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机械齿轮课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机械齿轮的基本概念、原理和应用，培养学生对机械齿轮设计和制造的基本技能。
具体目标如下：知识目标：使学生了解齿轮的基本类型、结构、工作原理和主要参数，掌握齿轮的设计方法和制造工艺。
技能目标：培养学生运用齿轮知识解决实际问题的能力，能独立完成齿轮的设计和制造过程。
情感态度价值观目标：培养学生对机械齿轮行业的兴趣和热情，提高学生对机械齿轮工程实践的认同感和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.齿轮的基本概念和类型：齿轮的定义、分类、结构及特点。
2.齿轮的传动原理：齿轮传动的原理、啮合条件、传动比计算。
3.齿轮的设计方法：齿形设计、齿轮的材料选择、齿轮强度计算。
4.齿轮的制造工艺：齿轮的加工方法、齿轮的精度等级、齿轮的检测方法。
5.齿轮的应用实例：齿轮在各种机械设备中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行授课，包括：1.讲授法：通过讲解齿轮的基本概念、原理和设计方法，使学生掌握齿轮的基本知识。
2.讨论法：学生针对齿轮的应用实例和实际问题进行讨论，培养学生的思维能力和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析典型的齿轮故障案例，使学生了解齿轮故障的原因和解决方法。
4.实验法：学生进行齿轮加工和检测的实验，增强学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威的齿轮设计制造教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关的齿轮设计制造手册、论文和资料，供学生自学和参考。
3.多媒体资料：制作齿轮设计制造的PPT、视频等多媒体资料，丰富教学手段。
4.实验设备：准备齿轮加工和检测的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，将采用多种评估方式相结合，包括：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解程度。
机械设计课程设计齿轮一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握齿轮的基本概念、类型、传动原理和设计方法。
具体目标如下：1.了解齿轮的定义、分类和应用领域。
2.掌握齿轮传动的原理和工作特点。
3.熟悉齿轮的设计方法和步骤。
4.能够分析齿轮传动系统的工作原理。
5.学会使用齿轮设计软件进行齿轮参数的计算和设计。
6.具备判断齿轮故障和进行维修的能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生对机械设计的兴趣和热情。
2.增强学生对齿轮传动系统的重视和保护意识。
3.培养学生的创新精神和团队合作能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.齿轮的基本概念：介绍齿轮的定义、特点和应用领域。
2.齿轮的分类：讲解不同类型的齿轮及其应用场景。
3.齿轮传动的原理：阐述齿轮传动的工作原理和特点。
4.齿轮设计方法：介绍齿轮设计的步骤和方法，包括齿形、齿数、模数等参数的选取。
5.齿轮传动系统的设计案例：分析实际齿轮传动系统的设计案例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解齿轮的基本概念、分类和传动原理。
2.案例分析法：分析实际齿轮传动系统的设计案例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。
3.实验法：学生进行齿轮传动实验，观察齿轮传动的特点和故障现象。
4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和设计经验。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：提供《机械设计》等相关教材，供学生预习和参考。
2.多媒体资料：制作课件和教学视频，生动展示齿轮的基本概念和设计方法。
3.实验设备：准备齿轮传动实验装置，让学生亲身体验齿轮传动的特点和故障现象。
4.设计软件：提供齿轮设计软件，让学生学会使用软件进行齿轮参数的计算和设计。
五、教学评估本节课的评估方式将包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答和小组讨论的表现来评估学生的学习态度和理解程度。
齿轮传动课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解齿轮传动的定义、原理及类型；2. 学生能掌握齿轮传动的基本参数，如模数、齿数、压力角等；3. 学生能运用齿轮传动相关知识分析简单机械系统的传动比和效率。
