課題三-齒輪傳動和輪系教案

課題三齒輪傳動和輪系一、齒輪傳動概述1.齒輪傳動的原理2.齒輪傳動的特點1)齒輪傳動依靠輪齒依次嚙合傳遞運動和動力,不會發(fā)生彈性滑動和打滑,因此傳動準確可靠。2)適用的速度和傳遞的功率及尺寸范圍大,可用于高速(v>40m/s)、中速和低速(v<25m/s)的傳動;齒輪直徑有不到1mm的儀表齒輪到10m以上的中性齒輪。齒輪傳動的效率高,可達95%~99%(帶傳動的效率為87%~96%),且工作壽命長,可達幾年甚至幾十年。3)齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊湊,與其他傳動相比,所占空間位置較小,壽命長。4)齒輪制造和安裝精度較高、不適用于遠距離兩軸之間的傳動。3.齒輪傳動的分類1)按一對齒輪軸線的相對位置和輪齒的齒向分類2)根據(jù)齒輪的工作條件可分為以下種類①開式齒輪傳動。齒輪暴露在外,工作條件惡劣,不能保證良好的潤滑,但散熱好。②半開式齒輪傳動。齒輪浸入油池,有護罩,但不封閉。③閉式齒輪傳動。齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內(nèi),潤滑條件良好,灰沙不易進入,安裝精確,但是不易散熱。3)按輪齒的齒廓曲線分漸開線齒輪傳動圓弧齒輪傳動擺線齒輪傳動4)漸開線齒廓具有以下的傳動特點。①能保證傳動比為一常數(shù)。②齒廓間正壓力的方向保持不變,有利于齒輪傳動保持平穩(wěn)。③齒輪的傳動比取決于兩齒輪基圓半徑的大小,即使兩輪中心距稍有變化,傳動比仍保持不變。二、齒輪各部分的名稱及參數(shù)1.齒輪各部分的名稱2.齒輪主要參數(shù)(1)齒數(shù)(2)模數(shù)(3)壓力角(4)齒頂高系數(shù)h_??^"?"ha=h_??^"?"m式中h_??^"?"——齒頂高系數(shù),標準值h_??^"?"=1.0。(5)頂隙系數(shù)c*(6)標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算三、漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動1.正確嚙合條件由于分度圓上的模數(shù)m和壓力角α已標準化,故正確嚙合條件為m2.無側(cè)隙傳動條件標準安裝時的中心距稱為標準中心距,為a=r'2±r'1=r2±r1=m3.連續(xù)傳動條件齒輪的連續(xù)傳動條件為ε=B1B2Pb四、標準斜齒圓柱齒輪傳動簡介1.斜齒圓柱齒輪的傳動特點及應(yīng)用2.斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸為了便于分析,假想將齒輪的分度圓柱面展開(1)螺旋角β(2)模數(shù)mn=mtcosβ式中mn——法向模數(shù)。一般規(guī)定mn按強度選取標準值。mt——端面模數(shù)。(3)壓力角tanαn=tanαtcosβmn3.斜齒輪傳動的正確嚙合條件一對斜齒輪正確嚙合時,除了兩齒輪端面模數(shù)和端面壓力角分別相等外,兩齒輪的螺旋角也必須大小相等、方向相反,即其中一個齒輪為左旋,另一個齒輪為右旋。由于兩齒輪的螺旋角相等,所以其法向模數(shù)和法向壓力角也必然相等。因此,外嚙合斜齒輪傳動的正確嚙合條件為五、輪齒的失效形式1.輪齒折斷2.齒面點蝕3.齒面膠合4.齒面塑性變形5.齒面磨損六、蝸桿傳動的特點和類型1.蝸桿傳動的特點1)傳動比大,在傳力機構(gòu)中,通常傳動比可在8~80范圍內(nèi)選取。在分度機構(gòu)中,傳動比可達1000。2)工作平穩(wěn),噪聲低,結(jié)構(gòu)緊湊,可以實現(xiàn)自鎖。3)傳動效率低,且蝸輪需要用貴重的非鐵金屬制造,成本高。阿基米德蝸桿傳動2.蝸桿傳動的類型根據(jù)蝸桿螺旋線的旋向不同,蝸桿可分為右旋蝸桿和左旋蝸桿兩種,如圖所示。確定蝸桿旋向方法:將蝸桿豎直面向觀察者,如螺紋自左向右升高,為右旋;反之為左旋。3.蝸桿傳動的主要參數(shù)(1)模數(shù)m和壓力角αmn1=(2)傳動比i、蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2蝸桿傳動中,通常蝸桿是主動件,假定其頭數(shù)為z1,轉(zhuǎn)速為n1,蝸輪的齒數(shù)為z2,轉(zhuǎn)速為n2,則i=n1n蝸桿頭數(shù)通常為z1=1~6,而z2較大,所以蝸桿傳動的傳動比大并且結(jié)構(gòu)緊湊,在動力傳動中,傳動比一般為i=10~80。蝸輪的齒數(shù)由選定的蝸桿頭數(shù)及傳動比,根據(jù)z2=iz1來計算,一般z2必應(yīng)小于26,但也不宜大于60~80。4.