教学设计(直齿圆柱齿轮)
直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺设计
题目：直齿圆柱齿轮的设计和加工工艺设计学院冀中职业学院学生姓名李朋辉学号2009040217专业机电一体化技术届别2009指导教师姜小丽职称二011年月诚信承诺本人慎重承诺和声明：我承诺在毕业论文(设计)活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人毕业论文中为剽窃他人的学术观点、思想和成果，为篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校处理。
学生（签名）：李朋辉2011年月日摘要现在齿轮传动是机械传动最常用的形式之一，它在机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航天等设备中得到广泛应用。
其中直齿圆柱齿轮是汽车及机械行业中重要的传动零件，其形状复杂，材质尺寸精度表面质量及综合机械性能很高。
本文主要介绍直齿圆柱齿轮的结构及设计和加工工艺。
目录概述…………………………………………………..第一章直齿圆柱齿轮的设计1.1齿轮基础知识……………………………………1.2直齿圆柱齿轮结构及零件图……………………1.3直齿圆柱齿轮材料及其参数合理选取…………第二章直齿圆柱齿轮的加工工艺2.1夹具及毛坯的选取………………………………2.2齿轮加工方法……………………………………2.3齿轮加工方案选择及使用要求…………………2.4直齿圆柱齿轮加工工艺过程……………………结束语………………………………………………..参考文献……………………………………………..概述齿轮是机械行业量大面广的基础零件，广泛应用于机床，汽车，摩托车，农机，建筑机械，航空，工程机械等领域，而对加工精度，效率和柔性提出越来越高的要求。
齿轮加工技术从公元前400—200年的手工业制作阶段开始经历了机械仿形阶段、机械返程加工阶段以及20世纪80年代至今的数控技术加工阶段。
第一章直齿圆柱齿轮的设计1.1齿轮的基础知识1.1.1齿轮机构的特点如下：（1）齿轮机构的优点有：1）齿轮机构传动比恒定，寿命长，工作可靠性高。
2)齿轮机构传递的功率和圆周速度分别可达100000k w、300m∕s。
课程设计-带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器(直齿)
目录一设计题目 (2)二应完成的工作 (2)三传动装置总体设计方案 (2)1. ............................................................................................... 电动机的选择 . (2)2. ............................................................................................... 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (3)3. ............................................................................................... 计算传动装置的运动和动力参数 (3)4.V 带的设计和带轮设计 (4)5.齿轮的设计 (5)6........................................................................................ 传动轴承和传动轴的设计 (6)7.使用寿命计算 (10)8.箱体结构的设计 (10)9. 润滑密封设计 (12)四. 设计小结 (13)、设计题目带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器（直齿）给定数据及要求：已知条件：运输带拉力F（N）=1250 N.m；运输带工作速度v=1.3m/s；滚筒直径D=240mm ；二、应完成的工作1. 减速器装配图1 张；2. 零件工作图3 张（轴、齿轮）3. 设计说明书1 份。
三、传动装置总体设计方案:1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级其传动方案如下：初步确定传动系统总体方案如: 传动装置总体设计图所示。
机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器
机械基础课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号学生姓名：指导老师：完成日期：所在单位：设计任务书1、题目设计用于带式输送机的机械传动装置——一级直齿圆柱齿轮减速器。
2、参考方案（1）V带传动和一级闭式齿轮传动（2）一级闭式齿轮传动和链传动（3）两级齿轮传动3、原始数据4、其他原始条件（1）工作情况：两班制，输送机连续单向运转，载荷较平稳。
（2）使用期限：5年。
（3）动力来源：三相交流（220V/380V）电源。
（4）允许误差：允许输送带速度误差5%±。
5、设计任务（1）设计图。
一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A1，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距110a≤时）或1：（当齿轮副的啮合中心距110a>时）。
