《機械測繪技術基礎》配套教案：第7章齒輪軸零件

第7章：齒輪軸零件課次7-1課序：01課題：直齒輪的測量和繪圖教學目標：（1）了解齒輪軸的功能、類型及特點。（2）了解齒輪軸的材料類型。（3）掌握齒輪軸零件各連接處的配合公差、幾何公差、表面粗糙度等。（4）掌握齒輪軸的測繪步驟。重點與難點：重難點在于齒輪軸測繪的測繪步驟。教學設計：（1）介紹齒輪軸的功能、類型及特點、材料類型。（2）視頻或圖片教學齒輪軸零件各鏈接器零件各連接處的配合公差、幾何公差、表面粗糙度等。（3）演示齒輪軸的測繪步驟。教學方法和教學手段：采用啟發(fā)式教學、案例教學等教學方法。教學手段采用多媒體課件、虛擬現(xiàn)實、視頻等媒體技術。教學組織采用課堂整體講授和分組演示。多媒體教學資源：教學內容教學資料企業(yè)案例教學多媒體齒輪軸是組成機械的重要零件，也是機械加工中常見的典型零件之一。它本身要求有足夠的強度和剛度、足夠精確的尺寸和較高的表面粗糙度，與軸承配合處的軸頸表面還要有較高的硬度，因而材料應具有優(yōu)良的綜合機械性能。該軸包括圓柱面、齒輪、鍵槽等表面。支撐軸上零件借助齒輪傳遞轉矩和動力，同時又通過軸承與機器的機架連接。1.《機械測繪技術基礎》課程教材（word文檔）2.《機械基礎》教學課件（.ppt文件）1.零件的測繪.wrl1.《測量技術基礎》.doc課前準備：將課程教材和收集的資料用PowerPoint制作成演示文檔。1.變?yōu)辇X輪（一）變位目的（1）避免根切。（2）改善小齒輪的壽命（大傳動比時，使小齒輪齒厚增大，大齒輪齒厚減小，使一對齒輪的壽命相當）。（3）湊中心距。（二）齒輪的變位（1）用改變刀具與輪坯徑向相對位置來切制齒輪的方法稱徑向變位法。（2）變位齒輪。xm——移距或變位；x——移距系數(shù)或變位系數(shù)。規(guī)定：x>0正變位x=0零變位x<0負變位（3）切削變位齒輪。分度圓不變，節(jié)線變。（4）變位齒輪和標準齒輪相比。m、α、r齒距、rb不變，齒厚、齒頂高、齒根高變化。（三）確定變位齒輪傳動類型和變位系數(shù)x（1）．確定變位齒輪傳動類型根據(jù)變位齒輪的原理可知，若a′=a，且da′=da，為標準齒輪傳動，此時x1+x2=0，且x1=x2=0；若a′=a，但da′≠da，為等變位齒輪傳動，此時x1+x2=0，x1=－x2；若a′>a，且da′≠da，x1+x2>0，則為正角變位齒輪傳動；若a′<a，且da′≠da，x1+x2<0，則為負角變位傳動。因此，可以用比較中心距的方法來判別變位齒輪傳動類型，故用實測的中心距a′與標準中心距a比較、試車的齒頂圓直徑da′與標準齒頂圓直徑da比較，即可解決。（2）算實測的變位系數(shù)x1′和x2′若為等變位齒輪傳動：（3）．若為角變位齒輪傳動計算嚙合角：計算兩輪變位系數(shù)和：計算齒頂高變動系數(shù)σ：用齒頂圓直徑計算變位系數(shù)：（4）．確定變位系數(shù)x1和x2由于實測變位系數(shù)x1′、x2′中含有由加工誤差所引起的齒厚減薄量的影響，所以x1′、x2′值比原設計的變位系數(shù)x1和x2的值要小。因此，必須同時考慮將x1′、x2′加大一定量的值（也可以采用圓整的方法，一般情況可圓整到小數(shù)點后3位），并使x1′+x2′滿足于無側隙嚙合方程，此時就可將其確定為原設計的變位系數(shù)x1′、x2′。