【正文】 相互碰撞，并可貯存一些潤(rùn)滑油。 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a＝r1＋r2＝m (Z1＋Z2)／2 例題：已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比i12＝3, 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1＝600r／min, 中心距a＝168mm, 模數(shù)m＝4mm, 試求從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n2. 齒輪齒數(shù)z1和z2各是多少？解：傳動(dòng)比i12＝n1／n2＝Z2／Z1 n2＝n1／i12＝600／3＝200r／min i12＝Z2／Z1＝3 a＝m (Z1＋Z2) ／2＝168 Z2＝3Z1 Z1＝21 Z1＋Z2＝84 Z2＝63四．直齒圓柱齒輪傳動(dòng) １．正確嚙合條件直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等。２．中心距一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，由于分度圓上的齒厚與齒槽寬相等，所以兩齒輪的分度圓相切，且作純滾動(dòng)，此時(shí)兩分度圓與其相應(yīng)的節(jié)圓重合，則標(biāo)準(zhǔn)中心距為： a＝r1＋r2＝r1′＋r2′＝m (Z1＋Z2) ／23．嚙合角注意：?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，只有一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，才有節(jié)圓和嚙合角。此外，為了保證一對(duì)直齒圓柱齒輪能連續(xù)傳動(dòng)，其重合度必須大于1(ε1)。章節(jié)名稱漸開(kāi)線齒輪的加工原理授課形式講授課時(shí)1班級(jí)10綜（3）教學(xué)目的①了解齒輪的加工原理，掌握根切現(xiàn)象和最少齒數(shù)。②知道分度圓弦齒厚和分度圓公法線長(zhǎng)度的測(cè)量方法。教學(xué)重點(diǎn)①了解齒輪的加工原理、最少齒數(shù)②分度圓公法線長(zhǎng)度的測(cè)量方法。教學(xué)難點(diǎn)①了解齒輪的加工原理輔助手段齒輪加工模型課外作業(yè)作業(yè)冊(cè)課后體會(huì)一．齒輪加工原理齒輪的加工方法很多，如鑄造、熱軋、沖壓、模鍛及切削加工等?，F(xiàn)介紹常用的兩種切削加工原理。 方法比較項(xiàng)目 仿形法范成法原理成形銑刀加工齒輪的嚙合原理所用機(jī)器普通銑床專用插齒、滾齒和磨齒機(jī)床 加工特點(diǎn)逐齒切削的，且不連續(xù)，所以精度差，效率低加工是連續(xù)的，精度和效率較高， 應(yīng)用場(chǎng)合僅適用于單件生產(chǎn)和精度要求不高的齒輪加工批量和精度要求較高的場(chǎng)合二．根切現(xiàn)象 根切現(xiàn)象成法加工漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)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，刀刃將輪齒根部的漸開(kāi)線齒廓切去，這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。 根切后輪齒彎曲強(qiáng)度降低，重合度減小，對(duì)傳動(dòng)很不利，因此應(yīng)當(dāng)避免根切。 最少齒數(shù)成法加工漸開(kāi)線齒輪時(shí)，是否產(chǎn)生根切取決于被切齒輪的齒數(shù)多少。我們把不產(chǎn)生根切現(xiàn)象的極限齒數(shù)稱為最少齒數(shù)。用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具切制標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒輪而不發(fā)生根切，被切齒輪的最少齒數(shù)為： Zmin＝2ha*／sin2α 當(dāng)α＝20176。, ha*＝1時(shí), Zmin＝17； 當(dāng)α＝20176。, ha*＝, Zmin＝14。四．公法線長(zhǎng)度和分度圓弦齒厚 齒輪在加工和檢驗(yàn)中，常用測(cè)量公法線長(zhǎng)度和分度圓弦齒厚的方法來(lái)保證齒輪的精度。１．公法線長(zhǎng)度 如圖11－15所示，當(dāng)檢驗(yàn)直齒輪時(shí)，公法線千分尺的兩卡腳跨過(guò)Ｋ個(gè)齒，兩卡腳與齒廓相切于a、b兩點(diǎn)，兩切點(diǎn)間的距離ab稱為公法線（即基圓切線）長(zhǎng)度，用Ｗ表示。當(dāng)α＝20 176。