（2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。
目录一传动装置的总体设计 (3)二传动零件的设计 (7)三齿轮传动的设计计算 (9)四轴的计算 (11)五、箱体尺寸及附件的设计 (24)六装配图 (28)设计内容：一、传动装置的总体设计1、确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。
2，选择电动机（1）选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。
（2）选择电动机的额定功率①带式输送机的性能参数选用表1的第 6组数据，即：表一工作机所需功率为： kW sm N Fv w 44.51000/7.132001000P =⨯==②从电动机到工作机的传动总效率为：212345ηηηηηη=其中1η、2η、3η、4η、5η分别为V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取《机械基础》P 459的附录3 选取1η= 、2η=（8级精度）、3η=（球轴承）、4η=、5η=故22123450.950.970.990.9950.960.8609664143520.862ηηηηηη==⨯⨯⨯⨯=≈ ③ 电动机所需功率为kW sm N Fv d 33.6852.0*1000/7.1*32001000P ===η 又因为电动机的额定功d ed P P ≥（3） 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速：min r/2.814007.1100060v 100060=⨯⨯=⨯⨯=ππD n 滚筒查《机械基础》P 459附录3， V 带常用传动比为i 1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i 2=3~5（8级精度）。
渐开线直齿圆柱齿轮(二)
课题渐开线直齿圆柱齿轮（二）课型新授授课日期授课时数总课时数教具使用课件教学目标①掌握齿轮各部分的名称及主要参数、几何尺寸②掌握齿轮传动的正确啮合条件。
教学重点和难点重点：①主要参数、几何尺寸的计算，②正确啮合条件难点：①理解正确啮合条件学情分析本节课内容比较重要，学生应课前做好预习工作，这样便于上课接受，多做练习。
板书设计一、标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算二、直齿圆柱齿轮传动教学后记第1页课前提问: 1、渐开线的形成、性质是什么？2、渐开线齿廓啮合基本定律?3、渐开线齿廓的啮合特点?新授：三．标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算正常齿制 ha＝1, C＝0.25短齿制 ha＝0.8, C＝0.3顶隙一对齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶到另一个齿轮的齿根之间的径向距离，用c 表示。
顶隙可以避免一对齿轮传动时轮齿相互碰撞，•并可贮存一些润滑油。
标准中心距 a＝r1＋r2＝m (Z1＋Z2)／2例题：已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，其传动比i12＝3, 主动轮转速n1＝600r／min, 中心距a＝168mm, 模数m＝4mm, 试求从动轮的转速n2. •齿轮齿数z1和z2各是多少？解：传动比i12＝n1／n2＝Z2／Z1表11第2页n2＝n1／i12＝600／3＝200r／mini12＝Z2／Z1＝3a＝m (Z1＋Z2) ／2＝168Z2＝3Z1Z1＝21Z1＋Z2＝84 Z2＝63四．直齿圆柱齿轮传动１．正确啮合条件直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角分别相等。
２．中心距一对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动，由于分度圆上的齿厚与齿槽宽相等，所以两齿轮的分度圆相切，且作纯滚动，此时两分度圆与其相应的节圆重合，则标准中心距为：a＝r1＋r2＝r1′＋r2′＝m (Z1＋Z2) ／23．啮合角注意：单个齿轮有固定的分度圆和分度圆压力角，而无节圆和啮合角，只有一对齿轮啮合时，才有节圆和啮合角。
此外，为了保证一对直齿圆柱齿轮能连续传动，其重合度必须大于1(ε>1)。
机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器
机械基础课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号学生：指导老师：完成日期：所在单位：设计任务书1、题目设计用于带式输送机的机械传动装置——一级直齿圆柱齿轮减速器。
2、参考方案（1）V带传动和一级闭式齿轮传动（2）一级闭式齿轮传动和链传动（3）两级齿轮传动3、原始数据4、其他原始条件（1）工作情况：两班制，输送机连续单向运转，载荷较平稳。
（2）使用期限：5年。
（3）动力来源：三相交流（220V/380V）电源。
（4）允许误差：允许输送带速度误差5%±。
5、设计任务（1）设计图。
一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A1，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距110a≤时）或1：1.5（当齿轮副的啮合中心距110a>时）。
（2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。
