教案力学.docx

授课顺序专业及班级Ol授课日期课题绪论教学目的1、掌握理论力学的研究对象2、熟悉理论力学的研究方法材料力学的基本知识3.基本变形的主要特点重点与难点重点：理论力学的研究对象、研究方法难点：1.理论力学的研究方法，特别是抽象化思想的建立材料的力学性能2 .构件的承载能力：3 .内力的概念教具授课类型、方法讲授教学评价签字年月日一、理论力学的研究对象理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门学科。所谓机械运动是指物体在空间的位置随时间的变化二、理论力学的研究方法任何一门学科由于研究对象的不同而有不同的研究方法，但是通过实践而发现真理，这是任何科学技术发展的正确途径。理论力学的发展史也遵循着这一认识规律。一般解决理学问题时所应遵循的方法步骤是：1、将所要研究的问题抽象化为一定的力学模型，这些力学模型既要反映问题的矛盾主体，又要便于求解。2、应用力学原理把有关的力学问题书写成数学形式。3、运用一定的数学工具求解。4、根据具体问题，对数学解进行分析讨论，甚至决定取舍。三、学习理论力学的目的理论力学是现代工程技术的理论基础，它的定律和结论被广泛应用于各种工程技术中。四、变形1.构件在载荷作用下，其形状和尺寸发生变化的现象；变形固体的变形通常可分为两种：弹性变形-载荷解除后变形随之消失的变形塑性变形-载荷解除后变形不能消失的变形2.材料力学研究的主要是弹性变形，并且只限于弹性小变形，即变形量远远小于其自身尺寸的变形五、.变形固体的基本假设连续性假设 假设在固体所占有的空间内毫无空隙的充满了物质均匀性假设 假设材料的力学性能在各处都是相同的。各向同性假设 假设变形固体各个方向的力学性能都相同六、材料力学的基本知识材料的力学性能指变形固体在力的作用下所表现的力学性能。七、构件的承载能力：强度-构件抵抗破坏的能力刚度-构件抵抗变形的能力稳定性-构件保持原有平衡状态的能力八、内力的概念构件在外力作用时，形状和尺寸将发生变化，其内部质点之间的相互作用力也将随之改变，这个因外力作用而引起构件内部相互作用的力，称为附加内力，简称内力授课顺序专业及班级Ol授课日期课题§1.1§1.2§1.3教学目的1 .掌握力的概念及力的三种表示方法。2 .掌握静力学的四个公理和两个推论。3 .掌握力矩的概念、性质及合力矩定理。重点与难点重点1.力的三种表示方法。2.力矩的计算及合力矩定理的应用。难点1 .力在坐标轴上的投影。2 .合力矩定理的应用教具授课类型、方法讲授教学评价签字年月日绪论0.1引言自阅0.2机械概述0.2.1机器和机构在人们的生产和生活中广泛使用着各种机器。机器的种类繁多，结构形式和用途也各不相同，但总的来说，机器有三个共同的特征:(1)都是人为的各种实物的组合；(2)组成机器的各种实物间具有确定的相对运动；(3)可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。机构是具有确定相对运动的各种实物的组合，它只符合机器的前两个特征。(1)(2)0.2.2零件和构件构件：运动的单元；零件：制造的单元。0.2.3机器的组成/il->61电动机2-带修动首减速器4联轴器5版险在传述帮1原动部分2工作部分3传动部分4控制部分0.3机械设计基础课程的性质、内容、任务和学习方法特点0.3.1机械设计基础课程的性质与研究对象机械设计基础是一门综合性技术基础课，其研究对象如下：第一篇常用机构研究对象为常见于各种机器中的机构。如平面连杆机构，凸轮机构等。第二篇常用机械传动研究对象为常见于各种机器中的机械传动。如齿轮传动，带传动等。第三篇通用机械零部件研究对象是在各种机器中普遍使用的零部件。如轴、轴承、联轴器及离合器等。0.3.2机械设计基础课程的内容第一篇常用机构（机械原理）主要研究机器中常用机构的组成、工作原理、运动特性、动力特性以及设计的基本原理和方法。第二篇常用机械传动（机械原理与机械零件）主要研究机器中常用机械传动的工作原理、结构特点和运动特性，以及设计的基本原理和方法。第三篇通用机械零部件(机械零件)主要研究机械中通用零部件的工作原理、结构特点、选用、设计原理和方法。0.3.3机械设计基础课程的任务(1)熟悉常用机构、常用机械传动及通用零部件的工作原理、特点、应用、结构和标准，掌握常用机构、常用机械传动和通用零部件的选用和基本设计方法，具备正确分析、使用和维护机械的能力，初步具有设计简单机械传动装置的能力。(2)具有与本课程有关的解题、运算、绘图能力和应用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。