第三章节链传动与齿轮传动教学案

的___________ 的大小，链节数一般取__________ ，链轮齿数取__________ ，链节数一般第三章节链传动和齿轮传动学案

姓名___________

学习重点：

1、了解链传动和齿轮传动常用类型和应用特点。

2、理解渐开线齿廓的形成和渐开线的性质。

3、掌握直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算。

4、理解渐开线齿轮的啮合特性。

5、了解其它常用齿轮传动的特点，熟悉它们的正确啮合条件。

6、记忆根切、最少齿数、变位齿轮及其类型和失效形式等概念，能识读齿轮标记。

学习难点：

1、渐开线齿廓的形成和渐开线的性质的运用。

2、直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算。

3、掌握斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮受力方向的判定方法。

4、变位齿轮及其类型的判断。

一、学习要求：

1、知道链传动和齿轮传动常用类型和应用特点、熟悉渐开线齿廓的形成和渐开线的性质以

及正确啮合条件。

2、会运用公式和法则进行计算和判断。

二、学习过程：（课前）

一）、预习：1、第三章1-7节P页

2、直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算公式、渐开线齿轮的啮合特性、根切、最少齿

数、变位齿轮。

二）、完成下列习题:

其中销轴与外链板、套筒与内链板分别采用___________ 配合，而销轴与套筒、滚子与套

筒为________ 配合。

链节是组成链条的基本结构单元， ___________ 是链条的主要参数之一，反映链条

取________ 时，链板工作时受到附加 _________ ，过渡链节抗拉强度—，尽量不用。

3、滚子链的连接形式有____________ 、_____________ 和____________ 链节。

4、链传动有单排和多排，承载大或功率大时采用___________ ，但不宜超过 _____ 排，否则受力不均。

5、齿形链的特点：比压大，_______ 磨损，成本高，传动平稳、传动速度_______ 、噪

声_____ 又称无声链。

6、链传动一般紧边在______ ，与带传动相反。

7、链传动的特点：适用于两轴中心距_________ 的传动。能在________ 速、重载及高温下工作；能保证准确的_______ 传动比。传动效率_____ ，安装和维护要求高无_______作用。—

&齿轮传动的特点和类型：

9、齿轮传动的基本要求：___________________ 、____________________________ 。

10、渐开线的性质：

1）、发生线在基圆上滚过的________ 等于基圆上被滚过的___________ 。

2）、渐开线上任意一点的法线必切于__________ 。

3）、渐开线上各点的曲率半径___________ 。离基圆越远，曲率半径越_______ 。

4）、渐开线取决于基圆的________ 。

5）、基圆内无渐开线。

6）、渐开线上各点的压力角__________ 。离基圆越远，压力角越_______ 。基圆上的压力角为_____ 。

11、顶隙的作用： ______________ 和_______________________ 。正常齿h a*=1,短齿

h a*=0.8 ;正常齿C*=1,短齿C a*=0.8

12、齿轮参数及计算公式：

13、直齿圆柱内齿轮与外齿轮比较：

1）、内齿轮的齿廓曲线是________ ，外齿轮的齿廓曲线是____________ ，内齿轮的齿

厚_________ 外齿轮的槽宽。

2）、内齿轮的齿顶圆在分度圆之____ ，齿根圆在分度圆之_____ 。

3）、内齿轮的齿顶圆一定________ 基圆，最少齿数不得少于______________ 。

14渐开线的啮合特性：

保持传动比__________ ，中心距 ________ ，齿廓间存在__________ ，

标准齿轮分度圆上的模数和齿形角为标准值，且分度圆上的齿厚与槽宽_______________ 。

15、连续传动的和条件：，重合度是指实际啮合线长度与基圆齿距的比值。

16、斜齿圆柱齿轮传动：1）、传动平稳、承载能力大，啮合时接触方式是 ____________，渐入渐出，总重合度__________ ，2）、通过调整螺旋角的大小来调整 ____________ ，a=m（z 1+Z2）/2COS B 3）、传动时产生，4）、不能作滑移齿轮5）、尺寸计算在________ 内进行，标准值在 _________ 内进行。