目录一传动装置的总体设计 (3)二传动零件的设计 (7)三齿轮传动的设计计算 (9)四轴的计算 (11)五、箱体尺寸及附件的设计 (24)六装配图 (28)设计容：一、传动装置的总体设计1、确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。
2，选择电动机（1） 选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V ，Y 系列。
（2） 选择电动机的额定功率① 带式输送机的性能参数选用表1的第 6组数据，即：表一工作机所需功率为：kW sm N Fv w 44.51000/7.132001000P =⨯==②从电动机到工作机的传动总效率为：212345ηηηηηη=其中1η、2η、3η、4η、5η分别为V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取《机械基础》P 459的附录3 选取1η=0.95 、2η=0.97（8级精度）、3η=0.99（球轴承）、4η=0.995、5η=0.96 故22123450.950.970.990.9950.960.8609664143520.862ηηηηηη==⨯⨯⨯⨯=≈ ③ 电动机所需功率为kW sm N Fv d 33.6852.0*1000/7.1*32001000P ===η 又因为电动机的额定功d ed P P ≥（3） 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速：min r/2.814007.1100060v 100060=⨯⨯=⨯⨯=ππD n 滚筒查《机械基础》P 459附录3， V 带常用传动比为i 1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比围为i 2=3~5（8级精度）。
机械设计课程设计二级展开式直齿圆柱齿轮减速器(全套图纸三维)
（1）. 传动 装置总传动 比 （2）. 分配 传动装置各 传动比
由[1]327 页中表 8-184 选常用的同步转速为1000 r min 的 Y 系列电动 Υ132Μ1− 6 ，
其满载转速为 nω = 960 r min 。
nω =960r min
总传动比： i = nm = 960 = 13.40 nω 71.62
对于两级展开式圆柱齿轮减速器，一般按齿轮浸油润滑要求，即各级大齿轮直径相近
i = 13.40 i1 = 4.19
的条件分配传动比，因此，速器高速级和低速级的传动比分别取 i1 = 4.19 ，i2 = 3.2 。 i2 = 3.2
3. 计 算 传 动装置的 运动和动 力参数
（1）. 各轴 转速的计算
（3）. 确定 电动机转速
卷筒轴作为工作轴，其转速为：
nω
=
6 × 10 4Vm πD
=
6 ×104 ×1.5 π × 400
= 71.62 r
min
nω = 71.62r min
-4-
2. 计算传 动装置的 总传动比 和分配各 级传动比
传动装置总传动比：按[1]11 页中表 2-3 推荐的各传动机构传动比的二级展开式圆柱齿
×
0.97 2
=
0.89
故 Ρo = Ρω KW = 4.63KW = 5.20KW
η
0.89
Ρo = 5.20KW
因载荷平稳，电动机额定功率 Ρm 只需略大于 Ρ o 即可。按[1]327 页中表 8-184Y 系列
闭式三相异步电动机技术数据，选电动机的额定功率为 Ρm =5.5kw
Ρm =5.5kw
= 9550 ΡI nI
= 9950 5.07 = 50.44N ⋅ m 960
《识读齿轮零件图》教学设计
《识读齿轮零件图》教学设计
讲解标准直齿圆柱齿轮各部分名称及计
教师结合ppt讲解标准直齿圆柱齿轮各部分名称及计算公式。
（
1）三圆（齿顶圆da 、齿根圆df 、分度
圆d ）；
三弧（齿距P 、齿槽宽e 、齿厚s ）；三高（齿根高hf 、齿顶高ha 、齿高h ）；
齿宽b 。
（2）d=mz s=e=p/2=2
/m da=m(z+2)df=m(z-2.5)ha=m hf=1.25m h=2.25m
2.游戏巩固。
针对讲解知识点，设立希沃闯关小游戏 2.参与游戏。
回顾齿轮各部分结构，思考教师讲解的“三圆”“三高”“三弧”的具体含义3.学画法（15分钟）
1.演示绘制步骤
AutoCAD 演示单个直齿圆柱齿轮绘图步骤
2.总结绘制注意事项1)三圆线型
齿顶圆：粗实线分度圆：细点画线
齿根圆：细实线（可省略）2)剖视图三线线型齿顶线：粗实线分度线：细点画线齿根线：粗实线3)剖面线伸到齿根线4)齿根圆直径不标注 1.学生观看演示微课
2.和教师一起总结绘制步骤、完成单个圆柱齿轮的绘制。
4.评成果（4分钟）
1.评价图纸
依据评价表评价，形成自评、互评、师评的多元评价模式。
1.展示作品
选取小组代表利用展台展示作品，其余同学按照评价表进行评价
课后延伸
1.学习一对啮合齿轮的画法
2.一对啮合齿轮的画法的注意事项
教学反思。
单级直齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书