（5）．確定h*a和c*由于按實測計算所得的da′、df′和h′值中包含有h*a、c*加工誤差（σ）三部分的影響,而加工誤差又為負值，所以原齒輪的da、df和h的設計值大于實測值。所以有h=h′+加工誤差=(2h*a+c*－σ)m。由實測h′、m和σ，且因h*a和c*為標準值，又由于正常齒的h*a=1、c*=0．25，短齒的h*a=0．8、c*=0．（4），就可判定h*a和c*的值。（5）．計算核對齒輪的幾何尺寸至此，就可以根據(jù)確定的z、m、α、h*a、c*、x和σ計算出被測齒輪原設計的幾何尺寸了。2.測量如圖7－1所示的齒輪軸的尺寸并繪制出正確的圖紙【重點】（一）、零件分析齒輪軸的特點（1）齒輪軸一般是小齒輪（齒數(shù)少的齒輪）。（2）齒輪軸一般是在高速級（也就是低扭矩級）。（3）齒輪軸很少作為變速的滑移齒輪，一般都是固定運行的齒輪，一是因為處在高速級，其高速度是不適合進行滑移變速的。（4）齒輪軸是軸和齒輪合成的一個整體，但是在設計時還是要盡量縮短軸的長度，太長了一是不利于上滾齒機加工，二是軸的支撐太長導致軸要加粗而增加機械強度（如剛性、撓度、抗彎等）。減速器齒輪軸一般多為階梯形的直軸。從零件圖來看，本零件為回轉體零件結構，較為簡單，但由于傳動和裝配精度要求較高，故要注意一些細節(jié)。齒輪軸的表面組成為14、16等圓柱面及40齒面、4×12鍵槽、M12螺紋。對于圓柱面16、14、齒面40為主要加工表面，尺寸要求精度高而且其表面粗糙度有一定要求。此外圓柱面16及齒面60要求基準軸有相應的同軸度要求，為保證傳動精度和穩(wěn)定，鍵槽寬度精度要求較高，其余表面粗糙度為Ra12．5μm。（二）、繪制草圖受拆卸現(xiàn)場條件所限，可先用鉛筆繪制一張外形草圖，用游標卡尺測量出零件上的基本外形尺寸，并標注在草圖上，如圖7－2所示。（三）、尺寸配合（1）．尺寸要求由拆卸的過程可以得知，齒輪軸兩邊是滑動軸承配合，根據(jù)《機械零件設計手冊》查得此尺寸配合為H7/js6。直齒圓柱齒輪的鍵槽寬度根據(jù)《機械零件設計手冊》查得：軸14寬度為4，公差為-0．030~0，槽深為11．5，公差為0~+0．100。（2）．形位要求根據(jù)《機械零件設計手冊》查得：直齒圓柱齒輪軸兩16軸的同軸度為0．018，齒輪兩側面相對于中心軸線的跳動公差為0．018，軸孔鍵槽的對稱度為0．05，對軸孔軸線的平行度為100∶0.05。（四）、表面粗糙度根據(jù)《機械零件設計手冊》查得：齒輪軸齒面的表面粗糙度為Ra3．2μm；池頂與齒輪的兩端面為Ra6．3μm；與齒輪相接觸的配合表面粗糙度為Ra1．6μm；其余為Ra6．3μm。（五）、齒輪零件材料、熱處理狀態(tài)（1）．材料選擇根據(jù)使用要求和工作條件選取合適的材料，普通齒輪選用中碳鋼和中碳合金鋼，如40、45、50、40MnB、40Cr、45Cr、42SiMn、35SiMn2MoV等。要求高的齒輪可選取20Mn2B、18CrMnTi、30CrMnTi、20Cr等低碳合金鋼。對于低速輕載的開式傳動可選取ZG40、ZG45等鑄鋼材料或灰口鑄鐵。非傳力齒輪可選取尼龍、夾布膠木或塑料。本齒輪軸采用材料：45鋼。（2）．齒面的熱處理是為了提高齒面硬度、增加齒輪的承載能力和耐磨性而進行的齒面高頻淬火、滲碳淬火、氮碳共滲和滲氮等熱