采用教法講授、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容。2.本節(jié)任務(wù)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型及齒廓嚙合基本規(guī)律實(shí)施過(guò)程：教師講解任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)是用來(lái)傳遞兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。它由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和機(jī)架組成，是一個(gè)高副機(jī)構(gòu)。它在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用很廣泛。例如帶式輸送機(jī)中的減速器、拖拉機(jī)、機(jī)床及玩具等都運(yùn)用了齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)是通過(guò)輪齒的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的，因此同摩擦輪、皮帶輪等機(jī)械傳動(dòng)相比較，齒輪機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是：=1\*GB2⑴適用的圓周速度和功率范圍廣；=2\*GB2⑵效率較高；=3\*GB2⑶傳動(dòng)比穩(wěn)定；=4\*GB2⑷壽命較長(zhǎng)；=5\*GB2⑸工作可靠性較高；=6\*GB2⑹可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是：=1\*GB2⑴要求較高的制造和安裝精度，成本較高；=2\*GB2⑵不宜用于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。2.尺寸傳動(dòng)的基本類型=1\*GB2⑴根據(jù)齒輪機(jī)構(gòu)所傳遞運(yùn)動(dòng)兩軸線的相對(duì)位置、運(yùn)動(dòng)形式及齒輪的幾何形狀，齒輪機(jī)構(gòu)分以下幾種基本類型：其中最基本的型式是傳遞平行軸間運(yùn)動(dòng)的圓柱直齒輪機(jī)構(gòu)和圓柱斜齒輪機(jī)構(gòu)。=2\*GB2⑵按齒輪齒廓曲線不同，又可分為漸開線齒輪、擺線齒輪和圓弧齒輪等，其中漸開線齒輪應(yīng)用最廣。=3\*GB2⑶按照齒輪圓周速度分：=4\*GB2⑷按照齒輪工作條件分：1）閉式齒輪傳動(dòng)是把齒輪密閉在具有足夠剛度和良好潤(rùn)滑條件的箱體內(nèi)，一般用于速度較高或重要的齒輪傳動(dòng)中；2）開式齒輪傳動(dòng)中的齒輪暴露在空氣中，不能保持良好的潤(rùn)滑，灰塵、雜質(zhì)易進(jìn)入輪齒工作面，齒面容易磨損，因此一般用于低速或不重要的齒輪傳動(dòng)中。=5\*GB2⑸ 按照齒面硬度來(lái)分：3.齒廓嚙合基本規(guī)律對(duì)齒輪傳動(dòng)最基本的要求是：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定不變。齒輪傳動(dòng)靠主動(dòng)齒輪齒廓推動(dòng)從動(dòng)齒輪齒廓，為了使瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，作為齒輪的齒廓曲線應(yīng)滿足一定的條件。齒廓嚙合基本定律：齒輪傳動(dòng)要保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定不變，應(yīng)使兩輪的齒廓無(wú)論在何處嚙合，過(guò)嚙合點(diǎn)的公法線必須與兩輪的連心線交于固定的一點(diǎn)P。稱為節(jié)點(diǎn)，以O(shè)1、O2為圓心，以它們到節(jié)點(diǎn)P的長(zhǎng)度為半徑作兩個(gè)相切的圓稱為節(jié)圓。滿足齒廓嚙合基本定律的一對(duì)齒廓稱為共軛齒廓。漸開線、擺線和圓弧等滿足齒廓嚙合基本定律，常作為齒輪的齒廓曲線，而漸開線應(yīng)用最廣。任務(wù)2：漸開線齒廓實(shí)施過(guò)程:教師講解任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.漸開線的形成和性質(zhì)一條直線（稱為發(fā)生線）沿著半徑為rb的圓周（稱為基圓）作純滾動(dòng)時(shí)，直線上任意點(diǎn)K的軌跡稱為該圓的漸開線。由漸開線的形成過(guò)程可知它具有以下特性：=1\*GB2⑴發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度，等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)，即。=2\*GB2⑵漸開線上任意一點(diǎn)的法線必切于基圓。=3\*GB2⑶漸開線上各點(diǎn)壓力角不等，離圓心越遠(yuǎn)處的壓力角越大?；鶊A上壓力角為零。漸開線上任意點(diǎn)K處的壓力角是力的作用方向（法線方向）與運(yùn)動(dòng)速度方向（垂直向徑方向）的夾角。=4\*GB2⑷漸開線的形狀取決于基圓半徑的大小?；鶊A半徑越大，漸開線越趨平直。=5\*GB2⑸基圓以內(nèi)無(wú)漸開線。2.漸開線齒廓嚙合特點(diǎn)=1\*GB2⑴中心距可分性：漸開線齒輪的傳動(dòng)比等于兩輪基圓半徑的反比。=2\*GB2⑵嚙合角不變：一對(duì)漸開線齒廓在任何位置嚙合時(shí)，過(guò)嚙合點(diǎn)的公法線都是同一條直線，這表明一對(duì)漸開線齒廓從開始進(jìn)入嚙合到脫開嚙合，嚙合點(diǎn)所走出的軌跡都在直線上，故稱直線為漸開線齒輪傳動(dòng)的理論嚙合線。過(guò)節(jié)點(diǎn)作節(jié)圓的公切線，它與理論嚙合線間所夾的銳角稱為嚙合角：上式表明嚙合角為一定值,且等于節(jié)圓上的壓力角。由于不變，齒廓間的壓力方向不會(huì)改變，因此對(duì)齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性很有利。=3\*GB2⑶齒廓間作用力方向不變：=4\*GB2⑷四線合一：嚙合線、公法線、兩基圓的內(nèi)公切線、正壓力的作用線重合。三、小結(jié)1.齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型及齒廓嚙合基本規(guī)律2.漸開線齒廓備注思考與練習(xí)1.漸開線的特性有哪些？2.漸開線齒廓的嚙合有什么特點(diǎn)？教學(xué)反思

序號(hào)NO4課題漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算。能力目標(biāo)：能夠根據(jù)給定參數(shù)進(jìn)行漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪尺寸計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸的計(jì)算。難點(diǎn)：圓柱齒輪尺寸計(jì)算。采用教法講授、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容。2.本節(jié)任務(wù)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸實(shí)施過(guò)程：①教師講解；②學(xué)生完成練習(xí)任務(wù)；任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的各部分名稱=1\*GB2⑴ 齒頂圓（da）：齒頂圓柱面與端平面（垂直于齒輪軸線的平面）相交所得的圓，稱為齒頂圓。=2\*GB2⑵ 齒根圓（df）：齒根圓柱面與端平面相交所得的圓，稱為齒根圓。=3\*GB2⑶ 齒厚（sk）：一個(gè)齒的兩側(cè)端面齒廓之間的弧長(zhǎng)稱為齒厚。=4\*GB2⑷ 齒槽寬（ek）：相鄰兩齒間的弧長(zhǎng)稱為齒槽寬。=5\*GB2⑸ 分度圓（d）：為了設(shè)計(jì)、制造的方便，在齒頂圓與齒根圓之間規(guī)定了一個(gè)圓，作為計(jì)算齒輪各部分尺寸及強(qiáng)度計(jì)算的基準(zhǔn)，該圓稱為分度圓。在標(biāo)準(zhǔn)齒輪中分度圓上的齒厚與齒槽寬相等。=6\*GB2⑹ 齒距（pk）：相鄰兩齒同側(cè)齒廓在分度圓上的弧長(zhǎng)稱為齒距。=7\*GB2⑺ 齒高（h）：齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離稱為齒高。=8\*GB2⑻ 齒頂高（ha）：齒頂圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒頂高。=9\*GB2⑼ 齒根高（hf）：齒根圓與分度圓之間的徑向距離稱為齒根高。=10\*GB2⑽ 齒寬（b）：齒輪輪齒部分的寬度。2.主要參數(shù)=1\*GB2⑴模數(shù)（m）因?yàn)辇X輪分度圓周長(zhǎng)（z表示齒輪的齒數(shù)）,則。工程上規(guī)定所得的商，稱為模數(shù)（），即，它為有理數(shù)或整數(shù)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列。模數(shù)是齒輪的重要參數(shù)，它是齒輪幾何尺寸及強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。齒輪的模數(shù)越大，輪齒就越大，輪齒的抗彎曲能力也越強(qiáng)。=2\*GB2⑵壓力角通常所說(shuō)的壓力角指齒輪分度圓上的壓力角，用表示。我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角=20°。因此分度圓就是齒輪上取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓。以后凡是不加說(shuō)明，都是指分度圓上的壓力角。=3\*GB2⑶齒數(shù)z：齒輪的大小和漸開線齒輪形狀都與齒數(shù)有關(guān)=4\*GB2⑷齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)齒制規(guī)定：正常齒制ha*=1、c*=0.25，短齒制ha*=0.8、c*=0.3。3.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪（外嚙合）幾何尺寸計(jì)算公式名稱符號(hào)計(jì)算公式齒距pp=mπ齒厚ss=πm/2槽寬ee=πm/2齒頂高h(yuǎn)aha=ha*m齒根高h(yuǎn)fhf=ha+c=（ha*+c*）m全齒高h(yuǎn)h=ha+hf=（2ha*+c*）m分度圓直徑dd=mz齒頂圓直徑dada=d+2ha=m（z+2ha*）齒根圓直徑dfdf=d-2hf=m（z-2ha*-2c*）基圓直徑dbdb=dcos=mzcos中心距aa=m（z1+z2）/2講解例題三、小結(jié)漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸備注思考與練習(xí)1.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的主要參數(shù)有哪些？教學(xué)反思

