齒輪傳動的特點、應(yīng)用、漸開線的形成及性質(zhì)

1、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程單元教學(xué)設(shè)計單元標(biāo)題齒輪傳動的特點、應(yīng)用及分類 漸開線的形成與性質(zhì)單元教學(xué)學(xué)時2在整體設(shè)計中的位置第29次授課班級上課地點教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)知識目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.能夠了解齒輪傳動的特點、應(yīng)用及分類；2.能夠根據(jù)漸開線的形成過程總結(jié)出漸開線的基本性質(zhì)；3.能夠推導(dǎo)漸開線的齒廓的嚙合特性；1.了解齒輪傳動的特點、掌握應(yīng)用及分類；2.理解漸開線的形成過程；3.掌握漸開線的基本性質(zhì)，漸開線的齒廓的嚙合特性；1.培養(yǎng)學(xué)生熱愛本專業(yè)、愛學(xué)、會學(xué)的思想意識。2.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識分析和解決實際問題的能力；3.培養(yǎng)學(xué)生遵守職業(yè)崗位操作規(guī)范的習(xí)慣；4.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識；能力訓(xùn)練任務(wù)及案例任務(wù)

2、1. 明確齒輪的分類。任務(wù)2.理解漸開線的形成并總結(jié)漸開線的基本性質(zhì)。任務(wù)3.掌握漸開線齒廓的嚙合特性。教學(xué)材料1.教材2.使用多媒體輔助教學(xué)。3.齒輪實物以及掛圖4.機(jī)械機(jī)構(gòu)示教板單元教學(xué)進(jìn)度步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法學(xué)生活動工具手段時間分配1設(shè)置情景提出問題試設(shè)計兩級減速器中的低速級直齒輪傳動。已知：用電動機(jī)驅(qū)動，載荷有中等沖擊，齒輪相對于支承位置不對稱，單向運轉(zhuǎn)，傳遞功率P10 kW，低速級主動輪轉(zhuǎn)速nl400rmin，傳動比i3.5。情景教問題探究問題引領(lǐng)聽講思考黑板、ppt10分鐘2講講授新知提供咨詢授新知提供咨齒輪傳動的特點、應(yīng)用及分類1齒輪傳動的特點優(yōu)點：傳遞功率大、速度范圍廣、效率高

3、、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長；且能實現(xiàn)恒定的傳動比和空間任意兩軸的運動與動力傳遞缺點：制造和安裝精度要求高、成本高；且不宜用于中心距較大的傳動；低精度齒輪易產(chǎn)生較大的噪聲和振動2齒輪傳動的分類及應(yīng)用 分類：（圖10-1） 應(yīng)用：廣泛用于各類傳動機(jī)構(gòu)中講授法啟發(fā)式問題探究討論法分?jǐn)?shù)激勵聽講討論回答黑板、ppt、機(jī)械機(jī)構(gòu)示教圖15分鐘3設(shè)置情景提出任務(wù)拿出齒輪模型及實物，讓學(xué)生們對此進(jìn)行分類情景教問題探究問題引領(lǐng)聽講思考黑板、ppt10分鐘3講授新知提供咨詢漸開線的形成原理和基本特性 一.漸開線的形成及其特性1漸開線的形成：發(fā)生線NK沿半徑為rb的圓作純滾動則發(fā)生線上的任意一點K的軌跡曲線該圓的漸

4、開線。講授法啟發(fā)式問題探究討論法分?jǐn)?shù)激勵聽講討論回答黑板ppt視頻53講授新知提供咨詢漸開線的特性：1.發(fā)生線在基圓上滾過的長度等于基圓被滾過的弧長，即NK長等于弧長AN2.發(fā)生線NK是基圓的切線和漸開線上K點的法線，線段NK為漸開線在K點的曲率半徑，N點為其曲率中心。3.漸開線上某一點的法線（受力時不計摩擦?xí)r的正壓力Fn方向線），與該點速度vK方向所夾的銳角aK，稱為該點的壓力角：                  

5、;                 漸開線上各點的壓力角不等，離開基圓越遠(yuǎn)的點，其壓力角越大。4.漸開線的形狀決定于基圓的大小，基圓越大漸開線越平直，反之則越彎曲5.基圓內(nèi)無漸開線。演示法總結(jié)黑板、PPT20分鐘3講授新知提供咨詢 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 一.漸開線齒廓的嚙合特性 1瞬時傳動比不變性（齒廓嚙合基本定律）相互嚙合的一對齒廓在任一瞬時的傳動比與兩齒輪的連心線與該對嚙合齒廓接觸點的公法線所分得的兩線段成反比即

6、i=w1/w2=O2C/O1C=常數(shù)節(jié)圓：分別以O(shè)1和O2為圓心、以O(shè)1C和O2C為半徑作圓，其半徑用r1和r2表示2中心距可分性在圖中，因為O1N1CO2N2C，所以 在齒輪加工完成后因其基圓半徑已經(jīng)確定，所以即使兩齒輪的中心距稍有改變（象制造和安裝誤差以及磨損等原因），也不會影響齒輪的傳動比。3傳遞壓力的方向不變性（嚙合角為常數(shù)）嚙合線：齒輪傳動時其齒廓接觸點的軌跡線稱（漸開線齒廓嚙合時，由于無論在哪一點接觸，接觸齒廓的公法線總是兩基圓的內(nèi)公切線N1N2。故漸開線齒廓的嚙合線就是直線N1N2）嚙合角：嚙合線N1N2與兩齒輪節(jié)圓的公切線tt間的夾角a¢嚙合角在數(shù)值上等于漸開線在節(jié)圓上的壓力角。分析：由于兩齒廓嚙合時，其間的正壓力是沿齒廓法線方向作用，也就是沿嚙合線方向傳遞。故嚙合角不變齒廓間壓力方向不變?nèi)酏X輪傳遞的力矩恒定，則輪齒之間、軸與軸承之間壓力的大小和方向也均不變，從而傳動平穩(wěn)。這也是漸開線齒廓傳動的一大優(yōu)點。實際中心距： 實際中心距與標(biāo)準(zhǔn)中心距的關(guān)系： 注意：1）當(dāng)一對齒輪相互嚙合時才有節(jié)圓和嚙合角，單個齒輪沒有節(jié)圓和嚙合角，只有分度圓與壓力角 2）當(dāng)a=a/ 時為標(biāo)準(zhǔn)安裝（無側(cè)隙安裝），只有此時齒輪的節(jié)圓與分度圓重合講授法啟發(fā)式問題探究討論