江苏大学工程图学课程设计单级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书专业机械设计制造及其自动化班级学号姓名指导教师答辩日期2013年6月28号目录第一章绪论一、减速器的简介 (3)二、减速器的种类 (3)第二章单级直齿圆柱齿轮减速器的工作原理与结构介绍一、减速器的工作原理 (5)二、减速器的结构介绍 (6)三、减速器的拆卸顺序 (9)第三章减速器各组成部分分析一、整体描述 (9)二、减速装置 (9)第四章壳体部分一、底座和箱盖 (11)二、销的定位形式、螺纹连接形式及特殊结构 (11)三、润滑方式 (11)第五章主要零件工作示意图一、箱盖 (12)二、箱体 (12)三、大端盖 (13)第六章减速器中的特殊装置一、油面指示器 (13)二、视孔装置 (14)三、螺栓连接装置 (14)四、清油装置 (14)五、齿轮啮合 (15)第七章小结及改进意见一、小结 (15)二、改进意见 (15)第一章绪论一、减速器的简介减速器是一种动力传递机构，利用齿轮的速度转换器，将电机的每分钟回转数（转速）减速到所需要的工作转速。
如果以一对齿轮传动为例，减速比=N1/N2=Z2/Z1,其中N1和N2分别表示两啮合齿轮的转速，Z1、Z2分别为两齿轮的齿数，这就是说，减速比等于两齿轮齿数的反比。
二、减速器的种类减速器的种类很多。
常用的齿轮及蜗杆减速器按其传动及结构特点，大致可分为三类：1.齿轮减速器（图1-2-1）主要有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器三种。
（1）圆柱齿轮减速器：当传动比在8以下时，可采用单级圆柱齿轮减速器。
大于8时，最好选二级以上的减速器。
单级减速器的传动比如果过大，则其外廓尺寸将很大。
二级和二级以上圆柱齿轮减速器的传动布置形式有展开式、分流式和同轴式等数种。
展开式最简单，但由于齿轮两侧的轴承不是对称布置，因而将使载荷沿齿宽分布不均匀，且使两边的轴承受力不等。
（2）圆锥齿轮减速器：它用于输入轴和输出轴位置布置成相交的场合。
直齿圆柱齿轮设计步骤
直齿圆柱齿轮设计1.齿轮传动设计参数的选择齿轮传动设计参数的选择：1）压力角α的选择2）小齿轮齿数Z1的选择3）齿宽系数φd的选择齿轮传动的许用应力精度选择压力角α的选择由《机械原理》可知，增大压力角α，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。
我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。
为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。
但增大压力角并不一定都对传动有利。
对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16 o～18 o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。
小齿轮齿数Z1的选择若保持齿轮传动的中心距α不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。
另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。
但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。
不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。
闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z1=20~40。
开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿数，一般可取z1=17~20。
为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z1≥17。
Z2=u·z1。
齿宽系数φd的选择由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。
圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。
对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为所以对于外捏合齿轮传动φa的值规定为0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。
直齿圆柱齿轮传动设计
直齿圆柱齿轮传动设计首先，设计直齿圆柱齿轮传动需要确定齿轮的参数。
齿轮的参数包括模数m、齿数z、齿宽b、压力角α等。
模数决定了齿轮的尺寸，一般根据传动功率、转速等参数进行估算。
齿数z决定了齿轮的传动比，一般根据传动机构的要求确定。
齿宽b根据齿轮的载荷大小进行估算。
压力角α一般选取20°、22.5°、25°等常用的值。
确定了这些参数后，可以根据齿轮的几何特征进行齿轮的绘制。
接下来，需要计算直齿圆柱齿轮的传动比。
传动比一般定义为输入轴的转速与输出轴的转速之比，可以根据齿轮参数和传动机构的要求进行计算。
传动比的计算公式为：传动比=输出轴齿轮齿数/输入轴齿轮齿数在计算传动比时，还需要考虑两个齿轮的模数是否相等，如果不相等，需要进行修正。
修正公式为：修正传动比=传动比×(模数2/模数1)其中，模数1为输入轴齿轮的模数，模数2为输出轴齿轮的模数。
当修正传动比计算完成后，可以根据实际需求进行调整。
然后，需要进行齿轮的强度校核。
齿轮的强度校核是为了保证齿轮在正常工作状态下不会产生破坏。
常用的齿轮强度计算理论有力学强度设计法和面强度设计法。
力学强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面弯曲破坏，通过计算齿面弯曲强度和弯曲疲劳强度来进行判断。
面强度设计法主要考虑齿轮的破坏形式为齿面所受的接触压力引起的疲劳破坏，通过计算齿面强度和疲劳寿命来进行判断。
最后，需要进行齿轮传动的精度校核。