17、圆锥齿轮传动：1）、用于两轴相交的传动，轴间角可以是任意的但大都采用______________ ，2 ）、传动时产生_________ ，3）、在传动中同时有圆锥齿轮传动和圆柱齿轮传动中，为了_________________ 尽可能将圆锥齿轮传动放在高速级。

4）、几何特点：三锥交于一点，背锥为渐开线，模数各不相同

、齿轮的加工方法、根切现象

1）、仿形法；成形刀具直接切得，特点是分度的 ___________________ 大

，加工精

度—，切削 _____________ ，生产效率 __________ ，能在通用机床上加工，成本低，适用 于 _____________ 。当加工标准直齿圆柱齿轮齿数小于 17时 ____________ 发生根切现象， 但传动时会发生 ___________ 现象。用此方法只能加工相同模数和齿形角而齿数在一定 范围内的齿轮。

2）、展成法：利用啮合原理，特点是加工精度—，生产效率 _________________ ，需专用机

床上加工，成本低，适用于 _____________ 。当加工标准直齿圆柱齿轮齿数小于 17 时 ________ 发生根切现象，在其轴平面内的齿廓形状与 _____________ 相同，齿轮滚刀 与被加工齿坯的轴向平面内 __________ 齿轮齿条啮合传动。注：加工方法有滚齿、 插齿、剃齿等，内齿轮、多联齿轮只能用插齿方法加工。展成法加工齿轮，相同模 数和不同齿数的齿轮，可以用同一把刀具加工。

20、根切现象：用 _________ 切削加工标准渐开线齿轮时，被加工齿轮的齿数太少,

出现齿轮刀具的顶部切入到轮齿的根部，使轮齿根部被多切去一部分的现象。削弱 轮齿的，

侧隙的目的：防止齿轮副出现 ________ 现象，储存 _________ ，改善齿面 _____________

7、完成列表

21、渐开线圆柱齿轮精度

1、一、填空题

1、组成链条的基本单元是__________ 按用途不同，链传动分为_____________ 、传动链和________ 0滚子链由_______ 、__________ 、________________ 、 ______ 和_________ 组成，组成过盈配合的是「，组成间隙的是—。滚子与链轮轮齿是________ 摩擦。

2、滚子链的连接形式有____________ 、______________ 和___________ 链节，其中，

连接后的链条链节数为奇数，属______________ 连接。(可拆，不可拆)

3、________________ 齿形链由___ 、______________ 、______________ 和组成，与滚子链

相比较，齿形链传动平稳、传动速度高，噪声小又称____________ 链。

4、一对标准直齿圆柱齿轮传动，当安装的中心距略微增大时，其运动的平稳性将保持不变。()

5、对于直齿圆柱齿轮，其分度圆上的齿厚一定等于齿槽宽。()

6、分度圆上的压力角( )20o时，齿根变窄，齿顶变宽，齿轮承载能力降低。

A、大于B 、小于C、等于D、不能确定

7、________________________________ 齿轮精度由_________ 、_________________ 、、和_______________ 四部分组成。

8某一把齿条刀具，采用范成法加工了两个齿轮，加工时，齿条刀具的基准平面与

齿轮的分度圆柱面相离，这两个加工出来的齿轮称为____________ 齿轮，它们分度圆上的

齿厚________ 槽宽。若这两个齿轮啮合时，该传动类型应为 ____________ ，此时，它们的啮合角______ 齿形角。

9、____________________ 正变位齿轮齿厚轮齿的抗弯强度提高。

10、齿轮精度要求应根据齿轮传动的用途和具体工作条件确定，有所侧重。如：用于精密机床的分度机构、计量仪器的读数机构等传动比要求准确的齿

轮，_________________ 要求是主要的。用于高速传动的齿轮，___________________ 要求是主要的。用于低速重载的齿轮，_________________ 要求是主要的。用于汽车、拖拉机、