蝸桿傳動的結(jié)構(gòu)、材料和失效形式(1)蝸輪、蝸桿的結(jié)構(gòu)1)蝸桿在絕大多數(shù)情況下是和軸做成一體的,稱為蝸桿軸2)蝸輪常用的結(jié)構(gòu)形式(2)蝸輪、蝸桿的材料蝸桿常用的材料是碳素鋼和合金鋼,要求齒面光潔且有較高的硬度。蝸桿在低、中速時多采用45鋼,高速時采用40Cr、40MnB、40MnVB,調(diào)質(zhì)后進行表面淬火,或采用20鋼、20MnVB并進行滲碳淬火。(3)蝸桿傳動的失效形式蝸桿傳動的失效形式與齒輪傳動類似,也有齒面點蝕、膠合、磨損和輪齒折斷等形式,但由于蝸桿傳動的齒面滑動速度較大、發(fā)熱量大、磨損嚴重,因此一般開式傳動的失效形式主要是因潤滑不良及潤滑油不潔造成的磨損;潤滑良好的閉式傳動的主要失效形式是膠合。七、輪系的概念、類型與應(yīng)用1.一系列輪子組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系定軸輪系(2)行星輪系2.輪系的應(yīng)用輪系具有很多優(yōu)點,應(yīng)用十分廣泛。(1)具有較大的傳動比很多機械要求有大的傳動比,若使用一對齒輪傳動,傳動比不能太大,而輪系則可以獲得大的傳動比,如航空發(fā)動機減速器。(2)輪系可做較遠距離傳動使用輪系可以使中心距較遠的兩軸結(jié)構(gòu)緊湊,并實現(xiàn)遠距離傳動。(3)輪系可實現(xiàn)變速、換向要求采用輪系組成的各種機構(gòu),可以將運轉(zhuǎn)速度分為若干等級進行變換,實現(xiàn)多級變速要求,并能變換運轉(zhuǎn)方向。(4)可合成或分解運動采用行星輪系可將兩個獨立運動合成為一個運動,也可將一個獨立運動分解成兩個獨立的運動,如汽車后橋的傳動軸和差速器。3.輪系的傳動比計算一對外嚙合齒輪,兩齒輪的轉(zhuǎn)動方向相反,規(guī)定其傳動比為負值i12=ω1ω2=一對錐齒輪傳動,由于兩齒輪軸線不平行,其轉(zhuǎn)動方向的關(guān)系不能用傳動比的正負表示,需要在圖上用箭頭的方向來確定。在圖示的輪系中,各齒輪的軸線相互平行,為一定軸輪系。設(shè)ω1、ω2、ω2'、ω3、ω3'、ω4和ω5為各輪的角速度,根據(jù)一對平行軸間圓柱齒輪傳動的傳動比可推導(dǎo)得出i12=ω1ω2=-z2z1i2'3=ω2'ω3=z3z2'輸入軸與輸出軸之間的傳動比的一般計算公式為i1k=ω1ωk=(教學(xué)設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)（時間）教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過程教學(xué)手段教師行為學(xué)生行為課前提問（5分鐘）1．檢查學(xué)生到課情況2．汽車曲軸的轉(zhuǎn)動過程.1.提前5分鐘到教室2.查閱教材，回答老師的問題講授課前引入（5分鐘）齒輪傳動依靠輪齒依次嚙合傳遞運動和動力,不會發(fā)生彈性滑動和打滑,因此傳動準確可靠。適用的速度和傳遞的功率及尺寸范圍大,可用于高速(v>40m/s)、中速和低速(v<25m/s)的傳動;齒輪直徑有不到1mm的儀表齒輪到10m以上的中性齒輪。齒輪傳動的效率高,可達95%~99%(帶傳動的效率為87%~96%),且工作壽命長,可達幾年甚至幾十年。1.聽課2.觀看視頻講授+PPT課堂講授（70分鐘）單元四汽車常用機械傳動課題三齒輪傳動和輪系一、齒輪傳動概述1.齒輪傳動的原理；2.齒輪傳動的特點3.齒輪傳動的分類二、齒輪各部分的名稱及參數(shù)1.齒輪各部分的名稱；2.齒輪主要參數(shù)(1)齒數(shù)(2)模數(shù)(3)壓力角(4)齒頂高系數(shù)(5)頂隙系數(shù)c*三、漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動1.正確嚙合條件；2.無側(cè)隙傳動條件3.連續(xù)傳動條件四、標準斜齒圓柱齒輪傳動簡介1.斜齒圓柱齒輪的傳動特點及應(yīng)用3.斜齒輪傳動的正確嚙合條件五、輪齒的失效形式六、蝸桿傳動的特點和類型七、輪系的概念、類型與應(yīng)用1.輪系的應(yīng)用；2.輪系的傳動比計算找到教材中相關(guān)內(nèi)容回答問題：1.齒輪傳動的原理？2.齒輪傳動的特點?3.件有幾種配合方式？PPT視頻課堂小結(jié)（5分鐘）1.齒輪傳動的原理、特點和分類2.齒輪主要參數(shù)；3.輪系的應(yīng)用4.點評課堂紀律1.課堂知識回顧2.在書中標注知識點PPT+講授課后作業(yè)（5分鐘）1.敘述齒輪傳動的原理、特點和分類2.敘述輪系的應(yīng)用？講授+板書鞏固與提高一、填空題1.帶傳動由