序號(hào)NO5課題漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)漸開線齒輪的加工方法及根切現(xiàn)象平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)。2.了解齒輪的加工方法及根切現(xiàn)象。3.了解平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。4.了解直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)。能力目標(biāo)：能夠進(jìn)行齒輪傳動(dòng)分析（正確嚙合條件、連續(xù)傳動(dòng)條件及無(wú)側(cè)間嚙合條件）。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)。難點(diǎn)：漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)。采用教法講授、多媒體、實(shí)例教學(xué)學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)提問(wèn)。2.本節(jié)教學(xué)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)實(shí)施過(guò)程：=1\*GB3①教師講解（理論結(jié)合實(shí)例）；=2\*GB3②學(xué)生討論完成相應(yīng)練習(xí)；任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1. 正確嚙合條件一對(duì)漸開線直齒輪在傳動(dòng)時(shí)，它們的齒廓嚙合點(diǎn)所走出的軌跡與理論嚙合線N1N2重合。為了使各對(duì)齒輪能正確嚙合，必須使相鄰兩齒同側(cè)齒廓在N1N2上的距離都等于。據(jù)漸開線的性質(zhì)1可知，KK′既等于主動(dòng)輪上的基圓齒距，又等于從動(dòng)輪上的基圓齒距，故漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的正確嚙合條件為，同理可得，則因?yàn)楹投家褬?biāo)準(zhǔn)化，故要滿足上式必須使因此，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪正確嚙合條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等。2.連續(xù)傳動(dòng)條件如圖所示，N1N2為一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪嚙合時(shí)的理論嚙合線。一對(duì)輪齒工作時(shí)，是從K1點(diǎn)開始進(jìn)入嚙合，到K2點(diǎn)嚙合終止，K1K2稱為實(shí)際嚙合線。要使齒輪實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳動(dòng)，則必須保證前一對(duì)齒在脫離嚙合之前，后一對(duì)齒就必須進(jìn)入嚙合，即保證K1K2≥Pb。否則，齒輪傳動(dòng)就時(shí)動(dòng)時(shí)停，傳動(dòng)失效。用重合度來(lái)判定齒輪能否實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳動(dòng)。重合度：實(shí)際嚙合線段K1K2與基圓齒距Pb的比值稱為重合度，用ε表示。即工程上考慮到齒輪的加工和裝配誤差，因此必須保證ε>1，一般為ε≥1.1～1.4。3. 標(biāo)準(zhǔn)中心距一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí),一個(gè)齒輪節(jié)圓上的齒槽寬e′與另一個(gè)齒輪節(jié)圓上的齒厚s′之差，即e′2-s′1=e′1-s′2，稱為齒側(cè)間隙（簡(jiǎn)稱側(cè)隙）。側(cè)隙有利于齒間潤(rùn)滑，可補(bǔ)償加工及裝配誤差中輪齒的熱膨脹和熱變形等。由于側(cè)隙很小，?？抗顏?lái)控制，所以在計(jì)算齒輪幾何尺寸時(shí)都不予考慮，即認(rèn)為是無(wú)側(cè)隙嚙合，此時(shí)e′2=s′1，e′1=s′2。由前面章節(jié)可知，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的s1=e2=s2=e1=πm/2，可以無(wú)側(cè)隙安裝，此時(shí)兩輪的分度圓相切，節(jié)圓和分度圓重合，這種安裝稱為標(biāo)準(zhǔn)安裝。如圖6.11所示,標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距，用表示，即：實(shí)際上由于制造、安裝磨損等原因，往往使得兩輪的實(shí)際中心距與標(biāo)準(zhǔn)中心距不一致。不過(guò)漸開線齒輪具有中心距可分離性，所以傳動(dòng)比仍恒定不變，但此時(shí)分度圓與節(jié)圓不重合。若，則；反之，，則。對(duì)于內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)中心距計(jì)算公式為：由此可知：?jiǎn)蝹€(gè)齒輪有固定的分度圓和分度圓壓力角，而無(wú)節(jié)圓和嚙合角；只有兩齒輪嚙合時(shí)才有節(jié)圓和嚙合角。4.齒輪齒條嚙合齒輪齒條嚙合時(shí)，相當(dāng)于齒輪的分度圓與齒條的節(jié)圓作純滾動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線與齒輪的分度圓相切。此時(shí)α＇＝α，當(dāng)齒條遠(yuǎn)離或靠近齒輪時(shí)，嚙合線位置不變，嚙合角不變，節(jié)點(diǎn)位置不變，齒輪與齒條嚙合時(shí)齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與節(jié)圓重合，嚙合角等于壓力角。但只有標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的分度線才與節(jié)線重合。任務(wù)2：漸開線齒輪的加工方法及根切現(xiàn)象實(shí)施過(guò)程：教師講解任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.漸開線齒輪的加工方法齒輪的輪齒加工方法很多,例如:沖壓、鑄造、切削加工方法等。下面介紹常用的切削加工方法。=1\*GB2⑴仿形法（成形法）仿形法切齒是在銑床上用成形銑刀（將銑刀加工成具有漸開線齒輪的齒槽形狀）加工輪齒的方法。在齒輪生產(chǎn)中，銑刀有圓盤形銑刀和指狀形銑刀（加工m≥20mm），加工同樣的m和α的齒輪時(shí)，據(jù)齒數(shù)的不同，一般只配備1～8號(hào)八種齒輪銑刀，各號(hào)銑刀可加工某一齒數(shù)范圍的齒輪。仿形法的特點(diǎn)是：①方法簡(jiǎn)單；②不需要專用機(jī)床；③生產(chǎn)率及精度低；主要原因是成形銑刀與被切齒輪的齒槽形狀近似接近，銑完一顆齒后，再分度銑下一顆齒，存在分度誤差等。故它只適合于單件生產(chǎn)和精度要求不高的齒輪加工。=2\*GB2⑵展成法（范成法或包絡(luò)法）利用輪齒的嚙合原理來(lái)切削輪齒齒廓的方法稱為展成法。展成法切齒最常用的是插齒和滾齒的方法。1）插齒用插刀加工齒輪時(shí)，刀具形狀和齒輪相似，并且具有切削加工的刀刃。當(dāng)加工齒輪時(shí)，插刀沿被切齒輪軸線作上、下往復(fù)的切削運(yùn)動(dòng)，同時(shí)插刀和被切齒輪以一定的傳動(dòng)比作運(yùn)動(dòng)。2）滾齒滾刀外形類似開出若干槽的螺旋，其軸向剖面的齒形與齒條插刀相同。用齒輪滾刀加工齒輪時(shí)，被切齒輪和齒輪滾刀分別繞本身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)關(guān)系類似齒輪與齒條的嚙合，同時(shí)齒輪滾刀又沿著被切齒輪的軸線移動(dòng)，以完成切齒輪工作。展成法的特點(diǎn)是：①生產(chǎn)率和精度高，②需專用機(jī)床。2.根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)當(dāng)用展成法加工標(biāo)準(zhǔn)直齒輪時(shí)，如被切齒輪的齒數(shù)過(guò)少，刀具頂線就會(huì)超過(guò)嚙合線與被切齒輪基圓的切點(diǎn)N1，于是刀刃將會(huì)切去被切輪齒的根部齒廓，這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。根切后輪齒彎曲強(qiáng)度降低，并使重合度減小，對(duì)傳動(dòng)平穩(wěn)性有影響，因此應(yīng)當(dāng)避免發(fā)生根切現(xiàn)象。當(dāng)用齒條插刀或齒輪滾刀加工標(biāo)準(zhǔn)直齒輪時(shí)，不產(chǎn)生根切現(xiàn)象的極限齒數(shù)稱為最少齒數(shù)，。當(dāng)°時(shí)，正常齒制的齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)為17，短齒制時(shí)14。一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，若小齒輪的齒數(shù)少于17或14時(shí)，而又要避免根切時(shí)，可采用變位齒輪。任務(wù)3：平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)實(shí)施過(guò)程：教師講解（簡(jiǎn)單介紹）任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.斜齒輪齒廓的形成斜齒輪齒面形成的原理和直齒輪類似，所不同的是形成漸開線齒面的直線KK與基圓軸線偏斜了一角度βb，KK線展成斜齒輪的齒廓曲面，稱為漸開線螺旋面。該曲面與任意一個(gè)以輪軸為軸線的圓柱面的交線都是螺旋線。由斜齒輪齒面的形成原理可知，在端平面上，斜齒輪與直齒輪一樣具有準(zhǔn)確的漸開線齒形。斜齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，齒面接觸線的長(zhǎng)度隨嚙合位置而變化，開始時(shí)接觸線長(zhǎng)度由短變長(zhǎng)，然后由長(zhǎng)變短，直至脫離嚙合，因此提高了嚙合的平穩(wěn)性。