机床变速箱的齿轮，_________________ 和_________________ 要求是主要的。

11、GB10096寸渐开线圆柱齿轮及齿轮副规定_____ 个精度等级，第______ 级的精度最高，其中精度等级中的基础精度。

12、第I公差组的指标项目主要影响_____________________ ，第U公差组的指标项目主

要影响____________________ ，第川公差组的指标项目主要影响______________________ 。

13、解释下列齿轮精度精度标注的含义

0 330

7 6 6 G M GB10095 ——1988 4 (-0.495-' ) GB100951988

14、已知一对标准的正常齿轮传动，其转动方向一致，测得两齿轮轴的中心距为

30.2mm大齿轮的齿数为60,取小齿轮测得齿距为6.29mm试求：

(1)大齿轮的模数，基圆直径，齿顶圆直径。

(2)小齿轮的齿数，齿顶圆直径。

(3)两齿轮的啮合角。

15、已知一对标准直齿圆柱齿轮传动，标准安装，转向相同，小齿轮转速n1=1450r/min，齿

数乙=20,大齿轮d2=250mm两轮中心距a=75mm

求: n2、m Z2、d f1、d a2、h、p、p b

四、课堂探究题:

1、如图为模数为4mm齿数乙、乙分别为20和30的两个标准渐开线齿轮啮合传动图，d a、

r b已知，则:(13分)

(1)试作出节点p、节圆、啮合角a，，理论啮合线NN和实际啮合线B1B2。

(2)两齿轮P.1 __________________________________________________________________ P b2时，才能

正确啮合，重合度 & = 其值应大于

时才能连续传动。

(3)若才用变位齿轮中心距为105mm

寸，贝U n/= r ；______________ 。传

动比是否变化_________ 。(是、否)

2、如图示滑移齿轮变速机构，回答下列问题：

(1) _________________________ 、Z2吃3的目的是；

(2) ____________________________________________ 、若采用标准

齿轮传动，由于 _____________________________________ 而不能实现滑

移变速；

(3)、若两轴间的距离为67.5mm，贝卩齿轮1、3间采

用 ______________ 传动适宜，齿轮1、2间采用________________ 传动适

m

Z1=18

宜此时，加工齿轮1的刀具中线与1的分度圆_____________________ ，加工齿轮2的刀具中线与齿轮2的分度圆；（4）、变位齿轮只能通过 __________________ 方法获得。

（5）、标准齿轮与变位齿轮的m、a是 ______________________ （相等或不相等）。

3、图示齿轮传动变速机构，已知：Z=60、Z i= 30、Z2= 36,齿轮Z、乙为标准正常直齿渐开线齿轮、Z1的模数为2mm。试回答以下问题：1）在齿轮Z、乙和Z2组成的变速机构中，齿轮Z和Z2组成的齿轮传动为齿轮传动，此时的啮合