0.3.4机械设计基础课程的学习方法特点本课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点。(1)学会综合运用知识本课程是一门综合性课程，综合运用本课程和其他课程所学知识解决机械设计问题是本课程的教学目标，也是设计能力的重要标志。(2)学会知识技能的实际应用本课程又是一门能够应用于工程实际的设计性课程，除完成教学大纲安排的实验、实训、设计训练外，还应注意设计公式的应用条件，公式中系数的选择范围，设计结果的处理，特别是结构设计和工艺性问题。(3)学会总结归纳本课程的研究对象多，内容繁杂，所以必须对每一个研究对象的基本知识、基本原理、基本设计思路方法进行归纳总结，并与其他研究对象进行比较，掌握其共性与个性，只有这样才能有效提高分析和解决设计问题的能力。(4)学会创新学习机械设计不仅在于继承，更重要的是应用创新，机械科学产生与发展的历程，就是不断创新的历程。只有学会创新，才能把知识变成分析问题与解决问题的能力。作业:授课顺序专业及班级02授课日期课题常用机构教学目的理解平面机构、运动副、自由度等基本概念重点与难点重点：运动副、自由度等基本概念难点运动副教具无授课类型、方法讲授签字第1章平面机构的运动简图构件(Member):运动的单元。机构(MeChaniSm)是由构件组成的，各构件之间具有确定的相对运动。平面机构(PlanarMechanism)所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。1.1平面运动副1.1.1运动副(KinematiCPair)的概念1.构件的自由度(DegreeofFreedom)构件的自由度一一构件所具有的独立运动的数目。运动副一一两构件直接接触而乂能产生一定形式的相对运动的联接。1.1.2运动副的类型及其特点(KinematicPairClassification)平面机构中，由于运动副将各构件的运动限制在同平面或相互平行的平面内，故这种运动副也称为平面运动副。根据构件间接触形式的不同，平面运动副可分为低副和高副。1 .低副低副一一两构件通过面接触组成的运动副。根据两构件间相对运动形式的不同，常见的平面低副有转动副和移动副两种。(1)转动副转动副一一两构件间只能产生相对转动的运动副。又称回转副或钱链。活动较链(中间较链)(2)移动副移动副一一两构件间只能产生相对移动的运动副。2 .恬I副两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。8.2平面机构的运动简图机构运动简图的绘制(DraWingKinematicSchemeofMechanism)机构是由若干构件通过若干运动副组合在一起的。在研究机构运动时，为了便于分析，常常瞥开它们因强度等原因形成的复杂外形及具体构造，仅用简单的符号和线条表示，并按一定的比例定出各运动副及构件的位置，这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图。1.2.2构件的分类及带有运动副元素的构件的图示1 .构件的分类机构中的构件按其运动性质可分为三类：(1)机架机架是机构中视作固定不动的构件，它用来支承其它可动构件。例如各种机床的床身是机架，它支承着轴、齿轮等活动构件。在机构简图中，将机架打上斜线表示。(2)原动件已给定运动规律的活动构件，即直接接受能源或最先接受能源作用有驱动力或力矩的构件。例如柴油机中的活塞。它的运动是外界输入的，因此又称为输入构件。在机构简图中，将原动件标上箭头表示。(3)从动件机构中随着原动件的运动而运动的其他活动构件。如柴油机中的连杆、曲轴、齿轮等都是从动件。当从动件输出运动或实现机构的功能时，便称其为执行件。2 .带有运动副元素的构件的图示运动副以及带有运动副元素的构件的画法见表。机构运动简图常用符号(摘自GB4460-85)名称外啪合圆柱齿轮机构内啮合圆柱齿轮机构移动副齿轮齿条机构圆锥齿轮机构蜗杆蜗轮机构带传动链传动I:型符导，标注ZTTZZ7-在带的上方、乂邛:圆带平带1.C才VC格型符号，标注在轮轴连心线上方渡子链#齿形链W作业:授课顺序专业及班级03授课日期课题平面机构的运动简图教学目的目的任务：掌握机构运动简图绘制的基本方法重点：机构运动简图绘制难点：机构运动简图绘制重点与难点重点：机构运动简图绘制难点：机构运动简图绘制教具多媒体授课类型、方法讲授签字例IT如图所示为一偏心轮机构模型图，试绘制其运动简图。例1-2试绘制图示颗式破碎机的机构运动简图。1-1试绘制图示各机构的机构示意图。