技能目标：1. 学生能够运用齿轮传动知识设计简单的齿轮传动系统；2. 学生能够通过实际操作，组装和调试齿轮传动模型；3. 学生能够运用计算工具，对齿轮传动系统进行计算分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对齿轮传动技术的兴趣，增强对机械工程领域的认识；2. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力；3. 学生在学习过程中，形成良好的工程意识，认识到齿轮传动在现代工程技术中的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生对齿轮传动的认识和应用能力。
学生特点：学生处于具备一定物理知识和数学基础的高年级阶段，对实际操作和工程设计有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生动手能力和解决问题的能力，鼓励学生积极参与讨论和思考。
通过课程目标分解，确保学生达到预定的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 齿轮传动的定义、原理及类型；- 齿轮的基本参数，包括模数、齿数、压力角等；- 齿轮传动系统的传动比和效率的计算方法；- 齿轮材料及热处理知识。
2. 实践操作：- 齿轮传动系统的设计与分析；- 齿轮传动模型的组装与调试；- 齿轮传动实验操作，观察和分析实验现象。
3. 教学大纲：- 第一周：齿轮传动概述，学习齿轮传动的定义、原理及类型；- 第二周：齿轮基本参数学习，理解模数、齿数、压力角等参数的意义；- 第三周：齿轮传动系统传动比和效率的计算方法学习；- 第四周：齿轮材料及热处理知识学习；- 第五周：齿轮传动系统设计与分析实践；- 第六周：齿轮传动模型的组装与调试；- 第七周：进行齿轮传动实验，观察和分析实验现象。
教材章节关联：本教学内容与教材中关于齿轮传动章节紧密相关，包括齿轮的基本概念、齿轮传动系统设计、齿轮传动实验等内容，确保学生能够系统地学习和掌握齿轮传动的相关知识。
机械设计基础课件齿轮传动机械设计基础课件：齿轮传动1.引言齿轮传动是机械设计中的一种基本传动方式，广泛应用于各种机械设备的运动和动力传递。
齿轮传动具有结构简单、传动效率高、可靠性好、寿命长等优点，因此在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本课件将介绍齿轮传动的基本原理、分类、设计方法和应用。
2.齿轮传动的基本原理齿轮传动是利用齿轮副的啮合来传递动力和运动的一种传动方式。
齿轮副由两个或多个齿轮组成，其中主动齿轮通过旋转驱动从动齿轮，从而实现动力和运动的传递。
齿轮副的啮合是通过齿轮齿廓的接触来实现的，齿廓的形状和尺寸决定了齿轮传动的性能和精度。
3.齿轮传动的分类齿轮传动根据齿轮的形状和布置方式可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。
直齿圆柱齿轮传动是应用最广泛的一种齿轮传动方式，具有结构简单、制造容易、精度高等优点。
斜齿圆柱齿轮传动具有传动平稳、噪声低、承载能力强等优点，适用于高速和重载的传动场合。
直齿圆锥齿轮传动适用于空间狭小和角度传动的场合。
蜗轮蜗杆传动具有大传动比、自锁性和精度高等特点，适用于低速、大扭矩的传动场合。
4.齿轮传动的设计方法齿轮传动的设计主要包括齿轮的几何设计、强度设计和精度设计。
齿轮的几何设计是根据传动比、工作条件、材料等因素确定齿轮的齿数、模数、压力角等参数。
强度设计是保证齿轮传动在规定的工作条件下具有足够的承载能力和寿命，主要包括齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算。
精度设计是保证齿轮传动的精度和运动平稳性，主要包括齿轮的加工精度和装配精度的控制。
5.齿轮传动的应用齿轮传动在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
在机床、汽车、船舶、飞机等机械设备中，齿轮传动用于传递动力和运动，实现各种复杂的运动轨迹和速度变化。
在风力发电、水力发电等能源领域，齿轮传动用于传递高速旋转的动力，实现能源的转换和利用。
在、自动化设备等高科技领域，齿轮传动用于实现精确的运动控制和动力传递，提高设备的性能和效率。
机械设计教案
老师讲解
展示：齿根折断形成机理动画以及实例照片.
学生讨论
老师引导学生总结①弯曲疲劳折断：工作中，轮齿多次受交变载荷作用。
②过载折断：工作中，轮齿受到短时过载、冲击载荷或
严重磨损而减薄，都会发生过载折断。
折断形式：①齿跟整体折断：齿宽较小的直齿；
②局部折断：斜齿和偏载时。
如何提高轮齿折断能力的措施？
增大齿根过度圆角、降低表面粗糙度、减小应力集中、表面强度处理（喷丸、滚压）、减轻加工损伤等。
为了避免在预期工作寿命内出现齿根弯曲疲劳折断，应该使轮齿满足齿根弯曲疲劳强度计算准则，即
全齿折断局部折断
]
[
F
F
σ
σ≤
；.