2.斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸=1\*GB2⑴法向模數(shù)mn與端面模數(shù)mt=2\*GB2⑵法向壓力角與端面壓力角由于切齒刀具齒形為標(biāo)準(zhǔn)齒形，所以斜齒輪的法向基本參數(shù)也為標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)、加工和測(cè)量斜齒輪時(shí)均以法向?yàn)榛鶞?zhǔn)。=3\*GB2⑶螺旋角標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的尺寸計(jì)算公式名稱符號(hào)計(jì)算公式齒頂高h(yuǎn)aha=han*mn齒根高h(yuǎn)fhf=（han*+cn*）mn全齒高h(yuǎn)h=（2han*+cn*）mn分度圓直徑dd=mtz=（mn/cosβ）z齒頂圓直徑dada=d+2ha=mn（z/cosβ+2han*）齒根圓直徑dfdf=d-2hf=mn（z/cosβ-2han*-2cn*）基圓直徑dbdb=dcosαt中心距aa=mn（z1+z2）/2cosβ3.平行軸斜齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件平行軸斜齒輪傳動(dòng)在端面上相當(dāng)于一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，因此端面上兩齒輪的模數(shù)和壓力角應(yīng)相等，從而可知，一對(duì)齒輪的法向模數(shù)和壓力角也應(yīng)分別相等?？紤]到平行軸斜齒輪傳動(dòng)螺旋角的關(guān)系，正確嚙合條件應(yīng)為：式中表明，平行軸斜齒輪傳動(dòng)螺旋角相等，外嚙合時(shí)旋向相反，取“－”號(hào)，內(nèi)嚙合時(shí)旋向相同，取“十”號(hào)。任務(wù)4：直齒圓錐齒輪傳動(dòng)實(shí)施過(guò)程：教師講解（簡(jiǎn)單介紹）任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.圓錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用圓錐齒輪機(jī)構(gòu)用于相交軸之間的傳動(dòng)，兩軸的交角∑δ1+δ2由傳動(dòng)要求確定，可為任意值，∑=90°的圓錐齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣泛。由于圓錐齒輪的輪齒分布在圓錐面上，所以齒形從大端到小端逐漸縮小。一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，兩個(gè)節(jié)圓錐作純滾動(dòng)，與圓柱齒輪相似，圓錐齒輪也有基圓錐、分度圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐。正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪傳動(dòng)，其節(jié)圓錐與分度圓錐重合。圓錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒和曲齒等類型，直齒圓錐齒輪因加工相對(duì)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多，適用于低速、輕載的場(chǎng)合；曲齒圓錐齒輪設(shè)計(jì)制造較復(fù)雜，但因傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)，常用于高速、重載的場(chǎng)合；斜齒圓錐齒輪目前已很少使用。2.幾何尺寸計(jì)算為了便于計(jì)算和測(cè)量，圓錐齒輪的參數(shù)和幾何尺寸均以大端為準(zhǔn)，取大端模數(shù)m為標(biāo)準(zhǔn)值，大端壓力角為α=20°，齒頂高系數(shù)ha*=1，頂隙系數(shù)c*=0.2。直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件由當(dāng)量圓柱齒輪的正確嚙合條件得到，即兩齒輪的大端模數(shù)和壓力角分別相等，即有m1=m2=m；α1=α2=200。標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的尺寸計(jì)算公式名稱符號(hào)計(jì)算公式分度圓錐角δδ2=arctan(z2/z1),δ1=90°-δ2分度圓直徑Dd=mz錐距R齒寬Bb≤R/3齒頂圓直徑dada=d+2hacosδ=m(z+2ha*cosδ)齒根圓直徑dfda=d-2hfcosδ=m[z-(2ha*+c*)cosδ]頂圓錐角δaδa=δ+θa=δ+arctan（ha*m/R）根圓錐角δfδf=δ-θf(wàn)=δ-arctan[(hafg*+c*)m/R]三、小結(jié)1.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)2.齒輪的加工方法及根切現(xiàn)象3.平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)4.直齒圓錐齒輪傳動(dòng)備注思考與練習(xí)1、為什么齒厚的上、下偏差均為負(fù)值？2、兩個(gè)直齒圓柱齒輪的參數(shù)測(cè)定以后，怎樣判斷它們能否正確嚙合？教學(xué)反思

序號(hào)NO6課題齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪常用材料、熱處理及齒輪傳動(dòng)精度標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。2.了解齒輪常用材料、熱處理方法及齒輪傳動(dòng)精度。3.掌握標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算方法。能力目標(biāo)：會(huì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算。難點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算。采用教法講授、多媒體、實(shí)例教學(xué)學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)提問(wèn)。2.本節(jié)教學(xué)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則實(shí)施過(guò)程：=1\*GB3①教師講解（理論結(jié)合實(shí)例）；=2\*GB3②學(xué)生討論完成相應(yīng)練習(xí)；任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1. 齒輪傳動(dòng)的失效形式齒輪的失效主要發(fā)生在輪齒上。常見的輪齒失效形式有輪齒折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕、齒面磨損和齒面膠合等。=1\*GB2⑴輪齒折斷：它是指齒輪的一個(gè)或多個(gè)齒的整體或局部的斷裂，它有疲勞折斷和過(guò)載折斷兩種。一旦發(fā)生輪齒折斷，不僅使齒輪傳動(dòng)喪失工作能力，而且可能引起設(shè)備和人身事故，所以應(yīng)設(shè)法避免。產(chǎn)生原因：齒輪工作時(shí)，齒根處受到彎曲交變應(yīng)力的反復(fù)作用，使齒根受拉側(cè)，首先出現(xiàn)疲勞裂紋，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)展，齒根剩余斷面上的應(yīng)力超過(guò)齒輪材料的極限應(yīng)力時(shí)，輪齒就會(huì)產(chǎn)生疲勞折斷。它多發(fā)生在閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)中。當(dāng)短時(shí)過(guò)載或過(guò)大沖擊載荷作用在輪齒上時(shí)，在彎曲應(yīng)力的作用下輪齒突然折斷，稱為過(guò)載折斷。改進(jìn)措施：①增大齒根圓角半徑和降低齒根表面的粗糙度，以降低齒根的應(yīng)力集中；②對(duì)齒根表面進(jìn)行輾壓或噴丸處理，以提高齒根的強(qiáng)度；③采用正變位齒輪或適當(dāng)增大壓力角，以增大齒根厚度，降低齒根危險(xiǎn)截面上的彎曲應(yīng)力；④在使用中避免意外的嚴(yán)重過(guò)載或沖擊等。=2\*GB2⑵齒面疲勞點(diǎn)蝕：它是一種齒面呈麻點(diǎn)狀的齒面疲勞破壞,實(shí)質(zhì)上是一些細(xì)小的金屬顆粒剝落形成小凹坑。產(chǎn)生原因：齒輪工作時(shí)，兩齒廓接觸面的接觸應(yīng)力是按脈動(dòng)循環(huán)變化的，由于交變應(yīng)力的反復(fù)作用，當(dāng)接觸應(yīng)力最大值超過(guò)了齒面的許用接觸疲勞極限應(yīng)力時(shí)，齒面金屬脫落而形成麻點(diǎn)，發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，引起振動(dòng)和噪聲，它是閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。改進(jìn)措施：①提高齒面的硬度以增大輪齒的疲勞極限；②提高潤(rùn)滑油的粘度或添加適宜的添加劑，使嚙合齒面形成較厚的牢固的油膜，以增大其承載面積；③降低輪齒的表面粗糙度值，提高齒形精度和精心跑合，以改善齒面的接觸情況等。=3\*GB2⑶齒面磨損：由于金屬微粒、灰塵、污物等進(jìn)入齒輪工作表面，在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將齒面材料逐漸磨損，使?jié)u開線齒廓失去正確形狀，如圖6.22所示,由此而產(chǎn)生沖擊噪聲；嚴(yán)重磨損時(shí)，輪齒變薄，致使輪齒折斷。它是開式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式。改進(jìn)措施：①加防護(hù)罩，以改善齒輪的工作條件；②提高齒面硬度和降低表面粗糙度，以提高齒面的耐磨性；③供給足夠的潤(rùn)滑油并保持潤(rùn)滑油的清潔，以改善潤(rùn)滑條件等。=4\*GB2⑷齒面膠合：齒面膠合是相嚙合齒面的金屬在一定的壓力下直接接觸而發(fā)生粘著，并隨著齒面的相對(duì)滑動(dòng)，使金屬?gòu)凝X面上撕落而引起的一種破壞。在高速重載齒輪傳動(dòng)中，由于齒面間的壓力大，瞬時(shí)溫度高，使?jié)櫥偷恼扯冉档投?rùn)滑作用，導(dǎo)致兩接觸齒面金屬融焊而粘著，從而產(chǎn)生熱膠合。在低速重載齒輪傳動(dòng)中，由于嚙合處的局部壓力很高，而速度又低，因而使兩接觸表面間不易形成油膜而產(chǎn)生粘著，從而出現(xiàn)冷膠合。