1.3平面机构的自由度1.3.1平面机构的自由度一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。若一个平面机构共有n个活动构件。在未用运动副联接前，则活动构件自由度总数为3n。当用运动副将这些活动构件与机架联接组成机构后，则各活动构件具有的自由度受到约束。若机构中有PL个低副，PH个高副，则受到的约束，即减少的自由度总数应为2PL+PH。因此，该机构相对于固定构件的自由度数应为活动构件的自由度数与引入运动副减少的自由度数之差，该差值称为机构的自由度，并以F表示，F=3n-2PL-PH由上式可知，机构要能运动，它的自由度必须大于零。机构的自由度表明机构具有的独立运动数目。由于每一个原动件只可从外界接受一个独立运动规律（如内燃机的活塞具有个独立的移动）因此，当机构的自由度为1时，只需有一个原动件；当机构的自由度为2时，则需有两个原动件。机构具有确定运动的条件是：原动件数目应等于机构的自由度数目。例试计算图示航空照相机快门机构的自由度。航空照相机快门机构解：该机构的构件总数N=6,活动构件数n=5,6个转动副、一个移动副, 可得机构的自由度数为：没有高副。由此F=3n-2PL-PH=3×5-2×7-0= 1例试计算图示牛头刨床工作机构的自由度。1个高副。由此可解：该机构的构件总数N=7,活动构件数n=6,5个转动副、3个移动副,得机构的自由度数为：F=3n-2PL-PH=3×6-2×8-1=1签字年 月曰授课顺序专业及班级04授课日期课题平面连杆机构自由度计算习题课教学目的日的任务：自由度计算的注意事项重点与难点重点：自由度计算难点：虚约束教具授课类型、讲授方法1 .计算如图所示各机构的自由度，并说明欲使其具有确定运动，需要有几个原动件。2 .如图所示各机构在组成上是否合理？如不合理，请针对错误提出修理方案。3 .如图所示，计算下列机构的自由度并验证它们的运动是否确定？授课顺序专业及班级04授课日期课题平面连杆机构平面四杆机构的类型教学目的目的任务：理解平面四杆机构的各种类型重点与难点重点：较链四杆机构类型难点：导杆机构教具教学方法：多媒体授课类型、方法讲授教学评价签字年月日第2章平面连杆机构2.1 平面四杆机构的类型平面四杆机构可分为两类：1.全转动副的平面四杆机构，称为银链四杆机构；2.1.1 钱链四杆机构的基本类型较链四杆机构的基本类型类型判断钱链四杆机构存在曲柄的条件：(1)最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其余两杆长度之和;(2)连架杆和机架中必有一个是最短杆。根据上述曲柄存在条件可得以下推论：钱链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构；取最短杆为机架时，得双曲柄机构；取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构。较链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，而只能得双摇杆机构。若将机架70变为80?1 .曲柄摇杆机构2 .双曲柄机构两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。特殊：平行双曲柄机构（平行四边形机构）反平行四边形机构。如公共汽车车门启闭机构。3 .双摇杆机构两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。授课顺序专业及班级05授课日期课题平面四杆机构的基本特性教目学的目的任务：理解平面四杆机构的基本特性,的应用。了解这些特性在工程实际中重与难点点重点：平面四杆机构的基本特性难点：急回特性、死点位置教具授课类型、方法教学方法：利用教学器具理解急回特性、案例展示其应用。死点位置概念，工程教评学价签字年月02.2平面四杆机构的基本特性一、急回特性机构的急回程度以K来表示.K称为行程速度变化系数。即«彳乙180”十。AS三二，S4IMf-O0=18O二、传力分析（一）压力角和传动角授课顺序专业及班级06授课日期课题平面四杆机构的设计教学目的目的任务：理解平面四杆机构的设计方法重点与难点重点：平面四杆机构的设计方法难点：按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构教具授课类型、方法教学方法：利用动圆演示设计步骤，展示设计结果教学评价签字年月日2.3平面四杆机构的设计1实现给定的运动规律2实现给定的运动轨迹一、按给定连杆的两个或三个位置设计四杆机构给定连杆的两位置设计较链四丽扁2给定连杆的三位置设计四秆机构二、按给定从动杆的行程速比系数K设计四杆机构曲柄摇杆机构中，已知摇杆CD的长度、摆角巾和行程速比系数K。