、

和緊套在兩輪上的

組成,利用傳動帶與帶輪之間的

來傳遞運動和動力。2.摩擦型帶傳動中,按照傳動帶截面形狀不同,可分為

、

、

三種。3.帶傳動運轉(zhuǎn)時,應(yīng)使帶的

邊在上,

邊在下。4.帶傳動的張緊方法通常有

和

兩種。5.鏈傳動由

、

和

組成,可傳遞運動和動力。6.按照鏈條用途的不同,鏈傳動分為

、

和

三大類。7.鏈傳動

邊在上,

邊在下,

邊的垂度不宜過大,以防脫鏈。8.鏈傳動的張緊方法有

和

兩種。9.齒輪是輪緣上有齒且能

以傳遞

的機械元件。10.一對直齒圓柱齒輪由機架、

、

等組成。11.漸開線齒廓由

和

組合而成。12.漸開線的形狀取決于

。13.標準齒輪分度圓上的

和

相等。14.齒輪的失效主要是輪齒的失效,輪齒失效的形式主要有五種:

、齒面磨損、齒面點蝕、

和齒面塑性變形。二、選擇題1.帶傳動是依靠(

)來傳遞運動和功率的。A.帶與帶輪接觸面之間的正壓力B.帶與帶輪接觸面之間的摩擦或嚙合C.傳動帶的緊邊拉力D.帶的松邊拉力2.帶張緊的目的是(

)。A.減輕帶的彈性滑動B.提高帶的壽命C.改變帶的運動方向D.使帶具有一定的初拉力3.與鏈傳動相比,帶傳動的優(yōu)點是(

)。A.工作平穩(wěn),不需潤滑B.承載能力大C.傳動效率高D.使用壽命長4.安裝帶輪時,主動輪和從動輪必須(

)。A.在不同平面內(nèi)B.錯開C.軸線平行D.以上皆可5.下列選項中,(

)不是帶傳動的失效形式。A.帶的壽命縮短B.帶在帶輪上打滑C.工作面受到磨損D.帶產(chǎn)生脫層、撕裂和拉斷三、判斷題1.鏈傳動的緊邊和松邊與帶傳動相同,松邊在上,緊邊在下。(

)2.鏈傳動能保證準確的平均傳動比,且傳遞功率大,傳動效率高。(

)3.鏈傳動不能在重載、高溫和塵土飛揚、淋油等不良環(huán)境中工作。(

)4.鏈傳動的失效主要表現(xiàn)為鏈輪的失效。(

)5.基圓不相同,漸