角______________ （大于、等于、小于）齿形角。

2）齿轮Z分度圆上的槽宽应（大于、等于、小于）齿厚，故该直齿齿轮为_______________ 齿轮，其齿廓曲线为 ______________ 。

五、课后拓展题：

1、为了保证内齿轮的齿廓均为渐开线，其齿顶圆必须大于基圆。（）

2、齿形链传动平稳，噪声小，不易磨损，但成本高。（）

3、不同齿数，相同模数的标准渐开线直齿圆柱齿轮分度圆上的压力角相等，齿厚不等。（）

4、适当提高齿面硬度，可以有效防止或减缓齿面点蚀、磨损、胶合和塑性变形这四种失效形式。（）

5、齿轮的模数愈小，愈容易产生根切。（

）6、齿轮副侧隙的作用有：__________________________________________________ 和

9、GB10095规定了 ________ 种齿厚极限偏差。

10、已知一齿轮泵的两个齿轮齿数为18，模数为2，其中心距为40，则该齿轮传动为（）

A、标准直齿齿轮传动

B、标准斜齿齿轮传动

C、高度变位齿轮传动。

D、角

度变位齿轮传动

11、一对相互啮合的直齿圆柱齿轮，下列说法错误的是_______ 。

A、小齿轮齿廓弯曲，大齿轮齿廓平直。

B、小齿轮基圆齿厚小，大齿轮基圆齿厚大。

C、小齿轮齿顶圆压力角小，大齿轮齿顶圆压力角大。

D若采用高度变位齿轮传动，小齿轮应采用正变位，大齿轮采用负变位。

12、__________________________________________ 齿轮齿面抗点蚀能力主要与齿面的有关。

A.强度

B. 塑性

C. 硬度

D. 抗疲劳强度

13、一对标准渐开线直齿圆柱齿轮，大轮齿数60齿，小轮去掉18齿后仅保留两个完

整连续齿形，若小轮转一转，大轮将转过（）

A 6°

B 、12°

C 、60°

D 、120°

14、齿轮在传动过程中，发生轮齿折断、齿面损坏等现象，从而失去

其_____________________ ，这种现象称为齿轮轮齿的失效。

15、齿轮精度要求中，用于精密机床的分度机构中________________ 主要的。

16、由两个m=6mm，齿数均为9的直齿圆柱齿轮制成a=56mm的齿轮泵，

应设计成（）齿轮传动。

A、标准

B、正角度变位

C、负角度变位

D、高度变位

17、变位齿轮与用同一齿条刀具加工出来的同齿数的标准齿轮相比，下

列参数不同的有（）

A、分度圆直径

B、基圆直径

C、分度圆齿厚

D、压力角

18、（机械高考）用标准齿条型刀具展成法切制渐开线直齿圆柱齿轮，其基本参数为：m=2mm,a=20° ,h a=1。

1）、欲切制齿数Z=90的标准齿轮，求轮坯中心与刀具中心线之间的距离L;当轮坯角速度w =1/22.5rad /s时，轮坯相对于刀具的切向移动速

度V

7、两齿轮的工作齿面互相接触时，其非工作齿面之间的_________________ ，称为______________ 。8齿轮副侧隙根据其工作条件要求的 ______________________ 和_________________ 确定

,

并通过控制影响齿轮畐H侧隙的________________ 和_____________________ 来保证。2）、在V不变、L增大的情况下，所切制的齿轮是__________ （正、负）

变位齿轮，此时分度圆上的齿厚___________ （大于、小于、等于）齿槽

宽，相应轮齿根部厚度_______________

（变尖、变宽、不变）。

（增大、减小、不变），齿顶

19、（机械高考）有四组模数为3mm的齿轮传动：A、乙=18, Z2=38 B、

乙=22，Z2=36 C、乙=12，Z2=44 D、乙=12，Z?=42，现凑配中心距a=84m m 则

1）若四组齿轮都为标准齿轮传动，则__________ 组适用。

2）

若使四组都能满足要求，则A、B、C、D四组齿轮传动分别为________ 标出图中齿轮回转方向并作出右侧齿轮的受力分析

1、直齿圆柱齿轮传动

实际受力法向力Fn

（1）、径向力（Fr）（2）、圆周力（Ft）（3）、轴向力（Fa）无

________ ;此时两分度圆仍能保持相切的是_______________ 组，啮合角不

等于齿形角的是_________________ 组。

20、两个标准直齿圆柱外齿轮的分度圆直径和齿顶圆直径相等，一个是短齿制，一个是正常齿制，则如下关于模数、齿数、齿根圆直径和齿顶圆直径和齿顶圆上渐开线曲率半径的关系是：（＜、＞、=）