.。
齿轮传动机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解齿轮传动机械的基本原理，掌握齿轮的分类、结构及工作特性。
2. 学生能运用齿轮传动公式进行简单机械系统的计算和分析。
3. 学生了解齿轮材料、热处理及其对传动性能的影响。
技能目标：1. 学生能够运用CAD软件绘制齿轮传动系统示意图，并进行简单的设计计算。
2. 学生能够运用实验方法测试齿轮传动系统的性能，分析实验结果，提出改进措施。
3. 学生能够通过小组合作，完成齿轮传动机械的设计、制作和调试。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计和制造的兴趣，激发创新精神和实践能力。
2. 学生在学习过程中，增强团队合作意识，培养沟通协调能力。
3. 学生了解齿轮传动机械在工业生产中的应用，认识到机械工程对社会发展的贡献。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，以齿轮传动机械的设计和制作为主线，结合理论知识，培养学生的实际操作能力。
学生特点：初三学生具有一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，但缺乏实际工程经验。
教学要求：教师需引导学生运用所学知识解决实际问题，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养创新精神和团队合作能力。
通过本课程的学习，使学生达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 齿轮传动基本原理：讲解齿轮传动的定义、分类、工作原理，以课本第三章第二节为基础，让学生掌握直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的传动特点。
2. 齿轮传动计算：根据课本第四章内容，学习齿轮传动的基本计算公式，进行速度、扭矩、功率的计算，并进行简单齿轮传动系统的设计计算。
3. 齿轮材料与热处理：介绍齿轮常用材料、热处理方法及其对传动性能的影响，结合课本第五章第一节内容，让学生了解齿轮材料选择的原则。
4. 齿轮传动系统设计：以课本第六章为参考，学习齿轮传动系统的设计方法，包括齿轮参数的确定、齿轮副的配合、齿轮箱的设计等。
5. CAD软件应用：教授学生使用CAD软件绘制齿轮传动系统示意图，并进行简单的三维建模。
机械设计教案齿轮传动一、教学目标：1. 了解齿轮传动的基本概念、分类和特点。
2. 掌握齿轮传动的计算方法和工作原理。
3. 能够分析齿轮传动的设计要求和选择合适的齿轮材料。
4. 能够运用齿轮传动的知识解决实际工程问题。
二、教学内容：1. 齿轮传动的基本概念：齿轮、齿廓、齿轮副等。
2. 齿轮传动的分类：圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗杆齿轮等。
3. 齿轮传动的特点：传动平稳、承载能力强、精度要求高等。
4. 齿轮传动的计算方法：齿数、模数、压力角等参数的计算。
5. 齿轮传动的工作原理：齿轮的啮合、传动比、传动效率等。
三、教学方法：1. 采用多媒体教学，展示齿轮传动的相关图片和动画，增强学生的直观感受。
2. 利用公式和实例相结合的方法，讲解齿轮传动的计算方法。
3. 通过实物模型或仿真软件，演示齿轮传动的工作原理。
4. 开展小组讨论，让学生分析实际工程中的齿轮传动应用案例。
四、教学准备：1. 准备相关多媒体教学资料，包括图片、动画和视频。
2. 准备齿轮传动计算公式的讲解示例。
3. 准备实物模型或仿真软件，用于演示齿轮传动的工作原理。
4. 准备实际工程中的齿轮传动应用案例，用于小组讨论。
五、教学过程：1. 引入：介绍齿轮传动在机械工程中的应用，引导学生关注齿轮传动的重要性。
2. 讲解：讲解齿轮传动的基本概念、分类和特点，引导学生理解齿轮传动的基本知识。
3. 计算：讲解齿轮传动的计算方法，示例讲解，让学生掌握齿轮传动计算的关键步骤。
4. 演示：利用实物模型或仿真软件，演示齿轮传动的工作原理，让学生直观地了解齿轮传动的工作过程。
5. 应用：分析实际工程中的齿轮传动应用案例，让学生学会运用齿轮传动的知识解决实际问题。
6. 小组讨论：让学生分组讨论，分享自己的理解和心得，互相学习和交流。
7. 总结：对本节课的内容进行总结，强调重点和难点，提醒学生注意齿轮传动的设计要求和选择合适的齿轮材料。