時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法線長(zhǎng)度為： W＝m[(K－)＋ Z]圖11－15 公法線長(zhǎng)度 圖11－16 分度圓弦齒厚 式中，m為模數(shù)；Z為齒數(shù)；K為跨齒數(shù)，按下式計(jì)算K＝Z/9＋，當(dāng)計(jì)算所得K不是整數(shù)時(shí)，可四舍五入圓整為整數(shù)。此外，W、K也可從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中直接查表得出。２．分度圓弦齒厚 如圖11－16所示，用齒輪游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)，以分度圓齒高h(yuǎn)a為基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量分度圓弦齒厚S。標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的S、ha計(jì)算公式為： S＝mZsin(π／2Z) ha＝mha*＋mZ[1－cos(π／2Z)]／2 此外S、ha也可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的表中直接查得。 由于測(cè)量分度圓弦齒厚是以齒頂圓為基準(zhǔn)的，測(cè)量結(jié)果必然受到齒頂圓公差的影響。而公法線長(zhǎng)度測(cè)量與齒頂圓無(wú)關(guān)。公法線測(cè)量在實(shí)際應(yīng)用中較廣泛。在齒輪檢驗(yàn)中，對(duì)較大模數(shù)(m10mm)的齒輪，一般檢驗(yàn)分度圓弦齒厚；對(duì)成批生產(chǎn)的中、小模數(shù)齒輪，一般檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度Ｗ。章節(jié)名稱漸開(kāi)線變位直齒圓柱齒輪授課形式講授課時(shí)1班級(jí)10綜（3）教學(xué)目的知道變位齒輪傳動(dòng)的類型及特點(diǎn),能根據(jù)具體情選用不同類型的變位齒輪。教學(xué)重點(diǎn)能根據(jù)具體情選用不同類型的變位齒輪教學(xué)難點(diǎn)能根據(jù)具體情選用不同類型的變位齒輪輔助手段掛圖課外作業(yè)作業(yè)冊(cè)課后體會(huì)一、變位齒輪及基本特點(diǎn) 由齒輪加工原理可知，當(dāng)齒條插刀的中線與被切齒輪的分度圓相切時(shí)，加工出標(biāo)準(zhǔn)齒輪。若齒條刀具的中線與被切齒輪的分度圓不相切時(shí)，則加工出變位齒輪。 刀具中線相對(duì)于加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)移動(dòng)的距離稱為變位置，用Xm表示。其中m為齒輪的模數(shù)，Ｘ稱為變位系數(shù)。當(dāng)?shù)毒唠x移被切齒輪中心時(shí)，Ｘ取正值，稱正變位，當(dāng)?shù)毒咭平磺旋X輪中心時(shí)，Ｘ為負(fù)值，稱為負(fù)變位。兩個(gè)特點(diǎn)：1．不論是正變位還是負(fù)變位，刀具變位后的節(jié)線與齒輪的分度圓相切作純滾動(dòng)。因?yàn)榈毒呱先我粭l節(jié)線的齒距P，模數(shù)m以及齒形角都相等，故被加工出的變位齒輪的齒距、模數(shù)、壓力角并不改變，與標(biāo)準(zhǔn)直齒輪相同。圖11２．正變位齒輪的齒頂圓、齒根圓、齒頂高和齒根厚度均增大，而齒根高、齒頂厚度則減小，齒輪強(qiáng)度提高，還可以避免根切。負(fù)變位齒輪的齒頂圓、齒根圓、齒頂高和齒根厚度均減小，而齒根高和齒頂厚度則增加，齒輪抗彎強(qiáng)度降低。二、變位加工后應(yīng)用在一對(duì)大小齒輪傳動(dòng)中，通常小齒輪采用正變位，齒頂高增大，齒根高減小，齒根變厚，強(qiáng)度和壽命提高，還可避免根切；大齒輪采用負(fù)變位，齒頂高減小，齒根高增大，齒根強(qiáng)度有所減弱。由于大齒輪強(qiáng)度較高，選擇適當(dāng)?shù)淖兾幌禂?shù)后，可以使一對(duì)大小齒輪的強(qiáng)度和使用壽命相近。章節(jié)名稱齒輪傳動(dòng)的失效形式和材料授課形式講授課時(shí)1班級(jí)10綜（3）教學(xué)目的１．知道齒輪失效形式和預(yù)防措施２．了解齒輪的常用材料及熱處理方法教學(xué)重點(diǎn)１． 知道齒輪失效形式２． 了解齒輪的常用材料及熱處理方法教學(xué)難點(diǎn)齒輪的常用材料及熱處理方法輔助手段模型課外作業(yè)課后體會(huì)一、齒輪傳動(dòng)的失效形式 齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，在載荷的作用下，如果輪齒發(fā)生折斷，齒面損壞等現(xiàn)象，則輪齒就失去了正常的工作能力，稱為失效。 