直齿圆柱齿轮传动的精度校核主要有几何精度校核和运动精度校核。
几何精度校核包括齿轮齿宽误差、齿轮齿距误差和齿轮齿高误差等方面。
运动精度校核主要包括齿轮传动的轻载配合误差和重载配合误差两方面。
通过对齿轮传动的精度校核，可以保证齿轮传动的正常运行和传动精度。
综上所述，直齿圆柱齿轮传动的设计过程包括齿轮参数的选择、传动比的计算、齿轮的强度校核和精度校核。
在设计过程中，需要根据传动机构的要求和实际情况进行参数选择和计算，并进行强度和精度的校核。
直齿圆柱齿轮传动设计
2 × 1.5 × 3.98 × 105 3.5 + 1 = 189.8 × 2.5 × 0.87 × = 1004.35MPa 50 × 722 3.5 σ H < [σ H ]
接触疲劳强度足够。 接触疲劳强度足够。
5. 轮的实际圆周速度
v=
π d1n1
60 × 1000=来自π × 72 × 960
(2)闭式传动（硬齿面）：主要失效形式为 闭式传动（硬齿面）： 轮齿折断；次要失效形式为齿面的疲劳点蚀 疲劳点蚀。 轮齿折断；次要失效形式为齿面的疲劳点蚀。
设计顺序：弯曲疲劳强度设计 设计顺序：弯曲疲劳强度设计m→选Ｚ1 设计m
（17~24）→几何尺寸的计算→接触疲劳强 17~24） 几何尺寸的计算→ 度验算； 度验算； (3)开式传动：主要失效形式为齿面的磨损； 开式传动：主要失效形式为齿面的磨损 齿面的磨损； 次要失效形式为轮齿折断 轮齿折断。 次要失效形式为轮齿折断。
K β = 1.19 （查图 查图11-10） ）
3）计算载荷系数K ）计算载荷系数 （查表11-7） ） K A = 1 查表
将模数圆整为标准值， 将模数圆整为标准值，取m＝3 mm ＝
4）查取复合齿形系数YFS ）查取复合齿形系数 YFS1 = 4.25, YFS 2 = 3.98 （查图 查图11-9） ） 5）计算大、小齿轮的[σ F ] 并进行比较 ）计算大、
由次可见，若中心距 和其他条件不变 和其他条件不变， 由次可见，若中心距a和其他条件不变， 仅改变两轮齿数z 和模数m， 仅改变两轮齿数 1、z2和模数 ，则无论 如何组合，对接触疲劳强度无影响。 如何组合，对接触疲劳强度无影响。
2 KT1 Y FS1Yε bd 1 m
图11-13 （b）的小齿轮齿根弯曲应力为 ） 2 KT1 σ ' F1 = Y FS 1Yε bd 1 ' m'
直齿圆柱齿轮设计
计入载荷系数K后，得最大接触应力σH和小齿轮 分度圆直径d1分别为：
式中：“＋”号用于外啮合，“－”号用于内啮合。 许用接触应力［σH］（ HP ）——代入两齿轮
中的小者计算。
( HP )
❖ 斜齿圆柱齿轮用下式代入上式：
节点处的载荷： 综合曲率半径： 接触线的长度：
Fn
Hale Waihona Puke Ftcost cos b
σF≤〔 σF 〕； ❖ 提高轮齿的抗疲劳折断能力方法： ❖ 增大齿根过渡曲线半径； ❖ 降低表面粗糙度值； ❖ 减轻加工损伤（如磨削烧伤、滚切拉伤）； ❖ 采用表面强化处理（如喷丸、辗压）。
2. 齿面失效 (1)点蚀
❖ 点蚀是润滑良好的闭式传动常见的失效形式。 开式传动没有点蚀现象。
❖ 避免疲劳点蚀失效，可计算齿面接触疲劳强度 ： σH≤〔 σH 〕；
• 提高齿面接触疲劳强度措施有：
❖ 提高齿面硬度和降低表面粗糙度值；
❖ 在许可范围内采用大的变位系数和，以增大综 合曲率半径；
❖ 采用粘度较高的润滑油；
❖ 减小动载荷。
(2)齿面胶合
❖ 防止或减轻齿面胶合的主要措施有： ❖ 采用角度变位齿轮传动以降低啮合开始和终了
时的滑动系数； ❖ 减小模数和齿高以降低滑动速度； ❖ 采用极压润滑油； ❖ 选用抗胶合性能好的齿轮副材料； ❖ 材料相同时，使大、小齿轮保持适当硬度差； ❖ 提高齿面硬度和降低表面粗糙度值等。
滑油。
2. 设计计算准则
闭式传动的齿轮： ❖ 主要失效形式： ❖ 接触疲劳磨损； ❖ 弯曲疲劳折断； ❖ 胶合。 ❖ 一般只进行接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。 ❖ 有短时过载时，应进行静强度计算。
闭式齿轮传动：
《圆柱齿轮传动机构的装配》教学设计
《圆柱齿轮传动机构的装配》教学设计《机械装调技术与实训》是机械类专业的专业核心课程，其基本知识与技能是学生今后工作的基础，因此学生较为重视.。
同时在学习本课程之前，学生已有一定的机械制图知识和有关钳工的基本操作技能，对机械零件有一定的感性认识和专业理论基础.。
但本课题零部件部分涉及的内容较为繁杂、抽象，学生往往会觉得枯燥乏味，缺乏学习的兴趣.。
本文通过理实一体化的教学设计模式，老师做中教，学生做中学，把专业基础课与生产实践结合起来，突出应用性、实用性，做到学以致用，为专业实践课打好基础；通过情景化、职业化、体验化、项目化的学习过程，让学生体验职业情境，提升学生的职业能力和职业素养，为学生就业打好基础.。
关键词：传动机构；装配；圆柱齿轮；教学设计一、情景导入、吸引注意通过一个生产实际情景，引发学生兴趣，又以此情景来为本次任务做铺垫，由一个事件引到齿轮传动的装配与调试.。
某企业，一台车床在运行时，噪声较大，如果你是维修师傅，该如何去检查机床的故障以及产生故障的原因.。
二、任务驱动、探索新知任务1 将圆柱齿轮装配到轴上将装配齿轮的轴头部位圆柱表面、键槽、齿轮内孔以及键表面清理干净，涂上润滑油.。
在轴上滑移的齿轮，通常与轴的配合都是间隙配合，装配的精度主要决定于零件加工的精度.。
装配时注意轴端和齿轮孔口去除毛刺等即可.。
在轴上的定位齿轮，通常与轴有少量过盈的配合（多数为过渡配合），装配时需加一定外力.。
若配合的过盈量不大，可用紫铜棒施力均匀地敲击装入或压装；过盈量较大的，可用螺旋压入工具压装，压装时，要避免齿轮歪斜和产生变形.。