试设计此机构步骤如下：1.任选固定较链D的位置，按选定比例作出摇杆的两极位。2 .连接ClCe,分别过C与Cz作两条夹角为900-0的直线，交于点0。3 .以点0为圆心、OC或OC为半径作辅助圆，A必在此圆上。4 .连接ACi,AC?,AB=(AC?-ACi)/25 .以A为圆心，AB长为半径作圆。ABlCID为所求。三、按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构授课顺序专业及班级07授课日期课题凸轮机构概述常用的从动件运动规律教学目的熟悉凸轮机构的应用和特点及类型，理解常用的从动件运动规律，能够绘制位移线图重点与难点重点：凸轮机构的应用和特点及类型难点：立体凸轮机构运动的实现教具授课类型、方法教学方法：利用动画演示机构运动，工程应用案例展示其应用场合教学评价签字年月曰第3章凸轮机构3.1概述凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。3.1.1凸轮机构的应用（工程应用案例）3.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，常就凸轮和从动杆的端部形状及其运动形式的不同来分类。（1）按凸轮的形状分1）盘形凸轮（盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转）2）移动凸轮（移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。）3）圆柱凸轮（圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。）4）曲面凸轮按锁合方式的不同凸轮可分为：力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；形锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共聊凸轮等。端部形状分1）尖顶这种从动杆的构造最简单，但易磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合（如用于仪表等机构中）。2）滚子滚子从动杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，磨损较小，故可用来传递较大的动力,因而应用较广。3）平底平底从动杆的优点是凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好，所以常用于高速传动中。（3）按推杆的运动形式分D移动往复直线运动。在移动从动杆中，若其轴线通过凸轮的回转中心，则称其为对心移动从动杆，否则称为偏置移动从动杆。2）摆动作往复摆动。总结：凸轮机构的组成凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。从动件是被凸轮直接推动的构件。凸轮机构就是由凸轮、从动件和机架三个主要构件所组成的高副机构。凸轮机构的特点1）优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，且机构简单紧凑，2）缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。3.2 常用的从动件运动规律凸轮机构设计的基本任务，是根据工作要求选定合适的凸轮机构的型式、从动杆的运动规律和有关的基本尺寸，然后根据选定的从动杆运动规律设计出凸轮应有的轮廓曲线。所以根据工作要求选定从动杆的运动规律，乃是凸轮轮廓曲线设计的前提。一、凸轮与从动杆的运动关系名词：（以一对心移动尖顶从动杆盘形凸轮机构为例加以说明）基圆一一以凸轮的转动中心。为圆心，以凸轮的最小向径为半径r所作的圆。r称为凸轮的基圆半径。推程一一当凸轮以等角速度W逆时针转动时，从动杆在凸轮廓线的推动下，将由最低位置被推到最高位置时，从动杆运动的这一过程。而相应的凸轮转角中称为推程运动角。远休一一凸轮继续转动，从动杆将处于最高位置而静止不动时的这一过程。与之相应的凸轮转角中S称为远休止角。回程一一凸轮继续转动，从动杆又由最高位置回到最低位置的这一过程。相应的凸轮转角中'称为回程运动角。近休一一当凸轮转过角s，时，从动杆与凸轮廓线上向径最小的一段圆弧接触，而将处在最低位置静止不动的这一过程。