8. 作业布置：布置相关练习题，让学生巩固所学知识。
中等专业学校2023-2024-1教案编号：备课组别机械课程名称机械基础所在年级主备教师授课教师授课系部授课班级授课日期课题：项目一机械传动齿轮传动概述教学目标1. 掌握齿轮传动工作原理；2. 掌握齿轮传动传动比的计算；3. 了解齿轮传动常用类型；4. 熟悉齿轮传动的应用特点；重点齿轮传动工作原理、齿轮传动传动比的计算；难点齿轮传动的应用特点；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一、组织教学：安定课堂秩序二、复习上讲内容三、新课教学齿轮传动概述齿轮传动是利用齿轮副来传递运动（或）动力的一种机械传动。
齿轮副的一对齿轮的齿依次交替地接触，从而实现一定规律的相对运动的过程和形态称为啮合。
齿轮传动属于啮合传动。
教学内容（一）齿轮传动的常用类型1．两轴平行2．两轴不平行（二）齿轮传动的传动比齿轮传动的传动比：n1、n2——主、从动齿轮的转速，r/minz1、z2——主、从动齿轮的齿数（三）齿轮传动的应用特点1．优点（1）能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递教学内容运动准确。
（2）传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可高达5×104 kW，圆周速度可达300 m/s。
（3）结构紧凑，可实现较大的传动比。
（4）传动效率高，使用寿命长，维护简便。
2．缺点（1）运转过程中有振动、冲击和噪声。
（2）对齿轮的安装要求较高。
（3）不能实现无级变速。
（4）不适用于中心距较大的场合。
（四）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3．渐开线齿廓的啮合特性（1）能保证瞬时传动比的恒定，保证了传动的平稳性，减少了振动和冲击。
（2）即使两轮的实际中心距与设计的中心距稍有改变，其瞬时传动比仍保持不变。
四、课堂练习完成图所示，并进行计算：（1）作出K点的压力角，回转半径，基圆半径，曲率半径。
（2）如果基圆半径为30mm,在半径为50mm处齿廓的曲率半径是多少？压力角是多少？2.如图所示为渐开线齿廓形成示意图。
第9章 齿轮传动9.1齿轮传动的特点和类型 9.1.1齿轮传动的特点齿轮传动是依靠两齿轮轮齿之间互相推压作用的啮合传动。
它可以用来传递平行轴、相交轴、和交错轴之间的运动和动力。
与其他传动相比，齿轮传动有着突出的优点：（1） 能保证两齿轮瞬时传动比恒定不变；（2） 能实现两平行轴、相交轴和交错轴间的各种传动； （3） 圆周速度和功率适用范围广，效率高； （4） 工作可靠、使用寿命长。
齿轮传动也有不可避免的缺点：（1） 对制造和安装精度要求较高，加工齿轮需要专用机床和设备，成本较高； （2） 不适合两轴相距较远的传动； （3） 对冲击和振动较为敏感。
齿轮传动有着带传动、链传动等传动不可替代的优点。
齿轮传动适用的范围比较广，其圆周速度可达s m /300 ，传递功率可达KW 41010 ，其传动效率最高，可达99.0。
对齿轮传动的要求一是要求传动平稳，二是要求有足够的承载能力和寿命。
9.1.2齿轮传动的类型齿轮传动的类型很多，可根据两齿轮轴线的相对位置、啮合方式和轮齿形状的不同分类如下（见图9-1）：直齿圆柱齿轮传动 (a) 按轮齿方向分 斜齿圆柱齿轮传动 (b) 人字齿轮传动 (c)平行轴 外啮合齿轮传动 (a 、b 、c)按啮合方式分 内啮合齿轮传动 (d)齿轮传动 齿轮齿条啮合传动 (e) 相交轴—圆锥齿轮传动 (f) 螺旋齿轮传动 (g) 交错轴蜗杆传动 (h)图6-1齿轮传动的类型9.2渐开线与渐开线轮廓9.2.1 渐开线形成当直线nn 在半径为b r 的圆周上作纯滚动时，直线上任意一点K 的轨迹E ，称为该圆的渐开线（图6-2），这个圆称为渐开线的基圆，直线nn 称为发生线。
齿轮的齿廓就是由两段对称渐开线组成的，如图6-3所示。
9.2.2 渐开线性质根据渐开线形成过程，可知它有以下性质：（图6-2）⑴ 发生线上沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即NK =⋂NA 。
图9-2渐开线的形成 图9-3 渐开线齿廓图⑵ 渐开线上任意点的法线与基圆相切。