膠合產(chǎn)生以后，漸開線齒廓被破壞，振動(dòng)和噪聲增大，會(huì)很快導(dǎo)致齒輪的報(bào)廢。改進(jìn)措施：①采用粘度較大或抗膠合性能好的潤(rùn)滑油；②降低表面粗糙度以造成良好的潤(rùn)滑條件；③提高齒面硬度以增強(qiáng)其抗膠合能力等。2.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則=1\*GB2⑴閉式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1） 對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再校核輪齒根部的彎曲疲勞強(qiáng)度。2） 對(duì)閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是先按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再校核齒面的接觸疲勞強(qiáng)度。=2\*GB2⑵開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則通常是只按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式計(jì)算模數(shù)，然后據(jù)實(shí)際情況把求得的模數(shù)加大10~20%，以考慮磨損量。不進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算。任務(wù)2：齒輪常用材料、熱處理及齒輪傳動(dòng)精度實(shí)施過(guò)程：教師講解任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.齒輪常用材料及熱處理材料要求：齒面硬，齒芯韌、良好的加工工藝性及熱處理性能。齒輪最常用的材料是鋼,其次是鑄鐵和非金屬材料。=1\*GB2⑴鋼鋼材具有韌性好，耐沖擊，并可通過(guò)熱處理或表面處理改善力學(xué)性能和提高齒面硬度等特點(diǎn)，是制造齒輪的常用材料。1）鍛鋼—各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼。鍛鋼的強(qiáng)度高，韌性好，并能通過(guò)熱處理改善它的力學(xué)性能。2）鑄鋼—用于尺寸較大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的齒輪。它的耐磨性及強(qiáng)度均較好。常進(jìn)行正火或回火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。=2\*GB2⑵鑄鐵鑄鐵具有較好的耐磨、抗膠合和減振性能，但彎曲強(qiáng)度和抗沖擊性能較差?；诣T鐵一般用于工作平穩(wěn)，速度較低，功率不大的場(chǎng)合。球墨鑄鐵的力學(xué)性能和抗沖擊性能遠(yuǎn)強(qiáng)于灰鑄鐵，可代替某些鋼制大齒輪。=3\*GB2⑶非金屬材料為了降低高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪傳動(dòng)的噪聲，可用非金屬材料制造齒輪。常用于高速、輕載及精度要求不高的齒輪傳動(dòng)中。常用的齒輪材料和輪齒硬度材料牌號(hào)熱處理硬度HBS或HRC材料牌號(hào)熱處理硬度HBS或HRCQ275150~200HBS35CrMo調(diào)質(zhì)210~280HBS45鋼正火170~210HBS35CrMo表面淬火40~50HRC45鋼調(diào)質(zhì)210~280HBS20Cr滲碳淬火、回火56~62HRC45鋼表面淬火40~50HRC20CrMnTi滲碳淬火、回火56~62HRC35SiMn、42SiMn調(diào)質(zhì)210~280HBSZG310—570正火163~197HBS35SiMn、42SiMn表面淬火45~55HRCZG340—640正火179~207HBS40MnB調(diào)質(zhì)240~280HBSHT300180~250HBS40Cr調(diào)質(zhì)230~280HBSQT500—7170~230HBS2.齒輪傳動(dòng)精度=1\*GB2⑴精度等級(jí)漸開線圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)（GB/T10095.1—2001）中，規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，第1級(jí)精度最高，第12級(jí)最低。一般機(jī)械中常用7~8級(jí)。高速、分度等要求高的齒輪傳動(dòng)用6級(jí)，對(duì)精度要求不高的低速齒輪可用9級(jí)。=2\*GB2⑵齒側(cè)間隙考慮齒輪制造以及工作時(shí)輪齒的變形和受熱膨脹，同時(shí)為了便于潤(rùn)滑，需要一定的齒側(cè)間隙。合適的側(cè)隙可通過(guò)適當(dāng)?shù)凝X厚極限偏差和中心距極限偏差來(lái)保證，齒輪副的實(shí)際中心距越大，齒厚越小，則側(cè)隙越大。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定漸開線圓柱齒輪的齒厚有C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、S等14種偏差，代號(hào)規(guī)定的偏差數(shù)值可查標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)。在齒輪工作圖上用代號(hào)表示精度等級(jí)和齒厚極限偏差。例：8-7-7GMGB/T10095.1-2001，表示第I、Ⅱ、Ⅲ公差組精度等級(jí)分別為8級(jí)、7級(jí)、7級(jí)，齒厚上偏差代號(hào)為G、下偏差代號(hào)為M。任務(wù)3：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算實(shí)施過(guò)程：=1\*GB3①教師講解；=2\*GB3②學(xué)生對(duì)照例題，分析討論完成相應(yīng)練習(xí)；任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.齒輪的受力分析如圖所示，一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)安裝，齒輪1為主動(dòng)輪，齒輪2為從動(dòng)輪。若主動(dòng)輪1所傳遞的功率為P(kw)，轉(zhuǎn)速為，則作用在主動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩為N.mm若忽略摩擦不計(jì)，則主動(dòng)輪齒所受的總作用力必將沿齒面接觸點(diǎn)的法線方向，故稱為法向力。法向力可分解成互相垂直的兩個(gè)分力：圓周力和徑向力。式中的α為齒輪分度圓的壓力角，對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪α=20°。圓周力的方向在主動(dòng)輪上與嚙合點(diǎn)的圓周速度方向相反，在從動(dòng)輪上與嚙合點(diǎn)的圓周速度方向相同；徑向力的方向分別指向各自的輪心。內(nèi)齒輪的方向背離輪心。2.計(jì)算載荷法向力是齒輪傳動(dòng)在理想狀態(tài)下的名義載荷，而在實(shí)際工作時(shí)，由于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的性能，齒輪的加工誤差，輪齒、軸和軸承受載后的變形，以及傳動(dòng)中工作載荷的變化等都會(huì)使齒輪上所受的實(shí)際載荷大于名義載荷（）。所以，齒輪的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)考慮上述因素，將名義載荷乘以載荷系數(shù)，則得計(jì)算載荷。式中載荷系數(shù)，一般取。當(dāng)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)載荷較平穩(wěn),齒輪支承為對(duì)稱布置或齒輪制造精度較高時(shí)取較小值；當(dāng)齒輪速度較高或開式齒輪傳動(dòng)時(shí)取較大值；其余取中間值。3.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是齒面疲勞點(diǎn)蝕，為了防止齒面發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)對(duì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，要求齒面節(jié)圓柱（標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，節(jié)圓柱面與分度圓柱面重合）接觸處所產(chǎn)生的最大接觸應(yīng)力小于齒輪的許用接觸應(yīng)力。對(duì)于漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為：H式中 —齒面工作時(shí)在節(jié)線處產(chǎn)生的最大接觸應(yīng)力（MPa）；—齒輪的許用接觸應(yīng)力（MPa），見表6.4?！↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（N.mm）；—載荷系數(shù)；—大齒輪寬度（工作寬度）(mm)；—小齒輪的分度圓直徑（mm）；—齒數(shù)比，即大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比；對(duì)于減速傳動(dòng)；對(duì)于增速傳動(dòng)，?！X輪的材料系數(shù)，其值見表6.5；±—“+”號(hào)用于外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合；現(xiàn)引入齒寬系數(shù)得代入上式中，得到計(jì)算小齒輪分度圓直徑的設(shè)計(jì)公式：注意：應(yīng)用上述的設(shè)計(jì)公式時(shí)，必須代入、兩者中較小值進(jìn)入公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。4.輪齒根部的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是輪齒疲勞折斷。為了防止輪齒疲勞折斷，應(yīng)對(duì)輪齒根部的彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，其計(jì)算方法是使輪齒根部所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力小于或等于齒輪的許用彎曲應(yīng)力。輪齒根部是危險(xiǎn)截面，它的彎曲強(qiáng)度校核公式為：（Mpa）式中：—輪齒根部危險(xiǎn)截面上的最大彎曲應(yīng)力（MPa）；—齒輪的許用彎曲應(yīng)力（MPa），見表6.6—齒形系數(shù)。