s'称为近休止角。推程或回程中移动的距离h。位移线图一一描述位移S与凸轮转角1）之间关系的图形。二、从动件的常用运动规律所谓从动杆的运动规律是指从动杆在运动时，其位移s、速度V和加速度a随时间t变化的规律。又因凸轮一般为等速运动，即其转角与时间t成正比，所以从动杆的运动规律更常表示为从动杆的运动参数随凸轮转角。变化的规律。等速运动等加速等减逐起动教案首页授课顺序专业及班级08授课日期课题盘形凸轮轮廓的设计方法凸轮机构基本尺寸的确定教学目的掌握凸轮廓线的设计方法，了解轮机构基本尺寸的确定原则重点与难点重点：凸轮廓线的设计方法难点：反转法原理教具授课类型利用作图演示反转法原理方法教学评价签字年月日3.3 盘形凸轮轮廓的设计方法3.3.1反转法原理在设计凸轮廓线时，可假设凸轮静止不动，而使推杆相对于凸轮作反转运动；同时又在其导轨内作预期运动，作出推杆在这种复合运动中的一系列位置，则其尖顶的轨迹就是所要求的凸轮廓线。这就是凸轮廓线设计方法的反转法原理。3. 3.2图解法设计凸轮轮廓曲线1 .尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计一-叫果 加班第雄伟 tow凸轮转O0-120°1200-18001800-3000300° "360从动杆等速上h不动等加速等诚速 下得全席位不动2 .滚子对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计思考题：上述凸轮的实际廓线能否通过由理论廓线沿径向减去滚子半径得到？（即等距线）3.4凸轮机构基本尺寸的确定一、滚子半径的确定(1) 凸轮轮廓曲线与滚子半径的关系工作廓线的曲率半径等于理论廓线的曲率半径P与滚子半径口之差。此时若P二rT,工作廓线的曲率半径为零，则工作廓线将出现尖点，这种现象称为变尖现象；若P<rT,则工作廓线的曲率半径为负值，这时，工作廓线出现交叉，致使从动杆不能按预期的运动规律运动，这种现象称为失真现象。应使滚子半径小于理论廓线的最小曲率半径Pmin:(2)滚子从动杆滚子半径的选择滚子半径的选择，应根据凸轮轮廓曲线是否产生变尖或失真现象来恰当地确定。1)凸轮工作廓线的最小曲率半径一般不应小于5mm。如果不能满足此要求时，就应增大基圆半径或适当减小滚子半径，或必要时须修改从动杆的运动规律，或使凸轮工作廓线上出现尖点的地方代以合适的曲线。2)滚子的尺寸还受其强度、结构的限制，因而也不能做得太小，通常取滚子半径IT=(0.10.5*0。二、压力角及其许用值从动杆所受正压力的方向C仆凸轮航线在接触上的法线方向）与从动杆上作用点的速度方向之间所夹之锐角，称为凸轮机构在图示位置的压力角，用Q表示。在凸轮机构中，压力角a是影响凸轮机构受力情况的一个重要参数。压力角：从动件的运动方向与其受力方向之间的夹角力可分解为F=F与F2Fi=FcosaF2=Fsina则a越大，效率n越高许用值a:移动从动杆推程时，al3040o:摆动从动杆推程时，IaJW40"50°,移动和摆动从动杆回程时，aW700'80°校核：dmxa教案首页授课顺序专业及班级09授课日期课题棘轮机构槽轮机构不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构教学目的目的任务：理解棘轮机构和槽轮机构的工作原理，了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构重点与难点重点：棘轮机构和槽轮机构的工作原理难点：凸轮式间歇运动机构教具授课类型、方法利用动画演示棘轮机构和槽轮机构的工作原理和特点教学评价签字年月日第4章间歇运动机构4. 1棘轮机构4. 1.1棘轮机构的工作原理4. 1.2棘轮转角的调节1 .调节摇杆摆动角度的大小，控制棘轮的转角2 .用遮板调节棘轮转角6.1.3棘轮机构的特点与应用棘轮机构还常用于机械的制动装置中。图示为卷扬机的制动安全装置。11.2 槽轮机构1. 2.1槽轮机构的工作原理4. 2.2槽轮机构的类型、特点及应用11.3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构4.3.1不完全齿轮机构4. 3.2凸轮式间歇运动机构教案首页授课顺序专业及班级10授课日期课题齿轮传动齿轮传动的特点和基本类型渐开线齿轮的齿廓及传动比教学目的目的任务：掌握齿轮传动的特点的类型，理解渐开线的特性，掌握渐开线齿轮传动的特点。重点与难点重点：齿轮传动的特点的类型难点：啮合线法线教具授课类型、方法教学方法：利用图片各种齿轮传动，以及渐开线齿轮啮合特点教学评价签字年月日第5章齿轮传动5. 