齿轮机械加工课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握齿轮机械加工的基本概念、分类及工作原理；2. 了解齿轮机械加工过程中的常见工艺参数及其对加工质量的影响；3. 掌握齿轮加工误差的分析方法，理解齿轮加工精度的重要性。
技能目标：1. 学会使用齿轮加工设备，掌握齿轮加工的基本操作方法；2. 能够根据齿轮设计要求，合理选择加工工艺及参数，完成齿轮加工；3. 培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对齿轮机械加工的兴趣，激发学生的学习热情和探究精神；2. 增强学生的团队合作意识，培养学生在齿轮加工过程中严谨、负责的工作态度；3. 提高学生对我国齿轮加工技术的认识，增强学生的民族自豪感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，以齿轮加工技术为主线，结合实际操作，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但缺乏实际工程经验。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作技能和工程素养，培养具备创新精神和实践能力的齿轮加工技术人才。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和未来职业发展奠定基础。
二、教学内容1. 齿轮机械加工基础知识- 齿轮的分类、结构及工作原理；- 齿轮加工工艺的概述及分类。
2. 齿轮加工设备与工艺参数- 常见齿轮加工设备及其功能；- 齿轮加工过程中的工艺参数及其对加工质量的影响；- 齿轮加工精度及误差分析。
3. 齿轮加工操作方法与技巧- 齿轮加工的基本操作方法及注意事项；- 齿轮加工过程中常见问题及解决方法；- 齿轮加工质量的控制方法。
4. 齿轮加工工艺设计与实践- 齿轮加工工艺设计的基本原则和方法；- 根据齿轮设计要求，合理选择加工工艺及参数；- 齿轮加工实践操作，完成齿轮加工任务。
教学大纲安排：第一周：齿轮机械加工基础知识学习；第二周：齿轮加工设备与工艺参数学习；第三周：齿轮加工操作方法与技巧学习；第四周：齿轮加工工艺设计与实践操作。
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？。
齿轮加工教学课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握齿轮加工的基本原理、方法和工艺，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够了解齿轮加工的基本概念、类型和特点，掌握齿轮加工的主要工艺流程和方法，理解齿轮加工中的关键技术问题。
2.技能目标：学生能够运用所学知识进行齿轮加工工艺的制定和优化，能够使用相关设备和工具进行齿轮的加工操作，具备一定的实践操作能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对齿轮加工技术的研究兴趣和热情，使学生认识到齿轮加工技术在现代工业中的重要地位和作用，树立正确的职业观念和职业道德。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.齿轮加工的基本概念和类型：包括齿轮的定义、分类、特点和应用范围等方面的知识。
2.齿轮加工的主要工艺流程和方法：包括齿轮的铸造、锻造、热处理、磨齿、剃齿、珩齿等工艺流程和方法。
3.齿轮加工中的关键技术问题：包括齿形误差、齿向误差、齿面粗糙度等关键技术问题的产生原因和解决方法。
4.齿轮加工设备的选用和操作：包括齿轮加工设备的特点、功能和选用原则，以及齿轮加工操作的基本步骤和注意事项。
5.齿轮加工工艺的制定和优化：包括齿轮加工工艺的制定原则、方法和步骤，以及齿轮加工工艺的优化方法和实例。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握齿轮加工的基本概念、原理和方法。
2.案例分析法：通过分析具体的齿轮加工实例，使学生了解齿轮加工的实际应用和关键技术问题。
3.实验法：通过实验操作，使学生掌握齿轮加工设备的选用和操作方法，培养学生的实践操作能力。
4.讨论法：通过小组讨论，使学生深入理解齿轮加工中的关键技术问题，提高学生的思维能力和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的齿轮加工教材，作为学生学习的主要参考资料。