m短齿m 正常z短齿z 正常

d短齿 d 正常p短齿________________ p正常

六、树状知识网络（自行整理）2、斜齿圆柱齿轮传动

实际受力法向力Fn

（1）、径向力（Fr）

（2）、圆周力（Ft）

（3）、轴向力（Fa）

1、如图：已知主动轮Z1为左旋，蜗轮转向为顺时针，为了使u轴所受的轴向力能相互抵消一部分，试解答：（10分）

（1）齿轮Z1、Z2和蜗杆所受轴向力的方向

（标注在图上）；（3分）

（2）主动轮Z1的转向；（标注在图）；（1

分）

（3）蜗杆螺旋线的旋向为_________ （左旋，右

旋）；

（1

分）

（4）若图示蜗轮工作环境为中速中载，蜗轮齿圈常用的材料为

________ （碳钢、合金钢、青铜、铸铁）；（1分）

（5）为提高图示蜗轮、蜗杆传动的工作效率，在一定限度内可

采用较大的_______ （蜗杆特性系数、导程角、模数）；（1 分）（6）若Z1=20，Z2=40，双头蜗杆，Z4=60，则n4/n3= ______

n4/n1= ______ ，当n1=120r/min 时，n4= ______ r/min。（3 分））、要求:

）、完成列表

3、直齿圆锥齿轮传动

实际受力法向力Fn

（1）、径向力

（Fr）

（2）、圆周力

（Ft）

（3）、轴向力

（Fa）

课堂检测题08、9、23

姓名__________________

1、如图所示为齿轮Z1、Z

2、Z

3、Z4所组成的复合机构,

(1) 轴1、2、3、4的旋转方向分别如何? (2) 作出齿轮2、3的受力图。

1、已知右旋蜗杆的旋向见图中标示，为使中间轴上所受轴向力最小： (10 分)

(1) _______________ 乙的旋向为 _________________ 。Z 3、Z 4的旋向分别为 、 。 (2) ________________________________ Z 2、Z 3、Z 4的旋转方向分别为 、 、 。 (3) ___________________________ Z 2、Z 4的轴向力分别为 、 。 (4) 画出乙的受力图。

2、图示斜齿轮的旋向，若使轴U 上所受的轴向力尽量抵消，贝 (1) ___________________ 齿轮2的旋向为 ___________ ，蜗杆3的旋向为 __________________________ ，蜗轮4的旋向为 __________

(2) __________________________________________ 轴I 、轴U 、蜗轮的旋转方向

分别为 _____________________________________________ 、 ___________ 、 ____________________________________________________

(3) 画出Z 2、Z 4的受力图。

如图所示为两级斜齿圆柱齿轮减速器； O1为主动轴转向如图，主动轴上的小齿轮为 右旋，为使作用在中间轴 02上的轴向力最小，贝

(1)

画出2、 3、4齿轮的旋转方向；

(2) 齿轮2、3、4的旋向分别为 _________ 、 ______ 、 ___ (3) 齿轮1、4的轴向力方向分别为 、 ______

(4)

在图中作出轮2、轮3的受力图

图25，蜗杆1的螺旋方向为右旋，试回答：(13分)

1)、若使U 、川轴上所受轴向力足够小，则川轴的旋转方向分别为 ______________ 斜齿轮

课后巩固题

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5、6的螺旋方向分别为___________ 、_________ ;

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2)、如果蜗杆的头数为1时，蜗杆机构一般用于 _____________ 构中；为了避免根切,

如图所示为一直齿圆锥齿轮和斜齿轮组成的双级传动。已知轮1为主动轮，其旋转方向如图所示。试回答：(9分)

(1)在主视图中标出轮2、轮4的旋转方向；

⑵若要使轴U所受的轴向力最小，则轮3、轮4的旋向分别为_____________ 以

及__________ 。

(3)轮1上的__________ 力与轮2上的轴向力大小相等、方向相反：轮4上的轴向力

方向为______________ 。

蜗轮的最少齿数为

______________________

。

3)、画出蜗轮2的受力图

[II IV

图25

S54