1齿轮传动的特点和基本类型5.L1齿轮传动的特点齿轮传动用来传递任意两轴间的运动和动力，其圆周速度可达到300ms,传递功率可达105KW,齿轮直径可从不到Imm到15Om以上，是现代机械中应用最广的一种机械传动。齿轮传动与带传动相比主要有以下优点：(1)传递动力大、效率高；(2)寿命长，工作平稳，可靠性高；(3)能保证恒定的传动比，能传递任意夹角两轴间的运动。齿轮传动与带传动相比主要缺点有：(1)制造、安装精度要求较高，因而成本也较高；(2)不宜作远距离传动。齿轮传动平面齿轮运动（相对运动为平面运动，传递平行轴间的运动）空间齿轮运动（相对运动为空间运动，传递不平行轴间的运动）外啮合直齿圆柱齿轮传动,卜人内啮合（轮齿与轴平行）4以上攵外啮合斜齿圆柱齿轮传动人（轮齿与轴不平行）口齿轮齿条人字齿轮传动（轮齿成人字形）直齿传递相交轴运动aih斜齿（锥齿轮传动）曲线齿交错轴斜齿轮传动传递交错轴运动蜗轮蜗杆传动准双曲面齿轮传e9外啮合直齿圆柱齿轮传动内啮合直齿圆柱齿轮传动齿轮齿条传动（直齿条）外啮合斜齿圆柱齿轮传.A人字齿轮传动齿轮齿条传动（斜齿条）直齿圆锥齿轮传动曲齿圆锥齿轮传动螺旋齿轮传动（交错轴斜齿轮传动）9蝎秆传动i¾准双曲面齿轮传动5.1.3齿廓啮合基本定律齿轮传动要求准确平稳，即要求在传动过程中，瞬时传动比保持不变，以免产生冲击、振动和噪音。齿轮传动是依靠主动轮的轮齿依次拨动从动轮的轮齿来实现的。传动比为：一对齿轮，传动比恒定不变。但是，这并不能保证每一瞬时的传动比（即两轮的角速度之比）亦为常数。传动的瞬时传动比是否保持恒定，与齿轮的齿廓曲线有关。由理论力学可知，速度VU与Vg在公法线上的分速度应相等，否则两齿摩将互相嵌入或分离，故ab垂直于nnAKabAKOzZ其对应边成比例，即所以籍赛KZ_Kb_Vh_5OlKO1KKav42MiO1K又因AO,0,Z"0CK由此得12.2渐开线齿轮的齿廓及传动比5.2.1渐开线的形成渐开线的形成5.2.2渐开线的性质(1)发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过的相应弧长。K一(2)渐开线上任意一点法线必然与基圆相切的法线。发生线BK是渐开线在任意点K的法线。J0基圆/换言之，基圆的切线必为渐开线上某点工发生线上的K点在各个瞬时的速度方向，必然与发生线垂直。而发生线上K点的瞬时速度方向，也就是渐开线上K点的切线tl的方向，所以发生线必垂直于切线It的方向。又切线与法线互相垂直。故发生线BK是渐开线K点的法线。(3)渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角。4)渐开线的形状只取决于基圆大小。(5)基圆内无渐开线。5.2.3渐开线方程渐开线AK段的展角Ac)K5.2.4渐开线齿廓的啮合特点1.四线合一渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律O.C22 .中心距可分性上式表明：渐开线齿轮的传动比等于两轮基圆半径的反比。3 .齿廓间正压力方向不变。如图所示，过节点C作两节圆的公切线tt,它与啮合线nn的夹角a'称为啮合角。4 .齿廓间存在相对滑动。由齿廓啮合基本定律证明可知，一对齿廓如在节点C以外的其它点啮合，由于两齿廓在接触点的线速度不等，即齿廓接触点沿公切线方向的速度分量不等(ad>bd),则齿廓间将产生相对滑动。齿廓间的这种相对滑动会引起传动时的摩擦损失和齿面磨损。教案首页授课顺序专业及班级11授课日期课题齿轮传动渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算教学目的目的任务：掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算重点与难点重点：渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数难点：模数公法线教具授课类型方法教学方法：利用图片演示各种齿轮传动，以及渐开线齿轮啮合特点教学评价签字年月曰5.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算5 .3.1齿轮各部分名称及符号齿轮各部分名称及符号5.3.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算1模数齿轮圆周上轮齿的数目称为齿数，用Z表示。