第九章齿轮传动（16学时）一、教学目标及基本要求1、了解齿轮的特点、类型及应用2、掌握齿廓啮合基本定律3、掌握渐开线齿廓齿轮传动及标准渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式4、了解渐开线齿轮的加工，根切现象、最少齿数及变位齿轮5、了解齿轮的失效形式及常用材料6、掌握齿轮传动的设计准则7、掌握标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算、设计参数及许用应力8、了解齿轮传动的精度9、掌握斜齿圆柱齿轮传动的设计10、了解直齿圆锥齿轮传动的设计11、了解齿轮传动的润滑和效率12、掌握齿轮的结构设计二、教学内容第一节概述第二节齿廓啮合基本定律第三节渐开线齿廓齿轮传动第四节渐开线齿轮的加工第五节根切现象、最少齿数及变位齿轮第六节齿轮常用材料第七节标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算第八节设计参数、许用应力第九节齿轮传动的精度第十节斜齿圆柱齿轮传动第十一节直齿圆锥齿轮传动第十二节变载荷时齿轮的疲劳强度计算和短期过载时的静强度计算第十三节齿轮传动的效率和第十四节齿轮结构第十五节圆弧齿圆柱齿轮传动简介三、教学内容的重点和难点重点：1、标准直齿圆柱齿轮传动的啮合原理。
2、标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算。
难点：1、针对不同的失效形式恰当地确定设计准则2、针对不同的失效形式恰当地选用相应的设计数据四、教学内容的深化与拓宽了解其他结构形式的齿轮传动。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。
在教学过程中，注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目1、龙振宇主编．机械设计．北京：机械工业出版社，20022、濮良贵主编．机械设计．北京：清华大学出版社，20013、邱宣怀主编，机械设计（第四版），高等教育出版社，19984、余俊等主编，机械设计（第二版），高等教育出版社，1986七、相关的实践性环节齿轮范成实验齿轮参数测绘八、课外学习要求借助课外书籍了解其他结构形式的齿轮传动。
机械设计教案：第九章齿轮传动（一）教学要求1、了解齿轮传动特点、分类、掌握主要失效形式，了解常用齿轮材料及热处理方法，掌握齿轮材料的计算载荷2、掌握直齿圆柱齿轮的强度计算方法及主要参数的选择方法3、掌握斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮受力分析和强度计算方法4、掌握变位齿轮强度的特点，了解其它齿轮传动的特点（二）教学的重点与难点1、轮齿主要失效形式，载荷系数，材料与热处理2、齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算3、斜齿轮和锯齿轮受力分析和强度计算的特点，当量齿轮4、变位齿轮强度计算的特点（三）教学内容§9—1 概述齿轮传动是机械传动中应用最为广泛的一类传动，其中最常用的是渐开线齿轮传动，这主要是由于其传动特点所决定的。
一、齿轮传动的特点优点：1）传动效率高（η=99%）；2）传动比恒定（瞬时，精度较高时）；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）不适于中心距a较大两轴间传动；3）使用、维护、费用较高；4）精度低时、噪音、振动较大二、齿轮传动的类型1、按传动轴相对位置（图9-1）平行轴齿轮传动（圆柱齿轮传动）：（外）直齿轮、斜齿轮、内齿轮、齿轮齿条、人字齿轮相关轴齿轮传动：锥齿轮传动——1）直齿；2）斜齿；3）曲齿交错轴齿轮传动：交错轴斜齿轮（螺旋齿轮）、准双曲面齿轮传动、（蜗杆、蜗轮传动）2、按工作条件开式——适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——润滑、密封良好，—汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中3、按齿形渐开线——常用摆线——计时仪器圆弧——承载能力较强§9—2 齿轮传动的失效形式与设计准则一、失效形式失效形式分两类：轮齿折断；齿面损坏轮齿折断又分：疲劳折断；过载折断齿面损坏又分：点蚀、摩损和胶合、塑性变形1、轮齿折断：弯曲疲劳折断——闭式硬齿面齿轮传动最主要的失效形式 过载折断——载荷过大或脆性材料部分形式：齿根整体折断——直齿，b 