第七章 其他齒輪傳動(dòng),齒輪材料,結(jié)構(gòu)及失效形式

機(jī)械基礎(chǔ)電子教案（30）第7章機(jī)械傳動(dòng)【課程名稱】其他齒輪傳動(dòng)，齒輪材料，結(jié)構(gòu)及失效形式【教材版本】李世維主編，中等職業(yè)教育國(guó)家規(guī)劃教材機(jī)械基礎(chǔ)（機(jī)械類）。第2版。北京：高等教育出版社，2006?！窘虒W(xué)目標(biāo)與要求】一、知識(shí)目標(biāo)1．了解斜齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)，主要參數(shù)，與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)的比較。2．了解直齒圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)和主要參數(shù)。3．熟悉齒輪材料的選擇及結(jié)構(gòu)與常見失效形式。二、能力目標(biāo)1．掌握斜齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)，與直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)的異同點(diǎn)。2．熟悉圓錐齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)。3．能夠分析齒輪失效的原因，并采取相應(yīng)的措施。三、素質(zhì)目標(biāo)1．通過直齒與斜齒輪傳動(dòng)比較，能夠掌握各自的應(yīng)用場(chǎng)合和條件。2．掌握斜齒輪與直齒輪之間的內(nèi)在關(guān)系。熟悉直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)。3．熟悉齒輪傳動(dòng)失效原因，并能采取相應(yīng)的解決方法。四、教學(xué)要求1．掌握斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)及主要參數(shù)。2．了解直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。3．了解常用齒數(shù)的材料，結(jié)構(gòu)及失效形式?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1．斜齒圓柱齒數(shù)傳動(dòng)的主要特點(diǎn)及與直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的區(qū)別。2．直齒圓錐齒輪傳動(dòng)與圓柱齒輪傳動(dòng)的區(qū)別。3．齒輪常用材料及主要的失效形式?！倦y點(diǎn)分析】斜齒輪齒廓的形成過程。法向參數(shù)與端面參數(shù)的內(nèi)在關(guān)系。注重螺旋角B在斜齒輪主要參數(shù)中的作用。點(diǎn)蝕的形成過程。注意解釋斜齒在外形上看上去為什么顯示成彎曲形狀？【教學(xué)方法】應(yīng)用比較法來(lái)講授斜齒輪與直齒輪的齒廓形成和主要參數(shù)的區(qū)別。同時(shí)比較直齒圓錐齒輪與直齒圓柱齒輪軸線位置的區(qū)別?！緦W(xué)生分析】以直齒輪作基礎(chǔ)，結(jié)合B角的影響使齒形在外圓柱體上表現(xiàn)成螺旋狀，這樣學(xué)生可能比較容易理解斜齒輪的特點(diǎn)。法面參數(shù)與端面參數(shù)的關(guān)系和取法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)要結(jié)合加工過程來(lái)講述，可能比較容易理解。直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的軸線成90°，這是與前者的主要區(qū)別，從這個(gè)角度出發(fā)，學(xué)生可能易于理解。【教學(xué)資源】1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程。北京：高等教育出版社，2006。2．吳聯(lián)興主編。機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊(cè)。北京：高等教育出版社，2006。3．課件，教具?！窘虒W(xué)安排】2學(xué)時(shí)(90分鐘)【教學(xué)過程】一．導(dǎo)入新課回憶直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)：1．兩軸線平行，齒向與軸線平行。嚙合時(shí)整個(gè)齒寬同時(shí)嚙合，退出嚙合時(shí)整個(gè)齒寬同時(shí)退出。2．端面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。如果齒輪的齒向不與軸向平行，而成一定的夾角B，那齒輪的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)將會(huì)發(fā)生什么變化呢？二．講授新課先拿一個(gè)直齒輪和一個(gè)斜齒輪作比較，由此引出新課，主要區(qū)別在于齒向與軸線成夾角，這樣的齒輪稱為斜齒輪。1．斜齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，應(yīng)用和主要參數(shù)演示斜齒輪傳動(dòng)教具時(shí)，應(yīng)先從直齒輪的嚙合線是一條與齒寬等長(zhǎng)的且平行軸線的直線說起，由于齒輪傳動(dòng)是高副連接，不可能是面接觸，斜齒輪傳動(dòng)的嚙合線也必然是一條直線，但這條直線與軸線成B夾角，而且與齒寬不相等，它是隨著嚙合的變化隨變化的，由短逐漸變長(zhǎng)，再由長(zhǎng)逐漸變短，同時(shí)嚙合的齒對(duì)也比直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的對(duì)數(shù)多，所以斜齒輪傳動(dòng)比直齒圓柱齒輪傳動(dòng)有許多更突出的優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲振動(dòng)小，適用于高速傳動(dòng)。承載能力強(qiáng)，適合于重載工作。但是也存在產(chǎn)生附加軸向力的缺點(diǎn)。由于斜齒輪的齒向與軸向成一定夾角，加工齒輪的齒形時(shí)，刀具順著齒形的齒向切削，刀具平行于齒向，為了方便加工，刀具的斷面齒形應(yīng)與齒向的法向齒形一樣，這就產(chǎn)生出齒輪的法面參數(shù)和端面參數(shù)與軸向參數(shù)。通常規(guī)定了法面的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。兩者之間存在著如下關(guān)系。p=p-cosBm=m-cosPntnt詳細(xì)推導(dǎo)可從圖7-21,22中推出。在基本參數(shù)中，斜齒輪比直齒輪多了一個(gè)B值，在一對(duì)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，斜齒輪比直齒輪多了一個(gè)P=-P的條件。122．直齒圓錐齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)先演示圓錐齒輪教具，和直齒輪相比，圓錐齒輪的齒形分布在圓錐體的表面，且大小端齒形不一樣。兩齒輪傳動(dòng)時(shí)兩輪的軸線一般成90°夾角，它主要應(yīng)用在兩軸相交的傳動(dòng)上。由于齒形大小不一，給制造帶來(lái)很大困難，加工精度比較低，因此圓錐齒輪應(yīng)用在低速輕載的場(chǎng)合。通常為方便制造，以大端的模數(shù)m為標(biāo)準(zhǔn)值，其各參數(shù)與直齒圓柱齒輪基本相同，只是頂隙系數(shù)c*=0.2，而直齒輪的c*=0.25。齒輪材料，結(jié)構(gòu)及失效形式齒輪常用材料一般選用中碳鋼和合金鋼，且大多情況都要經(jīng)過熱處理以提高材料的力學(xué)性能；達(dá)到齒輪表面硬度較高具有足夠的耐磨損，而齒輪芯部具有足夠的韌性抗沖擊，所以齒輪表面通常要經(jīng)過淬火處理。齒輪的失效形式很多，在