當(dāng)齒輪的材料及熱處理方式不同時(shí)，許用彎曲應(yīng)力也不一樣，要校核齒輪的彎曲強(qiáng)度是否足夠，必須比較和的比值，選擇比值大的齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。注意：應(yīng)用上式時(shí)，不論是計(jì)算小齒輪或大齒輪的齒根彎曲應(yīng)力，都應(yīng)用和代入。這是因?yàn)閳A周力的計(jì)算是以小齒輪為依據(jù)的。模數(shù)m的設(shè)計(jì)公式：(mm)應(yīng)用上式時(shí)也應(yīng)以兩個(gè)齒輪中比值大的代入，得出的模數(shù)應(yīng)圓整為最接近的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。5.設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及許用應(yīng)力=1\*GB2⑴主要參數(shù)的選擇1）齒數(shù)和模數(shù)對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，一般先按齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算出齒輪的分度圓直徑，然后再確定齒數(shù)和模數(shù)。在分度圓直徑不變時(shí)，齒數(shù)愈多，模數(shù)就愈小。齒數(shù)愈多，重合度就越大，傳動(dòng)愈平穩(wěn)。但模數(shù)小則輪齒的彎曲強(qiáng)度弱。所以必須在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下，盡量選取較多的齒數(shù)。對(duì)于傳遞動(dòng)力的齒輪,為防止意外折斷,，計(jì)算出的應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)后由下式確定齒數(shù)上式計(jì)算出的值為小數(shù)，應(yīng)圓整為整數(shù)。對(duì)閉式硬齒輪面齒輪或是鑄鐵齒輪和開式齒輪傳動(dòng)，齒數(shù)宜取少些，取。2）齒寬系數(shù)（mm）=3\*GB2⑶3）傳動(dòng)比時(shí)可采用一級(jí)齒輪傳動(dòng),時(shí)，采用二級(jí)齒輪傳動(dòng)，時(shí)，采用三級(jí)或三級(jí)以上傳動(dòng)。一般地取一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，；斜齒輪傳動(dòng)，，；直齒錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，。一般齒輪傳動(dòng)，若對(duì)傳動(dòng)比不作嚴(yán)格要求時(shí)，則實(shí)際傳動(dòng)比允許有±2.5%(時(shí))或±4%(時(shí))的誤差。其計(jì)算誤差公式如下：=2\*GB2⑵許用應(yīng)力一般的齒輪傳動(dòng)，其彎曲疲勞許用應(yīng)力為：接觸疲勞許用應(yīng)力為：式中：σFlim—試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，MPa，對(duì)于雙側(cè)工作的齒輪傳動(dòng)，齒根承受對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，應(yīng)將圖中數(shù)據(jù)乘以0.7。σHlim—齒輪材料的接觸疲勞極限，受對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力的齒輪將查表數(shù)值乘0.7。SF—彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，通常為1，對(duì)損壞后引起嚴(yán)重后果的取值1.5。SH—接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，通常為1，對(duì)損壞后引起嚴(yán)重后果的取值1.25～1.35。YN、SN—壽命系數(shù)。6.直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)例講解三、小結(jié)1.齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.齒輪常用材料、熱處理及齒輪傳動(dòng)精度3.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算備注思考與練習(xí)1、為什么一對(duì)嚙合的齒輪中大齒輪的齒寬要小于小齒輪的齒寬？2、如何確定齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？教學(xué)反思

序號(hào)NO7課題標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.了解標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算方法。2.了解標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算方法。3.掌握齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑。能力目標(biāo)：會(huì)進(jìn)行齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪及直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算。采用教法講授、多媒體、實(shí)例教學(xué)學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)提問(wèn)。2.本節(jié)教學(xué)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算實(shí)施過(guò)程：教師講解（簡(jiǎn)單介紹）任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1. 斜齒圓柱齒輪的受力分析如圖所示為一對(duì)斜齒圓柱齒輪的受力情況，主動(dòng)輪1為右旋齒輪，以圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng),忽略摩擦不計(jì)，作用于主動(dòng)輪齒上的總壓力必沿接觸點(diǎn)的法線方向,指向工作齒面,稱為法向壓力。它可分解為互相垂直的兩個(gè)分力,徑向力和，而又分解為互相垂直的兩個(gè)分力圓周力和軸向力。(N.mm)(N)(N)(N)從動(dòng)輪2各力大小與主動(dòng)輪1各力大小等值反向。各力方向確定如下：圓周力在主動(dòng)輪上與嚙合點(diǎn)圓周速度方向反向，在從動(dòng)輪上同向；徑向力指向各自輪心(內(nèi)齒輪背離輪心);軸向力方向可采用主動(dòng)輪左、右手定則來(lái)判定。其方法是：若主動(dòng)輪為右旋，將右手握成拳狀，彎曲的四手指與轉(zhuǎn)向一致，大拇指與彎曲四手指組成的平面垂直，它的指向即為主動(dòng)輪的軸向力方向。對(duì)主動(dòng)輪為左旋的齒輪，用左手采用此法判定。2.強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算是以法面齒形（當(dāng)量直齒圓柱齒輪）為計(jì)算依據(jù)的。=1\*GB2⑴齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式設(shè)計(jì)公式=2\*GB2⑵齒根彎曲疲勞強(qiáng)度公式校核公式設(shè)計(jì)公式任務(wù)2：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算實(shí)施過(guò)程：教師講解（簡(jiǎn)單介紹）任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.受力分析作用在直齒圓錐齒輪齒面上的法向力Fn可視為集中作用在齒寬中點(diǎn)分度圓直徑上，即作用在齒寬中點(diǎn)的法向截面N-N內(nèi)。法向力沿圓周方向、徑向和軸向可分解為三個(gè)互成直角的分力，即圓周力、徑向力和軸向力。Fr1=F′cosδ1=Ft1tancosδ1Fa1=F′sinδ1=Ft1tansinδ1圓周力和徑向力方向的確定方法與直齒輪相同，兩齒輪的軸向力方向都是沿各自的軸線指向大端。2.強(qiáng)度計(jì)算錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度按齒寬中點(diǎn)的一對(duì)當(dāng)量直齒輪的傳動(dòng)作近似計(jì)算，當(dāng)兩軸交角∑=90°時(shí)，=1\*GB2⑴齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式設(shè)計(jì)公式=2\*GB2⑵齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式設(shè)計(jì)公式計(jì)算所得模數(shù)應(yīng)按表圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。齒輪的制造工藝復(fù)雜，大尺寸的錐齒輪加工更困難，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小其次尺寸。如在傳動(dòng)中同時(shí)有圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡可能將圓錐齒輪傳動(dòng)放在高速級(jí)，這樣可使設(shè)計(jì)的錐齒輪的尺寸較小，便于加工。為了使大錐齒輪的尺寸不致過(guò)大，通常，齒數(shù)比取u<5。任務(wù)3：齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑實(shí)施過(guò)程：=1\*GB3①教師講解；=2\*GB3②學(xué)生對(duì)照例題，分析討論完成相應(yīng)練習(xí)；任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)一般由輪緣（輪齒）、輪幅和輪轂三部分組成。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法主要是按經(jīng)驗(yàn)公式或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定齒輪的各部分形狀和尺寸。齒輪結(jié)構(gòu)型式有齒輪軸式、實(shí)心式、腹板式、輪幅式等。