较小时局部折断——斜齿或偏载时，b 较大时部位：max F σ，应力集中提高轮齿抗折断能力的措施：1）减小齿根应力集中（增加齿根过渡圆角，降低齿根部分表面粗糙度）2）高安装精度及支承刚性，避免轮齿偏载设计时限制齿根弯曲应力小于许用值3）改善热处理，使其有足够的齿芯韧性和齿面硬度4）齿根部分进行表面强化处理（喷丸、滚压）2、齿面疲劳点蚀（图9-3）——闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式形式：收敛性点蚀——开始由于表在粗糙，局部接触应力较大引起点蚀，过后经跑合，凸起磨平软齿面逐渐消失扩展性点蚀——硬齿面发生点蚀或软齿面H H ][σσ≥时位置：节线附近原因：1）单齿对啮合接触应力较大；2）节线处相对滑动速度较低，不易形成润滑油膜；3）另外油起到一个媒介作用，润滑油渗入到微裂纹中，在较大接触应力挤压下使裂纹扩展直至表面金属剥落。
防止措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）采用角度变位021>+=∑X X X （增加综合曲率半径）；4）选用较高粘度的润滑油；5）提高精度（加工、安装）；6）改善散热。
开式齿轮传动由于磨损较快，一般不会点蚀3、齿面磨损——开式齿轮的主要失效形式类型——齿面磨粒磨损，图9-4防止措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑动系数；4）润滑油定期清洁和更换；5）变开式为闭式。
4、齿面胶合——高速垂载传动的主要失效形式——热胶合，图9-5原因：高速、重载→压力大，滑动速度高→摩擦热大→高温→啮合齿面粘结（冷焊结点）→结点部位材料被剪切→沿相对滑动方向齿面材料被撕裂。
低速重载或缺油→冷胶合（压力过大、油膜被挤破引起胶合）形式：热胶合——高速重载；冷胶合——低速重载，缺润滑油防止措施：1）采用抗胶合能力强的润滑油η↑（加极压添加剂）；2）采用角度变位齿轮传动（021>+=∑X X X ），使滑动速度V S 下降。
（使始末位置，相对滑动速度↓）；3）减小m 和齿高h ，降低滑动速度V S ；4）提高齿面硬度；5）降低√；6）配对齿轮有适当的硬度差；7）改善润滑与散热条件。
5、齿面塑性变形——低速重载软齿轮传动的主要失效形式齿面在过大的摩擦力作用下处于屈服状态，产生沿摩擦力方向的齿面材料的塑性流动，从而使齿面正确轮廓曲线被损坏。
图9-6所示形式：滚压塑变——材料塑性流动方向与齿面受摩擦力方向一致，图9-6 锤击塑变——由冲击引起的齿面塑性变形，其特征是齿面上形成浅沟槽防止措施：1）提高齿面硬度；2）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂。
二、设计准则主要失效形式 设计准则闭式软齿面齿轮传动 齿面疲劳点蚀 齿面接触疲劳强度准则 H H ][σσ≤闭式硬齿面齿轮传动 齿根弯曲疲劳折断 齿根弯曲疲劳强度准则 F F ][σσ≤高速大功率传动 增加 齿面胶合能力准则开式齿轮传动 磨损 采用齿根弯曲疲劳强度准则，并通过增大m 和降低F ][σ来考虑磨损的影响。
§9—3 齿轮材料及热处理选择齿轮材料总体上要考虑防止产生齿面失效和轮齿折断。
∴基本要求：齿面要硬，齿芯要韧一、常用的齿轮材料1、钢——最常用，可通过热处理改善机械性能（1）锻钢：软齿面齿轮（HBS ≤350）如45、40Cr 热处理，正火调质，加工方法，热处理后精切齿形—8、7级，适合于对精度、强度和速度要求不高的齿轮传动硬齿面齿轮（HBS>350）（是发展趋势）20Cr ，20CrMnTi ，40Cr ，30CrMoAlA ，表面淬火，渗碳淬火，氮化和氰化，先切齿→表面硬化→磨齿精切齿形→5、6级适合于高速、重载及精密机械（如精密机床、航空发动机等）（2）铸钢——用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除铸造应力。
强度稍低2、铸铁——脆、机械强度，抗冲击和耐磨性较差，但抗胶合和点蚀能力较强，用于工作平稳、低速和小功率场合。
铸铁：灰铸铁；球墨铸铁——有较好的机械性能和耐磨性3、非金属材料——工程塑料（ABS 、尼龙、取胜酰铵）、夹布胶木适于高速、轻载和精度不高的传动中，特点是噪音较低，无需润滑在某些低速和仪器仪表中还用铜合金和铝合金作齿轮（具有耐腐蚀、自润滑等特性，常用的齿轮材料及其机械性能列于表9-1。