任务2 检查齿轮的安装精度对精度要求高的齿轮传动机构，在压装后需要检验其径向圆跳动和端面圆跳动误差可用百分表检验齿轮安装的径向和端面圆跳动误差.。
检查仪器附件盒的表格，根据被测齿轮不同的模数选择合理的球形测量头；将测头擦净并把它装在仪器的中心顶尖上，安装完成后齿轮不得轴向窜动，利用升降螺母和抬起手柄調整指示表，让指示表有一到两圈的压缩量；按照顺序逐个测量各个齿面，并记下指示表的读数；对测量结果进行处理并判断安装是否合格.。
中职机械基础教案：外啮合直齿圆柱齿轮传动
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案编号：
备课组别机械
课程
名称
机械基础
主备
教师
授课
教师
课题：§4-2外啮合直齿圆柱齿轮传动
教学目标1. 理解渐开线的形成，熟悉渐开线的性质及啮合性质；
2. 熟悉直齿圆柱齿轮的基本参数的定义；
3. 熟悉直齿圆柱齿轮几何要素的名称及含义；
4.掌握标准直齿圆柱齿轮主要参数及其计算；
重点渐开线的性质及啮合性质；
难点直齿圆柱齿轮的基本参数的定义，模数的概念；
教法讲授法；研讨法；
教学
设备
多媒体；
教学
环节
教学活动内容及组织过程个案补充
教学内容复习上讲内容：
讲授新课：
§4－2 外啮合直齿圆柱齿轮传动一、渐开线齿廓
1．齿轮传动对齿廓曲线的基本要求
（1）传动要平稳
（2）承载能力要强
2．渐开线的形成
教学内容3．渐开线齿廓的啮合特性
二、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称
三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
教学内容2．齿数z
齿数z：一个齿轮的轮齿总数。
3．模数m
模数：齿距p除以圆周率π所得的商。
m＝p/π
备注：m的单位为mm
四、外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算
教
学
内
容
知识拓展：
例：一对标准直齿圆柱齿轮，z1=20，z2=32，m=10。
试计算d、d a、d f、s、d b和a。
渐开线标准直齿圆柱齿轮教案
点评学生答案，引导学生进入新课
观看动画，思考问题，带着任务进入学习
一、新课讲授
任务一：渐开线标准直齿圆柱齿轮结构
1.结合图片讲解齿轮结构
2.展示齿轮实物，学生回答齿轮的结构
采用齿轮实物，让学生回答各部分名称
任务二：渐开线直齿圆同点？
结合图片，讲解各部分名称
关闭ppt，
展示实物，指出相应结构
展示图片，提出问题。
点评学生回答，总结答案
展示图片，逐步引导
展示表格，总结公式，巡视答疑，并抽查学生掌握情况
提出问题，点评学生答案
分发到每组一个齿轮一把游标卡尺一张表格，巡视答疑
说明操作要点
认真听讲，结合图片记忆
回答各部位名称
观察图片，思考并解决提出的问题。
教案
2018 -- 2019学年第二学期
学科：机械基础
课题:渐开线直齿圆柱齿轮
学科
机械基础
课型
新授课
课时
1课时
课题
5.4渐开线标准直齿圆柱齿轮
子课题
5.4．1渐开线标准直齿圆柱齿轮结构
5.4.2渐开线直齿圆柱齿轮基本参数和尺寸计算
教材
《机械基础》第三版周克媛主编
人民邮电出版社
教学
目标
知识目标
（1）理解渐开线标准直齿圆柱齿轮结构
（2）掌握渐开线直齿圆柱齿轮基本参数和尺寸计算方法
技能目标
能够采用渐开线直齿圆柱齿轮的尺寸计算解决实际问题
情感目标
学生获得成就感，喜欢机械基础。
教学
重点
渐开线直齿圆柱齿轮基本参数和尺寸计算
教学
难点
渐开线直齿圆柱齿轮的尺寸计算
教法学法
中职化工机械基础教案：齿轮传动
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案二．齿轮传动的特点（1）齿轮传动的优点齿轮传动的缺点二、齿轮传动的类型根据一对齿轮是否在同一平面运动，可将齿轮传动分为平面齿轮传动和空间齿轮传动。
1. 平面齿轮传动2. 空间齿轮传动根据齿轮的工作条件不同，可将齿轮传动分为开式齿轮传动、半开式齿轮传动和闭式齿轮传动。
三、渐开线直齿圆柱齿轮传动齿轮按齿廓曲线不同分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮。
1．渐开线的形成及性质由渐开线的形成过程可知，其具有如下性质。
（1）发生线在基圆上滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长。
（2）渐开线上任一点 K 的法线，也是该点基圆的切线，即渐开线的法线必与基圆相切。
（3）渐开线的形状取决于基圆的大小，渐开线离基圆越远的部分，其曲率半径越大。
（4）基圆内无渐开线。
3.渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称四、斜齿圆柱齿轮传动1.斜齿圆柱齿轮齿面的形成斜齿圆柱齿轮传动也有外啮合、内啮合、齿轮齿条三种类型。
2．斜齿圆柱齿轮传动的特点及应用斜齿圆柱齿轮传动的平稳性和承载能力都高于直齿圆柱齿轮传动，所以，它适用于高速、重载传动的场合。
五、锥齿轮传动1．锥齿轮传动介绍1.锥齿轮传动在汽车中的应用在汽车的驱动桥中，常用锥齿轮将动力旋转平面改变 90°，使其与驱动轮转动方向一致。
直齿锥齿轮在汽车机械中广泛应用于减速机构。
曲齿锥齿轮应用于轿车驱动桥的主减速器和差速器中。
六、齿轮的结构齿轮一般由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成。
四、任务实施一、汽车齿轮齿条转向器分析五、课堂小结六、作业布置1. 汽车中哪些装置采用了齿轮传动？为什么？。