=1\*GB2⑴齒輪軸對(duì)于小直徑的鋼齒輪，若齒根圓直徑與軸相差不大，致使在鍵槽處的尺寸<2.5m（m為模數(shù)）時(shí)，則可將齒輪和軸制成一體，稱為齒輪軸。齒輪軸的剛度較好，但齒輪損壞時(shí)，軸將與其同時(shí)報(bào)廢，結(jié)果造成浪費(fèi)。對(duì)直徑較大（）的齒輪，為了便于制造和裝配，應(yīng)將齒輪和軸分開制造。=2\*GB2⑵實(shí)心式齒輪當(dāng)mm的鋼齒輪，可采用鍛造毛坯的實(shí)心式結(jié)構(gòu)。材料常用鋼，有時(shí)也用軋制圓鋼。=3\*GB2⑶腹板式齒輪齒頂圓直徑mm的齒輪，一般采用腹板式結(jié)構(gòu)。為了減輕重量節(jié)省材料和便于搬運(yùn)，在腹板上常制出圓孔。=4\*GB2⑷輪輻式齒輪為了節(jié)省材料和減輕重量，頂圓直徑mm的齒輪可采用輪輻式結(jié)構(gòu)。2.齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑目的是減少摩擦、減輕磨損,延緩齒輪傳動(dòng)的壽命,保證齒輪傳動(dòng)的工作能力。=1\*GB2⑴潤(rùn)滑方式1）閉式齒輪傳動(dòng)，一般常采用浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑兩種方式。浸油潤(rùn)滑是將齒輪浸入箱內(nèi)油池中,當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),借助油的粘著力將油帶到嚙合處進(jìn)行潤(rùn)滑。它適于齒輪和圓周速度υ<10m/s的場(chǎng)合。減速箱內(nèi)油池要有一定的深度和貯油量，油池太淺易將底面油泥攪起，引起磨粒磨損，且不易散熱。通常要求大齒輪齒頂圓到油池底部的高度h=30~50mm，且浸一個(gè)齒高。若多級(jí)傳動(dòng)各大齒輪的直徑相差較大，而使高速級(jí)大齒輪不能浸入油中，這時(shí)可采用帶油輪潤(rùn)滑、帶油環(huán)等結(jié)構(gòu)形式保證實(shí)現(xiàn)各級(jí)嚙合齒輪的潤(rùn)滑。當(dāng)齒輪的速度υ>12m/s時(shí),采用噴油潤(rùn)滑。噴油潤(rùn)滑是由油泵或中心供油站經(jīng)噴嘴將油噴到嚙合的輪齒齒面上。噴油潤(rùn)滑效果良好，但需要專門的管道、濾油器、冷卻器及油量調(diào)節(jié)裝置等，因而成本較高。2）開式齒輪傳動(dòng)對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)以及小型、低速、輕載減速器采用涂抹、填充油脂或滴油潤(rùn)滑。=2\*GB2⑵潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑的種類有潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂。齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑劑多采用潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油的粘度通常根據(jù)齒輪的承載情況和圓周速度來(lái)選取。按選定的潤(rùn)滑油粘度即可確定潤(rùn)滑油的牌號(hào)。三、小結(jié)1.標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算2.標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算3.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑備注思考與練習(xí)1、如何確定齒輪的結(jié)構(gòu)？2、齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方式如何確定？教學(xué)反思

序號(hào)NO8課題漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)測(cè)定與分析教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型實(shí)驗(yàn)課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：加深理解漸開線的性質(zhì)及齒輪各參數(shù)之間相互關(guān)系的知識(shí)。能力目標(biāo)：掌握用簡(jiǎn)單量具測(cè)定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握用簡(jiǎn)單量具測(cè)定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法。難點(diǎn)：掌握用簡(jiǎn)單量具測(cè)定漸開線直齒圓柱齒輪基本參數(shù)的方法。采用教法講授學(xué)法建議討論、互助、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹。實(shí)驗(yàn)?zāi)康母攀?。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟1.掌握實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)施措施：教師講解，學(xué)生筆記（1）漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)：齒數(shù)Z、模數(shù)m、分度圓壓力角齒頂高系數(shù)h*a、頂隙系數(shù)C*、中心距α和變位系數(shù)X等。（2）游標(biāo)卡尺和公法千分尺測(cè)量工具的使用方法。（3）演示通過(guò)測(cè)量工具來(lái)測(cè)量齒輪參數(shù)，計(jì)算來(lái)確定齒輪的基本參數(shù)。2.實(shí)驗(yàn)測(cè)繪計(jì)算。實(shí)施措施：學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)（1）確定齒數(shù)Z:齒數(shù)Z從被測(cè)齒輪上直接數(shù)出。（2）確定模數(shù)和分度圓壓力角1）測(cè)定公法線長(zhǎng)度和2）確定實(shí)際基圓齒距，實(shí)際基圓齒厚3）確定模數(shù)和壓力角3、測(cè)定齒頂圓直徑和齒根圓直徑及計(jì)算全齒高當(dāng)齒數(shù)為偶數(shù)時(shí)，和可用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量，如圖(a)所示。當(dāng)齒數(shù)為奇數(shù)時(shí)，直接測(cè)量得不到和的真實(shí)值，而須采用間接測(cè)量方法，如圖(a)所示。（a)偶數(shù)齒齒輪（)奇數(shù)齒齒輪4、確定、三、小結(jié)1.掌握實(shí)驗(yàn)原理。2.實(shí)驗(yàn)測(cè)繪計(jì)算。備注可對(duì)相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)或小點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明思考與練習(xí)1.完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)：實(shí)驗(yàn)三漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)測(cè)定。教學(xué)反思

序號(hào)NO9課題蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、材料和結(jié)構(gòu)教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.了解蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)；2.掌握蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；3.掌握蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、材料和結(jié)構(gòu)。能力目標(biāo)：會(huì)進(jìn)行蝸桿傳動(dòng)的尺寸計(jì)算。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算。難點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算。采用教法講授、多媒體、實(shí)例教學(xué)學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)提問(wèn)。2.本節(jié)教學(xué)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)實(shí)施過(guò)程：教師講解任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換中，常需要進(jìn)行空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，在要求大傳動(dòng)比的同時(shí)，又希望傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，采用蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則可以滿足上述要求。蝸桿傳動(dòng)主要由蝸桿和蝸輪組成，通常軸間交角為90°，一般情況下，蝸桿為主動(dòng)件，蝸輪為從動(dòng)件。蝸桿傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車、儀器、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械以及其他機(jī)械制造工業(yè)中，其最大傳動(dòng)功率可達(dá)750kW，但通常用在50kW以下。1. 蝸桿傳動(dòng)的類型蝸桿傳動(dòng)按照蝸桿的形狀不同，可分為圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。圓柱蝸桿傳動(dòng)除普通蝸桿傳動(dòng)，還有圓弧齒蝸桿傳動(dòng)。圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)又可按螺旋面的形狀，分為阿基米德蝸桿機(jī)構(gòu)和漸開線蝸桿機(jī)構(gòu)等。圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)加工方便，環(huán)面蝸桿機(jī)構(gòu)承載能力較高。2.蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)=1\*GB2⑴傳動(dòng)平穩(wěn)因蝸桿的齒是一條連續(xù)的螺旋線，傳動(dòng)連續(xù)，因此它的傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。=2\*GB2⑵傳動(dòng)比大單級(jí)蝸桿傳動(dòng)在傳遞動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比i＝5～80，常用的為i=15～50。分度傳動(dòng)時(shí)i可達(dá)1000，與齒輪傳動(dòng)相比則結(jié)構(gòu)緊湊。=3\*GB2⑶具有自鎖性當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自鎖。即蝸桿能帶動(dòng)蝸輪旋轉(zhuǎn)，而蝸輪不能帶動(dòng)蝸桿。=4\*GB2⑷傳動(dòng)效率低蝸桿傳動(dòng)由于齒面間相對(duì)滑動(dòng)速度大，齒面摩擦嚴(yán)重，故在制造精度和傳動(dòng)比相同的條件下，蝸桿傳動(dòng)的效率比齒輪傳動(dòng)低，一般只有0.7~0.8。具有自鎖功能的蝸桿機(jī)構(gòu)，效率則一般不大于0.5。=5\*GB2⑸制造成本高為了降低摩擦，減小磨損，提高齒面抗膠合能力，蝸輪齒圈常用貴重的銅合金制造，成本較高。任務(wù)2：蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算實(shí)施過(guò)程：=1\*GB3①教師講解=2\*GB3②學(xué)生討論完成相應(yīng)練習(xí)任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：通過(guò)蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面定義為主平面（中間平面）。在此平面內(nèi)，蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于齒輪齒條傳動(dòng)。為了加工方便，規(guī)定主平面的幾何參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。1.蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)=1\*GB2⑴蝸桿頭數(shù)z1、蝸輪齒數(shù)z2和傳動(dòng)比i蝸桿頭數(shù)z1一般取1、2、4。頭數(shù)z1增大，可以提高傳動(dòng)效率，但加工制造難度增加。蝸輪齒數(shù)一般取z2=28~80。若z2<28，傳動(dòng)的平穩(wěn)性會(huì)下降，且易產(chǎn)生根切；若z2過(guò)大，蝸輪的直徑d2增大，與之相應(yīng)的蝸桿長(zhǎng)度增加、剛度降低，從而影響嚙合的精度。傳動(dòng)比：蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)比的公稱值按下列數(shù)值選取：5、7.5、10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、70、80。其中10、20、40、80為基本傳動(dòng)比，優(yōu)先先用。=2\*GB2⑵蝸桿的分度圓直徑和導(dǎo)程角γ蝸桿分度圓柱螺旋線上任意一點(diǎn)的切線與端平面所夾的銳角稱為導(dǎo)程角。通常螺旋線的導(dǎo)程角γ=3.5°～27°，導(dǎo)程角≤3.5°時(shí)可實(shí)現(xiàn)自鎖，導(dǎo)程角越大時(shí)傳動(dòng)效率高，但蝸桿加工難度大。加工蝸輪時(shí)，用的是與蝸桿具有相同尺寸的滾刀，因此加工不同尺寸的蝸輪，就需要不同的滾刀。為限制滾刀的數(shù)量，并使?jié)L刀標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1。蝸桿分度圓直徑與模數(shù)的比值稱為蝸桿直徑系數(shù)，為模數(shù)一定時(shí)，q值增大則蝸桿的直徑d1增大、剛度提高。因此，為保證蝸桿有足夠的剛度，小模數(shù)蝸桿的q值一般較大。=3\*GB2⑶模數(shù)m和壓力角α主平面為蝸桿的軸向平面，為蝸輪的端面。為保證蝸輪蝸桿的正確嚙合，蝸桿軸平面上的軸面模數(shù)ma1等于蝸輪的端面模數(shù)mt2；蝸桿軸平面上的軸面壓力角aa1等于蝸輪的端面壓力角at2；蝸桿導(dǎo)程角γ等于蝸輪螺旋角β，且旋向相同，即：。=4\*GB2⑷中心距2.蝸桿、蝸輪的材料和結(jié)構(gòu)=1\*GB2⑴幾何尺寸計(jì)算公式見教材表任務(wù)3：蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、材料和結(jié)構(gòu)實(shí)施過(guò)程：=1\*GB3①教師講解；=2\*GB3②學(xué)生分析討論；任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.蝸桿傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則=1\*GB2⑴相對(duì)滑動(dòng)速度蝸桿和蝸輪嚙合時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，相對(duì)滑動(dòng)速度的大小對(duì)齒面的潤(rùn)滑情況、齒面失效形式及傳動(dòng)效率有很大影響。相對(duì)滑動(dòng)速度愈大，齒面間愈容易形成油膜，則齒面間摩擦系數(shù)愈小，當(dāng)量摩擦角也愈??；但另一方面，由于嚙合處的相對(duì)滑動(dòng)，加劇了接觸面的磨損，因而應(yīng)選用恰當(dāng)?shù)奈佪單仐U的配對(duì)材料，并注意蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件?；瑒?dòng)速度計(jì)算公式為式中：γ為普通圓柱蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角n1（r/min）為蝸桿轉(zhuǎn)速d1為普通圓柱蝸桿分度圓上的直徑=2\*GB2⑵失效形式由于蝸桿傳動(dòng)中的蝸桿表面硬度比蝸輪高，所以蝸桿的接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都比蝸輪高；而蝸輪齒的根部是圓環(huán)面，彎曲強(qiáng)度也高、很少折斷。蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式有膠合、疲勞點(diǎn)蝕和磨損。由于蝸桿傳動(dòng)在齒面間有較大的滑動(dòng)速度，發(fā)熱量大，若散熱不及時(shí)，油溫升高、粘度下降，油膜破裂，更易發(fā)生膠合。開式傳動(dòng)中，蝸輪輪齒磨損嚴(yán)重，所以蝸桿傳動(dòng)中，要考慮潤(rùn)滑與散熱問(wèn)題。蝸桿軸細(xì)長(zhǎng)，彎曲變形大，會(huì)使嚙合區(qū)接觸不良。需要考慮其剛度問(wèn)題。=3\*GB2⑶設(shè)計(jì)準(zhǔn)則閉式蝸桿傳動(dòng)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，為避免發(fā)生膠合失效還必須作熱平衡計(jì)算；開式蝸桿傳動(dòng)通常只需要按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。2.蝸桿、蝸輪的材料和結(jié)構(gòu)=1\*GB2⑴材料基于蝸桿傳動(dòng)的失效特點(diǎn)，選擇蝸桿和蝸輪材料組合時(shí)，不但要求有足夠的強(qiáng)度，而且要有良好的減摩、耐磨和抗膠合的能力。實(shí)踐表明，較理想的蝸桿副材料是：青銅蝸輪齒圈匹配淬硬磨削的鋼制蝸桿。1）蝸桿材料對(duì)高速重載的傳動(dòng)，蝸桿常用低碳合金鋼（如20Cr、20CrMnTi）經(jīng)滲碳后，表面淬火使硬度達(dá)56～62HRC，再經(jīng)磨削。對(duì)中速中載傳動(dòng)，蝸桿常用45鋼、40Cr、35SiMn等，表面經(jīng)高頻淬火使硬度達(dá)45～55HRC，再磨削。對(duì)一般蝸桿可采用45、40等碳鋼調(diào)質(zhì)處理（硬度為210～230HBS）。2）蝸輪材料常用的蝸輪材料為鑄造錫青銅（ZCuSnl0Pl，ZCuSn6Zn6Pb3）、鑄造鋁鐵青銅（ZCuAl10Fe3）及灰鑄鐵HTl50、HT200等。錫青銅的抗膠合、減摩及耐磨性能最好，但價(jià)格較高，常用于vs≥3m/s的重要傳動(dòng)；鋁鐵青銅具有足夠的強(qiáng)度，并耐沖擊，價(jià)格便宜，但抗膠合及耐磨性能不如錫青銅，一般用于vs≤6m/s的傳動(dòng)；灰鑄鐵用于vs≤2m／s的不重要場(chǎng)合。=2\*GB2⑵結(jié)構(gòu)蝸桿的結(jié)構(gòu)如圖所示，一般將蝸桿和軸作成一體，稱為蝸桿軸。蝸輪的結(jié)構(gòu)一般為組合式結(jié)構(gòu)，齒圈用青銅，輪芯用鑄鐵或鋼。圖a為組合式過(guò)盈聯(lián)接這種結(jié)構(gòu)常由青銅齒圈與鑄鐵輪芯組成，多用于尺寸不大或工作溫度變化較小的地方。圖b為組合式螺栓聯(lián)接這種結(jié)構(gòu)裝拆方便，多用于尺寸較大或易磨損的場(chǎng)合。a）b）c）d）圖c為整體式主要用于鑄鐵蝸輪或尺寸很小的青銅蝸輪。圖d為拼鑄式將青銅齒圈澆鑄在鑄鐵輪芯上，常用于成批生產(chǎn)的蝸輪。三、小結(jié)1.蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)；2.蝸桿傳動(dòng)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；3.蝸桿傳動(dòng)的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、材料和結(jié)構(gòu)。備注思考與練習(xí)1、蝸桿、蝸輪的參數(shù)如何定義的？2、蝸桿傳動(dòng)的失效形式有？教學(xué)反思

