《机械设计基础》教案 第11课 了解齿轮传动的基础知识（下）.docx

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课题

了解齿轮传动的基础知识（下）

课时

2课时（90min）

教学目标

知识技能目标：

（1）理解渐开线标准齿轮正确啮合的条件、标准中心距和重合度。

（2）掌握渐开线齿轮的加工方法、根切现象和变位齿轮。

（3）了解常用的齿轮材料和热处理方法、齿轮的结构形式和润滑。

素质目标：

通过学习齿轮传动的啮合，明白在一个团队中，只有所有人相互配合，精诚合作，才能发挥集体的力量。

教学重难点

教学重点：渐开线标准齿轮正确啮合的条件、标准中心距和重合度，渐开线齿轮的加工方法、根切现象和变位齿轮，常用的齿轮材料和热处理方法、齿轮的结构形式和润滑

教学难点：渐开线标准齿轮正确啮合的条件，渐开线齿轮的根切现象和变位齿轮

教学方法

多媒体展示法、问答法、讨论法、讲授法、练习法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学设计

第1节课：考勤（2min）→问题引入（5min）→传授新知（28min）→实践探索（10min）

第2节课：问题引入（3min）→传授新知（22min）→实践探索（15min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）

教学过程

主要教学内容及步骤

设计意图

第一节课

考勤

（2min）

【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况

问题引入

（5min）

【教师】复习提问

1.渐开线是如何形成的？有何特点？

2.渐开线齿轮的啮合特性是什么？

【学生】聆听、思考

通过复习提问，检查学生知识的掌握程度

传授新知

（28min）

【教师】讲解新知

三、渐开线标准齿轮的啮合

（一）正确啮合的条件

【教师】提出问题，随机邀请学生回答

什么是正确啮合？如果啮合不正确会怎样？

【学生】聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，展示“渐开线标准齿轮的正确啮合”图片（详见教材），讲解新知

前一对齿在啮合线上的点K啮合时，后一对齿必须准确地在啮合线上的点进入啮合。为了保证前、后两对齿同时在啮合线上接触，齿轮?1?相邻两齿同侧齿廓沿法线的距离应与齿轮?2?相邻两齿同侧齿廓沿法线的距离相等。

公式推导过程详见教材。

标准齿轮正确啮合的条件为：两齿轮的模数和分度圆压力角必须分别相等。

（二）标准中心距

一对标准齿轮分度圆相切时的中心距称为标准中心距，用a表示。

【教师】讲述“小贴士”的相关内容

一对齿轮传动时，一齿轮节圆上的齿槽宽与另一齿轮节圆上的齿厚之差称为齿侧间隙。正确安装的齿轮机构在理论上无齿侧间隙，否则齿轮啮合过程中会产生冲击和噪声，或在反向传动时出现空行程。实际上，考虑轮齿热膨胀、润滑和安装的需要，规定了不同用途的传动齿轮应有微小的齿侧间隙，其值由制造公差加以控制，理论设计时仍按无齿侧间隙来考虑。

【学生】聆听、思考、理解、记忆

【教师】展示“无齿侧间隙的标准齿轮传动”图片（详见教材），讲解新知

对于外啮合齿轮传动，其标准中心距为

（5-7）

因两齿轮分度圆相切，故顶隙为

（5-8）

（三）重合度

【教师】扫码播放“重合度”微课视频（详见教材），讲解新知

齿轮传动是依靠各对齿轮的依次啮合来实现的，为了使齿轮能够连续传动，应该保证在前一对齿轮脱离啮合时，后一对齿轮就要进入啮合，即实际啮合线的长度必须大于（至少等于）基圆齿距。通常将实际啮合线的长度与基圆齿距的比值称为齿轮啮合的重合度，用表示，即

（5-9）

重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿的对数越多，传动平稳性越好，且每对轮齿所受的平均载荷越小，齿轮的承载能力越强。

【教师】组织课堂活动

已知一对外啮合标准齿轮传动，其模数，分度圆压力角，齿顶高系数，顶隙系数，传动比。标准中心距。求分度圆半径、，齿数、，齿顶圆半径、，齿根圆半径、，节圆半径、和啮合角。

【学生】聆听、思考、计算

四、渐开线齿轮的加工

（一）加工方法

渐开线齿轮可通过铸造、模锻、热轧、冲压、切削等方法进行加工，其中切削法最为常用。切削法可分为仿形法和展成法。

1．仿形法

【教师】展示“仿形法”图片（详见教材），讲解新知

仿形法是指用具有渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形。根据使用刀具的不同，仿形法可分为盘状铣刀加工法和指状铣刀加工法，如图?5-9?所示。加工时，铣刀绕本身轴线旋转，同时沿齿坯径线方向做进给运动，然后齿坯沿其轴线方向做进给运动。当铣刀铣出一个完整的齿槽后，齿坯转过的角度后再被铣出第二个齿槽，以此类推，直至所有的齿槽被铣出。仿形法虽然简单，但生产效率低，精度差，常用于少量生产或精度要求不高的齿轮的加工。

2．展成法

【教师】展示“展成法”图片（详见教材