绘制直齿圆柱齿轮的视图.doc
任务3 绘制直齿圆柱齿轮的视图[教学目标和要求]一、知识与能力1、熟知圆柱齿轮各部分名称及计算公式，掌握单个圆柱齿轮及其啮合画法；2、了解直齿圆锥齿轮、蜗杆蜗轮轮齿部分的名称及尺寸关系；3、熟悉锥齿轮及其啮合的画法；熟悉直齿圆柱齿轮的测绘方法。
4、会画圆柱齿轮图和圆柱齿轮啮合图；会测绘直齿圆柱齿轮。
二、学习方法与素质养成多观察，勤积累，掌握圆柱齿轮及其啮合的画法，会测绘直齿圆柱齿轮。
[教学重点]圆柱齿轮及啮合画法。
[难点分析]圆锥齿轮、蜗轮蜗杆啮合画法。
[分析学生]画圆柱齿轮啮合图、直齿圆锥齿轮啮合图对能力要求较高，学习上有一定难度，要循序渐进，讲究方法、反复练习，掌握直齿圆柱齿轮及其啮合的画法[教学设计思路]教学方法：讲练法、演示法、归纳法。
[教学资源]机械制图网络课程、圆规、三角板等。
[教学安排]教学步骤：讲课与演示交叉进行，讲课与练习交叉进行，最后进行归纳。
[教学过程]一、复习回顾1、简述键、销的作用和作图要点。
2、讲评作业批改情况和共性问题；3、预习检测：齿轮的作用是什么？模数的大小与齿轮轮齿的大小有关吗？二、导入新课简述本课主要内容、要点、作用和地位，导出本节教学目标和要求。
齿轮是传动零件，它能传递任意两轴之间的运动（转速和转向）和动力。
齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠，效率高、寿命长，适用的功率、速度和尺寸范围大，是所有机械传动中，应用最广的传动。
本节课主要讨论学习齿轮的各部分名称及计算公式和规定画法。
三、新课教学齿轮是机械传动中应用较广泛的一种传动零件，它能将一根轴的动力传递给另一根轴，从而可以传递运动和动力。
讲授要点一、常见齿轮传动形式平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动、交错轴齿轮传动二、圆柱齿轮常用的是直齿圆柱齿轮（简称直齿轮），外形是圆柱形，齿廓是渐开线齿形。
1.直齿轮各部分名称、代号及尺寸关系讲解（1）四个圆：顶圆da（齿顶圆）、根圆df（齿根圆）、分度圆d、基圆db。
（2）三弧：齿距p、齿厚s、齿槽宽e标准齿轮 s=e=p/2，p=s+e。
齿轮传动教(学)案
教案教案课题：齿轮传动课程：机械基础所选教材：机械基础（朱明松主编）专业：机电班级： 13机电3ZS学生姓名：张苏娟指导教师：陈修祥老师江苏理工学院机械工程学院2016年 6 月 18 日第 1次课 2 学时授课时间课题（章节）齿轮传动教学目的与要求：了解齿轮传动特点，分类会计算齿轮的平均传动比了解渐开线齿轮的各部分的名称和主要参数了解齿轮的结构，掌握标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸的计算教学重点：标准直齿圆柱齿轮的基本参数计算教学难点：压力角的理解教学方法及师生互动设计：讲授法，板书与图片结合，课堂练习、作业：自行整理几何尺寸计算的公式并掌握课后小结：课堂中对学生进行提问应该稍微停一段时间,由链传动引入到齿轮传动时应该抓住它们之间的不同点,进而让学生容易理解.讲到传动比时应该从啮合关系开始讲起,能让学生更好的理解.在课堂授课过程中,应当时刻注意学生的关注点,把心思不在课堂上的同学注意力吸引回来.第页教学内容备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）§4.1齿轮传动的类型和应用导入：上节课我们学习了链传动,知道了链传动的特点,我们先来回顾一下.(提问学生)链传动的特点是传动效率高，能保证平均传动比恒定，适用于中心距较大的场合并能在同一平面内传递运动和动力，那么我们来想一下有没有一种机械传动是在不同平面内传递运动和动力的呢？今天我们就来学习这样的传动。
一、齿轮传动的特点优点：1）传动效率高（一般为99%）；2）传动比恒定；3）结构紧凑（较之于带、链传动）；4）工作可靠，寿命长；缺点：1）制造、安装精度要求较高（专用机床和刀具加工）；2）不适用于中心距a较大的两轴间传动；3）使用、维护费用较高；二、齿轮传动的类型1.按传动轴相对位置平行轴齿轮传动（圆柱齿轮传动）：直齿轮、斜齿轮、齿轮齿条、人字齿轮相交轴齿轮传动：锥齿轮传动交错轴齿轮传动：蜗轮蜗杆传动2.按工作条件开式——适用于低速及不重要的场合半开式——农业机械、建筑机械及简单机械设备（只有简单防护罩）闭式——汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中（润滑密封良好）3.按齿形（不要求掌握）渐开线——常用摆线——计时仪器圆弧——承载能力较强三、传动比传动比=主从动轮角速度（转速）之比或者从动轮与主动轮齿数之比i=W1/W2=n1Z1/n2Z2W1、W2——主、从动轮角速度n1、n2——主、从动轮转速Z1、Z2——主、从动轮齿数复习提问3分钟新课导入2分钟概述10分钟在黑板上画出一个简单的齿轮啮合图形，先大致讲一下齿轮的啮合，让学生对齿轮有个初步印象，再结合图形讲一下齿轮的特点。
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教学案例设计
课题：直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸计算
科目：机械基础
设计人：翁志国
高邮市菱塘民族中等专业学校
任务一、认识渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称
1、齿顶圆：通过轮齿顶部的圆周。
齿顶圆直径以d a表示。
2、齿根圆：通过轮齿根部的圆周。
齿根圆直径以d f表示。