序號(hào)N10課題蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算方法。2.掌握蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算。能力目標(biāo)：會(huì)進(jìn)行蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算及熱平衡計(jì)算。難點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算。采用教法講授、多媒體、實(shí)例教學(xué)學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)提問(wèn)。2.本節(jié)教學(xué)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算實(shí)施過(guò)程：教師講解任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1. 蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒圓柱齒輪的受力分析相似，齒面上的法向力Fn分解為三個(gè)相互垂直的分力：圓周力Ft、軸向力Fa、徑向力Fr。各力方向確定如下：圓周力在主動(dòng)輪上與嚙合點(diǎn)圓周速度方向反向，在從動(dòng)輪上同向；徑向力指向各自輪心(內(nèi)齒輪背離輪心);軸向力方向可采用主動(dòng)輪左、右手定則來(lái)判定。其方法是：若主動(dòng)輪為右旋，將右手握成拳狀，彎曲的四手指與轉(zhuǎn)向一致，大拇指與彎曲四手指組成的平面垂直，它的指向即為主動(dòng)輪的軸向力方向。對(duì)主動(dòng)輪為左旋的齒輪，用左手采用此法判定。2.強(qiáng)度計(jì)算在中間平面內(nèi)，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于齒條與斜齒輪嚙合，因此蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算方法與齒輪傳動(dòng)相似。。=1\*GB2⑴齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式設(shè)計(jì)公式=2\*GB2⑵齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式設(shè)計(jì)公式任務(wù)2：蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算實(shí)施過(guò)程：=1\*GB3①教師講解（結(jié)合實(shí)例）=2\*GB3②學(xué)生分析討論，完成對(duì)應(yīng)練習(xí)任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1.蝸桿傳動(dòng)的效率閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損失包括：嚙合摩擦損失、軸承摩擦損失和潤(rùn)滑油被攪動(dòng)的油阻損失。因此總效率為嚙合效率η1、軸承效率η2、油的攪動(dòng)和飛濺損耗效率η3的乘積，其中嚙合效率η1是主要的。總效率為η=η1η2η3當(dāng)蝸桿主動(dòng)時(shí)，嚙合效率η1為:式中：γ為普通圓柱蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角。ρv為當(dāng)量摩擦角由于軸承效率η2、油的攪動(dòng)和飛濺損耗時(shí)的效率η3不大，一般取η2η3=0.95～0.97，故有在初步計(jì)算時(shí)，蝸桿的傳動(dòng)效率可近似取下列數(shù)值：閉式傳動(dòng)：z1=1，z1=2，z1=4，z1=6，η=0.7~0.75，η=0.75~0.82，η=0.82~0.92，η=0.86~0.95開式傳動(dòng)：z1=1、2；η=0.6~0.72.蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑通常采用粘度較大的潤(rùn)滑油，為提高抗膠合能力，可加入油性添加劑以提高油膜的剛度，但青銅蝸輪不允許采用活性大的油性添加劑，以免腐蝕。3.蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算由于蝸桿傳動(dòng)的效率低，因而發(fā)熱量大，在閉式傳動(dòng)中，如果不及時(shí)散熱，將使?jié)櫥蜏囟壬?、粘度降低，油被擠出、加劇齒面磨損，甚至引起膠合。因此，對(duì)閉式蝸桿傳動(dòng)要進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以便在油的工作溫度超過(guò)許可值時(shí)，采取有效的散熱方法。由摩擦損耗的功率變?yōu)闊崮?，借助箱體外壁散熱，當(dāng)發(fā)熱速度與散熱速度相等時(shí)，就達(dá)到了熱平衡。通過(guò)熱平衡方程，可求出達(dá)到熱平衡時(shí)，潤(rùn)滑油的溫度。該溫度一般限制在60～70℃，最高不超過(guò)80℃。熱平衡方程為：式中：P1（kW）為蝸桿傳遞的功率；η為傳動(dòng)總效率；A為散熱面積，可按長(zhǎng)方體表面積估算，但需除去不和空氣接觸的面積，凸緣和散熱片面積按50％計(jì)算。t0為周圍空氣溫度，常溫情況下可取20℃。t1為潤(rùn)滑油的工作溫度，一般限制在60~70℃，最高不超過(guò)80℃。Ks為箱體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，其數(shù)值表示單位面積、單位時(shí)間、溫差1℃所能散發(fā)的熱量，根據(jù)箱體周圍的通風(fēng)條件一般取αt=20~28W/（m2℃），通風(fēng)條件好時(shí)取大值。由熱平衡方程得出潤(rùn)滑油的工作溫度t1為：如果潤(rùn)滑油的工作溫度超過(guò)許用溫度，則需采取強(qiáng)制散熱措施：1）在箱體外壁加散熱片以增大散熱面積；2）在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇；3）采用上述方法后，如散熱能力還不夠，可在箱體油池內(nèi)鋪設(shè)冷卻水管，用循環(huán)水冷卻；4）采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。油泵將高溫的潤(rùn)滑油抽到箱體外，經(jīng)過(guò)濾器、冷卻器冷卻后，噴射到傳動(dòng)的嚙合部位。三、小結(jié)1.蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算2.蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算備注思考與練習(xí)1、蝸桿傳動(dòng)為什么要考慮散熱問(wèn)題？有哪些散熱方法？教學(xué)反思

序號(hào)NO11課題輪系的分類、定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)課型理論課教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：熟悉輪系的定義及分類，掌握定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算能力目標(biāo)：會(huì)定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算與轉(zhuǎn)向判別難點(diǎn)：定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算采用教法講授、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法學(xué)法建議討論、互助教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、課題引入1.復(fù)習(xí)上節(jié)內(nèi)容。2.本節(jié)任務(wù)導(dǎo)向。二、主要知識(shí)/技能點(diǎn)及實(shí)施步驟任務(wù)1：輪系的定義及分類實(shí)施過(guò)程：①小組以任務(wù)課堂自主學(xué)習(xí)歸納，教師巡回指導(dǎo)；②小組分工展示學(xué)習(xí)成果，（講課和板書）；③教師點(diǎn)評(píng)小組學(xué)習(xí)成果，并作補(bǔ)充講解。任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1、輪系的定義采用一系列相互嚙合的齒輪（包括蝸桿傳動(dòng)）組成的傳動(dòng)系統(tǒng)將主動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)傳遞給從動(dòng)軸。這種由一系列齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)成為齒輪系。2、輪系的分類如果齒輪系中各齒輪的軸線互相平行，則稱為平面齒輪系，否則稱為空間齒輪系。根據(jù)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪的軸線位置相對(duì)于機(jī)架是否固定，又可將齒輪系分為兩大類：定軸齒輪系和行星齒輪系。（1）定軸齒輪系輪系在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果每個(gè)齒輪的幾何軸線位置相對(duì)于機(jī)架的位置均固定不動(dòng)，則稱該輪系為定軸齒輪系。定軸輪系又可分為平面定軸輪系和空間定軸輪系。（2）行星齒輪系輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果至少有一個(gè)齒輪的軸線位置相對(duì)于機(jī)架的位置是變動(dòng)的，則稱該輪系為行星齒輪系。自由度為１稱為的簡(jiǎn)單行星輪系，自由度為2稱為差動(dòng)輪系。（3）組合輪系既有定軸輪系部分，又有行星輪系部分。或者是由幾部分行星輪系組成的，這種復(fù)雜輪系稱為復(fù)合輪系，又稱為組合輪系。任務(wù)2：定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算實(shí)施過(guò)程：①小組以任務(wù)課堂自主學(xué)習(xí)歸納，教師巡回指導(dǎo)；②小組分工展示學(xué)習(xí)成果，（講課和板書）；③教師點(diǎn)評(píng)小組學(xué)習(xí)成果，并作補(bǔ)充講解。任務(wù)知識(shí)點(diǎn)：1、輪系的傳動(dòng)比輪系的傳動(dòng)比，是指該輪系中首輪的角速度（或轉(zhuǎn)速）與末輪的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，用i表示。設(shè)1為輪系的首輪，K為末輪，則該輪系的傳動(dòng)比為輪系的傳動(dòng)比計(jì)算，包括計(jì)算傳動(dòng)比的大小和確定輸出軸的轉(zhuǎn)向兩個(gè)內(nèi)容。2、定軸輪系的傳動(dòng)比一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為外嚙合時(shí)取“－”號(hào)，內(nèi)嚙合時(shí)取“＋”號(hào)。為此，可以求出輪系中各對(duì)嚙合齒輪的傳動(dòng)比。如圖17-1所示的平面定軸輪系，設(shè)齒輪1為首輪，齒輪5為末輪，已知各齒輪的齒數(shù)為z1、z2、z2’、z3、z3’、z4、z5。各齒輪的轉(zhuǎn)速分別為n1、n2、n2’、n3、n