根据齿距的定义知2压力角3齿数4齿顶高系数ha=ha*m(ha*=l)5顶隙系数c=c*m(c*=0.25)hf=(ha*+c*)m全齿高h=ha+hf=(2ha*+c*)m标准齿轮是指模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值，且分度圆上的齿厚等于齿槽宽的齿轮。名称代号计算公式齿顶局haha=h>=w齿根高h,hf=(A*÷cs)m-1.25加全齿高hh=ha+h,=(2ha+c*)m=2.25m分度圆直径dd=mz基圆直径dzd,=dcosa齿顶圆直径dodo=d+2h4=m(z+2h4)齿根圆直径d,d,=d-2h,=m(z-2h4-2c*齿距Pp=rm齿厚SpmS=21齿槽宽ee=E=竺22标准中心距a。=彳（4+42）=（21+2力4 .内齿轮与齿条图示为一内齿圆柱齿轮，内齿轮的轮齿是分布在空心圆柱体的内表面上。与外齿轮相比有下列几个不同点：1）内齿轮的齿厚相当于外齿轮的齿槽宽，内齿轮的齿槽宽相当于外齿轮的齿厚。2）内齿轮的齿顶圆在它的分度圆之内，齿根圆在它的分度圆以外图示为一齿条，它可以看作齿轮的一种特殊型式。与齿轮相比有下列两个主要特点：1）由于齿条的齿廓是直线，所以齿廓上各点的法线是平行的；传动时齿条是直线移动的，故各点的速度大小和方向均相同；齿条齿廓上各点的压力角也都相同，等于齿廓的倾斜角。2）与分度线相平行的各直线上的齿距都相等。渐开线直齿圆柱齿轮的任意圆周上齿厚的计算5 .公法线长度测量齿轮公法线长度是检验齿轮精度常用的方法之一。它具有测量方便、准确和易于掌握的优点。测量齿轮公法线长度的原理：公法线长度是指渐开线齿轮上两反向齿廓间的基圆切线长度。授课顺序专业及班级12授课日期课题齿轮传动渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动教学目的目的任务：掌握渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件，理解重合度，了解渐开线齿轮的无侧隙传动重点与难点重点：渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件及重合度难点：重合度定义教具授课类型、方法讲授一对轮齿啮合过程及连续传动条件教学评价签字年月日5.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动5.4.1渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件2O2rb2Pb2IdTb11wlN1K1=N1aNK,二NbNK2-N1K=N1b-N1a=ab=p同理NKj-NK=Na-NC=Cd=PPol=HiC0sCP()2=112CgC211COsC1=M2COsC2模数与压力角均为标准值，故上式成立，只能m=m2=mC=C2=d思考题在技术改造中拟使用两个现成的标准直齿圆柱齿轮。己测得齿数Z=22,Zz=98,小齿轮齿顶圆直径da=240mm,大齿轮的齿全高h=22.试判断这两个齿轮能否正确啮合。解：du=myZ+2ha*mm1×22+2×l×m1=2my=10mmh=(2ha*+c*)m22.25mz=22.5mz=IOmm这两个齿轮能正确啮合。5.4.2标准安装条件标准安装时两齿轮留有径向间隙Co5. 4.3连续传动条件齿轮传动是由两轮轮齿依次啮合来实现的。要使齿轮连续传动，必须做到在前一对轮齿尚未脱离啮合时，后一对轮齿就应进入啮合。1 一对轮齿啮合过程2连续传动条件重合度等于1.3时，轮齿的啮合情况。单齿啮合区，两对齿啮合区。授课顺序专业及班级13授课日期课题齿轮传动开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念教学目的目的任务：了解渐开线齿轮的加工方法、理解渐开线齿廓的根切现象、掌握标准外齿轮的最少齿数、了解变位齿轮的概念重点与难点重点：标准外齿轮的最少齿数难点：展成法加工齿轮原理教具授课类型、讲授方法教学评价签字年月日5.4渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念12.4.1渐开线齿轮的切齿原理1.仿形法仿形法是在普通铳床上用轴向剖面形状与被切齿轮齿槽形状完全相同的铳刀切制齿轮的方法，如图所示。铳完一个齿槽后，分度头将齿坯转过3600z,再铳下一个齿槽,直到铳出所有的齿槽。仿形法加工方便易行，但精度难以保证。由于渐开线齿廓形状取决于基圆的大小，而基圆半径rb=(mzcosa)2,故齿廓形状与m、z、a有关。欲加工精确齿廓，对模