3、分度圆：齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。
分度圆直径以d表示。
4、齿厚：在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿厚以s 表示。
5、齿槽宽：在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿槽宽以e表示。
6、齿距：两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿距以p表示。
7、齿宽：齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度。
齿宽以b表示。
8、齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。
齿顶高以h a表示。
9、齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离。
齿根高以h f表示。
10、齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
齿高以h表示。
展示多媒体图片，使学生对渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称认识更直观。
任务二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
直齿圆柱齿轮的基本参数共有：齿数、模数、齿形角、齿顶高系数和顶隙系数五个，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。
1、齿数z
一个齿轮的轮齿总数。
2、模数m
齿距与齿数的乘积等于分度圆的周长，即pz=πd,式中z是自然数，π是无理数。
为使d为有理数的条件是p/π为有理数，称之为模数。
即：m=p/π模数的大小反映了齿距的大小，也及时反映了齿轮的大小、已标准化。
模数是齿轮几何尺寸计算时的一个基本参数。
齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，齿轮就越大，承载能力越强：分度圆直径相等的齿轮，模数越大，承载能力越强。
如图所示：
3、齿形角α
在端平面上，通过端面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角称为齿形角，用α表示。
渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远，齿形角越大，基圆上的齿形角α=0°。
对于渐开线齿轮，通常所说的齿形角是指分度圆上的齿形角。
国标：渐开线齿轮分度圆上的齿形角α=20°。
渐开线圆柱齿轮分度圆上齿形角α的大小可用下式表示：cosα=r b/r 出示教具并提问：模数与轮齿有什么关系？
展示多媒体图片，观察挂图中齿形角与轮齿的形状的关系，强调我国标准渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角α=20°。
分度圆上齿形角大小对齿轮形状有影响（如上图）：当分度圆半径不变时，齿形角减小，轮齿的齿顶变宽，齿根变窄，承载能力降低；齿形角增大，轮齿的齿顶变窄，齿根变宽，承载能力增大，但传动费力。
综合考虑传动性能和承载能力，我国标准规定渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角α=20°。
4、齿顶高系数h a*
对于标准齿轮，h a=h a*m, h a*=1
5、顶隙系数c*
当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不与另一个齿轮的齿槽底面相接触，轮齿的齿根高应大于齿顶高，即应留有一定的径向间隙，称为顶隙，用c表示。
如图：
对标准齿轮规定：
c=c*m，c*=0.25
任务三、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算
标准直齿圆柱齿轮：采用标准模数m，齿形角α=20º，齿顶高系数h a*=1，顶隙系数c*=0.25，端面齿厚s等于端面齿槽宽e的渐开线直齿圆柱齿轮，称为标准直齿圆柱齿轮，简称标准直齿轮。
1、模数m
M =p/π
2、分度圆直径d
齿轮的轮齿尺寸均以此圆为基准而加以确定，d=mz
3、齿距p
M = p/π，得p =mπ
任务四、直齿圆柱齿轮内啮合齿轮简介
如图所示：
它与外齿轮相比有以下不同点：
⑴内齿轮的齿顶圆小于分度圆，齿根圆大于分度圆。
⑵内齿轮的齿廓是内凹的，其齿厚和齿槽分别对应于外齿轮的齿槽宽和齿厚。
⑶为使内齿轮齿顶的齿廓全部为渐开线，其齿顶圆必须大于基圆。
当要求齿轮传动轴平行，回转方向一致，且传动结构紧凑时，可采用内啮合齿轮传动。
课间小结
1、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
直齿圆柱齿轮的基本参数共有：齿数、模数、齿形角、齿顶高系数和顶隙系数五个，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。
2、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算
标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算公式有12个，即4个圆的直径，3个高，3个弧长，1个中心距。
它对齿轮制造、安装和使用非常有用。
课后作业
教材第71-72页：4、5、25、26 展示多媒体图片和教具演示。