由于齒輪傳動(dòng)的工作條件和應(yīng)用范圍各不相同，影響失效的原因很多，主要都發(fā)生在輪齒上，常見(jiàn)的輪齒失效形式有：輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變形等。 失效形式比較項(xiàng)目輪齒折斷齒面點(diǎn)蝕齒面膠合齒面磨損齒面塑性變形引起原因 短時(shí)意外的嚴(yán)重過(guò)載 超過(guò)彎曲疲勞極限很小的面接觸、循環(huán)變化、齒面表層就會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋、微粒剝落下來(lái)而形成麻點(diǎn)高速重載、嚙合區(qū)溫度升高引起潤(rùn)滑失效，齒面金屬直接接觸并相互粘連，較軟的齒面被撕下而形成溝紋觸表面間有較大的相對(duì)滑對(duì)，產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦低速重載、齒面壓力過(guò)大部位齒根部分靠近節(jié)線的齒根表面輪齒接觸表面輪齒接觸表面輪齒避免措施選擇適當(dāng)?shù)哪?shù)和齒寬，采用合適的材料及熱處理方法，降低表面粗糙度，降低齒根彎曲應(yīng)力。提高齒面硬度提高齒面硬度，降低表面粗糙度，采用粘度大和抗膠合性能好的潤(rùn)滑油提高齒面硬度，降低表面粗糙度，改善潤(rùn)滑條件，加大模數(shù)，盡可能用閉式齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)代替開(kāi)式齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)減小載荷，減少啟動(dòng)頻率圖11二、齒輪的常用材料及熱處理 １．齒輪常用材料常用的齒輪材料是各種牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼和鑄鐵等，一般多采用鍛件或軋制鋼材，當(dāng)齒輪較大(d＞400～600mm)而輪坯不易制造時(shí)，可采用鑄鋼，開(kāi)式低速傳動(dòng)可采用灰鑄鐵，球墨鑄鐵有時(shí)可代替鑄鋼。 一對(duì)相嚙合的齒輪，為使大小兩輪的工作壽命相近，小齒輪應(yīng)比大齒輪選用好一點(diǎn)的材料、高一些的硬度。 ２．常用熱處理方法齒輪常用的熱處理方法有：正火、調(diào)質(zhì)、表面淬火、滲碳淬火和滲氮等。（1）經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)處理的齒輪為軟齒面齒輪，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，運(yùn)用于對(duì)強(qiáng)度要求不高，中低速的一般機(jī)械傳動(dòng)的齒輪。（2）經(jīng)表面淬火，滲碳淬火和滲氮處理后的齒輪為硬齒面齒輪，可較大地提高齒輪的承載能力和耐磨性，適用于生產(chǎn)批量大和要求結(jié)構(gòu)緊湊的齒輪。章節(jié)名稱齒輪結(jié)構(gòu)和工作圖授課形式講授課時(shí)1班級(jí)10綜（3）教學(xué)目的了解齒輪結(jié)構(gòu)形式及選擇方法教學(xué)重點(diǎn)了解齒輪結(jié)構(gòu)形式及選擇方法教學(xué)難點(diǎn)如何選擇輔助手段課外作業(yè)課后體會(huì)一、齒輪結(jié)構(gòu) 根據(jù)強(qiáng)度條件和傳動(dòng)比要求可以確定齒輪的模數(shù)、齒數(shù)等基本參數(shù)，并計(jì)算出齒輪傳動(dòng)的主要尺寸。在確定齒輪尺寸的基礎(chǔ)上，考慮材料制造工藝等因素，確定齒輪的結(jié)構(gòu)形狀。齒輪結(jié)構(gòu)可分為齒輪軸、實(shí)心式、腹板式、輪輻式等。 １．齒輪軸 直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，當(dāng)齒根圓直徑與軸徑接近時(shí)，可將齒輪和軸做成整體的，稱為齒輪軸。 齒輪軸剛度較好，但齒軸磨損后，軸也同時(shí)報(bào)廢，對(duì)直徑較大的齒輪應(yīng)分開(kāi)制造。 ２．實(shí)心式齒輪齒頂圓直徑da≤160mm時(shí)，可采用鍛造毛坯的實(shí)心式結(jié)構(gòu)，當(dāng)齒頂圓直徑da＜100mm時(shí)，單件或小批量生產(chǎn)的齒輪，可直接用軋制圓鋼作齒輪毛坯。 ３．腹板式 齒頂圓直徑da≤500mm時(shí)，一般用鍛造方法做成腹板結(jié)構(gòu)齒輪，不重要的用鑄造的方法做成腹板結(jié)構(gòu)齒輪。為了減輕重量，節(jié)省材料，常在腹板上制出圓孔。有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸參照?qǐng)D中經(jīng)驗(yàn)公式確定。 ４．輪輻式 齒頂圓直徑da＞500時(shí)，齒輪毛坯常用鑄造方法做成輪輻結(jié)構(gòu)，如圖11－28。根據(jù)不同要求，可用鑄鋼或鑄鐵。章節(jié)名稱斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)授課形式講授課時(shí)2班級(jí)10綜（3）教學(xué)目的、幾何尺寸和正確嚙合條件。，會(huì)判斷各力的方向。教學(xué)重點(diǎn)斜齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)、正確嚙合條件、受力分析，會(huì)判斷各力的方向教學(xué)難點(diǎn)受力分析，會(huì)判斷各力的方向輔助手段齒輪模型課外作業(yè)課后體會(huì)一、斜齒圓柱齒輪齒廓形成及嚙合特點(diǎn) １．斜齒圓柱齒輪齒廓形成  漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成與漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪相似。就齒輪端面而言，都是發(fā)生線繞基圓作純滾動(dòng)時(shí)，發(fā)生線上任一點(diǎn)K在平面上的軌跡。實(shí)質(zhì)上齒廓表面是一漸開(kāi)線曲面。 所不同的是直齒圓柱齒輪的齒面是發(fā)生面上一條平行于基圓柱母線的直線在空間的軌跡面；而斜齒圓柱齒輪的齒面是發(fā)生面上一條與基圓柱母線夾角為βb的斜直線在空間的軌跡面。由于斜直線繞到基圓柱面上之后是一條螺旋線，由該斜直線在空間的軌跡面所形成的齒廓曲面稱為漸開(kāi)螺旋面，其中βb稱為基圓螺旋角。 ２．嚙合特點(diǎn)： （1） 直齒圓柱齒輪由齒廓曲面形成原理可知，直齒圓柱齒輪在嚙合過(guò)程中，接觸線平行于軸線，因而一對(duì)直齒齒廓是同時(shí)沿整個(gè)齒寬進(jìn)入嚙合脫離嚙合，即其上的載荷也是突然加上和突然卸下，易引起沖擊。傳動(dòng)平穩(wěn)性較差。（2） 斜齒圓柱齒輪而一對(duì)斜齒圓柱齒輪接觸線為斜直線，接觸線長(zhǎng)度先由短到長(zhǎng)，再由長(zhǎng)到短，直至脫離嚙合，故傳動(dòng)平穩(wěn)性好，承載能力強(qiáng)，適用于高速重載傳動(dòng)。在傳動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力。二、斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸圖11 由斜齒圓柱齒輪齒廓形成可知，它的齒面是一漸開(kāi)線螺旋面，其端面（垂直于齒輪軸線的平面）和法面平面（垂直于齒的平面）的齒形不同，當(dāng)用成型銑刀加工時(shí)，刀具沿螺旋線方向進(jìn)刀，故輪齒的法面齒形與刀具的齒形一致，因此以輪齒的法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇刀具。但在計(jì)算斜齒輪的幾何尺寸時(shí)，又要按端面參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，故必須建立法面參數(shù)與端面參數(shù)之間的換算關(guān)系。 １．螺旋角斜齒輪的螺旋線為斜直線，螺旋線與分度圓柱母線的夾角稱螺旋角，用β表示。斜齒輪輪齒的旋向分為左、右旋兩種。 ２．模數(shù)Pn表示法向齒距，Pt表示端面齒距，β為螺旋角，它們之間的關(guān)系為： Pn＝Ptcosβ ∵ P＝πm ， ∴ mn＝mtcosβ mt——端面模數(shù) mn——法面模數(shù) 一般取mn為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ３．壓力角 斜齒輪在分度圓上的壓力角也有法向壓力角αn和端面壓力角αt之分，兩者之間的關(guān)系為： tgαn＝tgαtcosβ表11 一般規(guī)定法向壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值，即αn＝20176。 ４．齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù) 斜齒輪在端面和法面上的齒頂高和頂隙是相等的，即 ha＝hat*mt＝han*mn C＝Ct*mt＝Cn*mn 由此得 hat*＝han*cosβ Ct*＝Cn*cosβ 式中hat*和Ct*為端面齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，han*和Cn*為法面齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)，均應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值。 ５．分度圓直徑與中心距 斜齒輪直徑是從端面上度量的，故得 d＝mtZ＝ mnz／cosβ。