）二、齿轮材料的选择原则（1）齿轮材料须满足工作条件的要求：不同的工作条件选用不同的齿轮材料（2）应考虑齿轮尺寸大小、毛坯成型方式及热处理和制造工艺（3）正火碳钢用于载荷平稳或轻度冲击下工作的齿轮；调质钢用于中等冲击载荷下工作的齿轮（4）合金钢用于高速、重载及在冲击载荷下工作的齿轮。
（5）钢制软齿面齿轮要求HBS 1=HBS 2+130~5D原因：1）小齿轮齿根强度较弱；2）小齿轮的应力循环次数较多。
另：当大小齿轮有较大硬度差时，较硬的小齿轮会对较软的大齿轮齿面产生冷作硬化的作用，可提高大齿轮的接触疲劳强度补充：配对齿轮的硬度配合：1、软⇔软；2、软齿面⇔硬齿面；3、硬齿面⇔硬齿面§9—4 齿轮传动的计算载荷齿面接触线上的法向载荷Fn ——名义载荷（未计及载荷波动，载荷沿齿宽方向的不均匀性和轮齿齿廓曲线误差等）计算载荷；Fnc=KFn载荷系数：K =A K 、V K 、βK 、αKA K ——工作情况系数 V K ——初载荷系数βK ——齿向载荷分布系数 αK ——齿间载荷分配系数1、工作情况系数K A考虑了齿轮啮合时，外部因素引起的附加动载荷对传动的影响，表9-2所示 它与原动机与工作机的类型与特性，联轴器类型等有关2、动载荷系数K V ——考虑齿轮制造误差和装配误差及弹性变形等内部因素引起的附加动载荷的影响主要影响因素：1）齿轮的制造精度Pb 1≠Pb 2 2）圆周速度V ，图9-9a ）当P b2>P b1时（图9-7）后一对齿轮未进入啮合区就开始接触，产生动载荷（∵此时过接触点作齿廓的公法线与连心线交点P ’(节点)与P 不重合，这样使实际的const PO P O P O P O W W ≠≠''=''121221）→措施：从动轮2齿顶修缘，使齿轮2在齿顶处P'b2<P b2，使开始啮合时轮齿法向基节小一些，减小动载b ）当P b1>P b2时；如图9-8，则前一对齿将脱开啮合时，后一对齿虽已进入啮合区，但尚未接触，而要待前一对齿离开正确啮合区一段距离后，后一对齿才开始啮合→产生齿腰（中间）冲击→措施：主动轮1齿顶修缘（虚线齿廓），延长一对齿的啮合时间降低K V 措施：1）提高齿轮制造安装精度；2）减小V （减小齿轮直径d ）；3）齿顶修缘注意：修缘要适当，过大则重合度下降过大。
一般高速齿轮和硬齿面齿轮应进行修缘，但修缘量与修缘的曲线确定则比较复杂。
3、齿向载荷分布系数βK ——考虑轴的弯曲、扭转变形、轴承、支座弹性变形及制造和装配误差而引起的沿齿宽方向载荷分布不均匀的影响。
如图9-11所示影响因素：1）支承情况：对称布置，好；非对称布置↓；悬臂布置，差。
2）齿轮宽度b b ↑ βK ↑。
3）齿面硬度，硬度越高，赵易偏载，齿面较软时有变形退让。
4）制造、安装精度——精度越高，βK 越小。
减小βK 措施：1）提高制造安装精度；2）提高支承刚度，尽量避免悬臂布置；3）采用鼓形齿（如图9-2）；4）螺旋角修形——沿小齿轮齿宽进行修形，以补偿由于轴的弯曲和扭转变形引起的啮合线位置的改变。
βK 分：1）βH K ——用于齿面接触疲劳强度计算，表9-3，与精度等级、齿面硬度、支承布置有关，d ϕ齿宽系数，d ϕ=b/d2）βF K ——用于齿根变曲疲劳强度计算，按βH K 和b/h 之比值，查图9-13。
b —齿宽，h —齿高。
4、齿间载荷分配系数αK ——考虑同时有多对齿啮合时各对轮齿间载荷分配不均匀的系数。
影响因素：啮合刚度，基圆齿距误差（P b ），修缘量，跑合程度等。
αK 分：1）αH K ——齿面接触疲劳强度计算用 2）αF K ——齿根弯曲疲劳强度计算用 表9-4§9—5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算一、轮齿的受力分析忽略摩擦力，法向力F n 沿啮合线作用于节点处（将分布力简化为集中力）F n 与过节点P 的圆周切向成角度α。
F n 可分解为F t 和F r1、力的大小圆周力 F t =2π/d 1 F t1=-F t2径向力 F r =F t /tg α F r1=-F r2大小相等，方向相反 法向力 F n =F t /cos α F n1=-F n2T 1——小齿轮上传递的扭矩（N.mm ） d 1——小齿轮上的直径（mm ）, α=20°2、力的方向F t ——“主反从同”，F r ——指向轴线—外齿轮背向轴线—内齿轮二、齿根弯曲疲劳强度计算——防止弯曲疲劳折断由于轮齿啮合时，啮合点的位置从齿顶到齿根不断变化，且轮齿啮合时也是由单对齿到两对齿之间变化，由此，齿根部分的弯曲应力是在不断变化，最大弯曲应力产生在单齿对啮合区的最高点。
