任务4绘制直齿圆柱齿轮图(精)

齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。

依据两齿合齿轮轴线在空间的相对位置不同，常见的齿轮传动可分为下列三种形式（图9-43）：(1) 圆柱齿轮传动——有于两平行之间的传动。

(2) 圆锥齿轮传动——用于两相之间的传动。

(3) 蜗杆蜗轮传动——用于两交叉之间的传动。

齿轮传动的另一种形式为齿轮齿条传动（图9-44），可用于转动和移动之间的运动转换。

常见的齿轮轮齿是直齿和斜齿。

齿轮又有标准齿和非标准齿之分，具有标准齿的齿轮称为标准齿轮。

本节介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画法。

一、直齿圆柱齿轮（直齿轮）(一) 直齿圆柱齿轮各部分名称及有关参数（图9-45）1、齿顶圆（直径d1）通过圆柱齿轮齿顶的曲面称为齿顶圆柱面。

齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。

2、齿根圆（直径d2）通过圆柱齿轮齿根的曲面称为齿根圆柱面。

齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。

３.分度圆（直径d）齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆。

它位于齿顶圆和齿根圆之间，是一个约定的假想圆。

４.节圆（直径d）两齿轮合时，位于连心线OO上的两齿廓点P，称为节点。

分别以O O为圆心，OP为半径所作的两个相切的园称为节圆。

正确安装的标准齿轮的d=d。

5.齿高h轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。

齿高h分为齿顶高h，齿根高h两段（h=h+h）:齿根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；吃根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；6.齿数z即轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。

8.模数m由于分度圆周长πd=pz所以 d=p/πz令 p/π=m则 d=mz式中m称为齿轮的模数，它等于齿距与圆周率π的比值。

模数以毫米为单位，为了便于设计和制造，模数的数值已标准化，如图9-12所示。

模数是设计、制造齿轮的重要参数。

由于模数m与齿距p成正比。

而p决定了轮齿的大小，所以m的大小反映了轮齿的大小。

模数大，轮齿大，在其他条件相同的情况下，轮齿的承载能力也就大，反之承载能力就小。

绘制直齿圆柱齿轮工程图在具体学习绘制之前，我们先来看看最终产品图吧~下面开始具体的绘制过程：1.启动AutoCAD 中文版，新建空白文件，建立相应的图层，并分别设置相应的线型和线宽，将“中心线”图层作为当前图层，绘制中心线：2.将当前图层修改为“轮廓线”图层，绘制轮廓线：3.将当前图层修改为“中心线”图层，绘制齿轮分度线：4.单击“常用”选项卡中“修改”面板中的“镜像”按钮，此时命令行提示“选择对象”，光标变为一个方框，采用框选方式选择左侧图形上半部轮廓，按【回车】键结束选择，此时命令行提示定义镜像中心线的第一点，选择中心线的左端点作为第一点；再选取中心线的右端点作为镜像中心线的第二点，直接按【回车】键，将对象镜像：5.选中图中所示的线段，按【Delete】键将其删除：6.单将当前图层修改为“细实线”图层，单击“常用”选项卡中“绘图”面板中的“图案填充”按钮，选择合适的图案对图形进行填充：7.下来开始标注尺寸，单击“注释”选项卡中的“线性标注”按钮，分别单击需要标注的线段的起点和终点，选择合适的放置位置后，单击鼠标完成尺寸标注：8.此时标注的尺寸仅有一个数字，而此处我们实际是齿轮的直径尺寸，因此需要给尺寸添加直径符号，双击该尺寸，打开“特性”面板，拖动滚动条至“主单位”选项，在“标注前缀”文本框中输入“%%C”直径符号代码：9.单用同样的方法，标注出其他的尺寸：10.单击【直径标注】按钮，选择右侧圆的圆周，拖动尺寸至合适位置，标注出圆的直径：11.接下来我们对一些尺寸进行公差标注，双击33.3这个尺寸，打开“特性”面板，拖动滚动条至“公差”选项，在“显示公差”框中选择“极限偏差”类型，在下偏差中输入0，上偏差中输入0.2，“水平放置公差”选择“中”，“公差精度”设置为“0.000”：12.依相同方法，参考图13-1将其他需要标注公差的尺寸都进行公差标注，单击“注释”选项卡中的“公差”按钮：13.此时弹出“形位公差”对话框：14.在对话框中单击“符号”下面的方框，弹出如图13-18所示的“特征符号”选择框，从中选择我们需要的特征符号：15.返回到“形位公差”对话框中，在“公差1”下方的文本框中输入公差数值0.03，在“基准1”下方的文本框中输入基准符号A，单击【确定】按钮，将公差放置到合适的位置。

汽车机械识图（第2版）
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续表
基本参数：模数m ，齿数z ，压力角α =20°
3．直齿圆柱齿轮的规定画法
（1）单个圆柱齿轮的画法。

单个圆柱齿轮，一般用两个视图表示。

国家标准规定：齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制；分度圆和分度线用细点画线绘制；齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可省略不画。

当非圆视图画成剖视图时，齿根线用粗实线表示，齿顶线与齿根线之间的区域表示轮齿部分，按不剖处理。

当需要表示斜齿或人字齿轮的齿线形状时，可用3条与齿线方向一致的细实线表示，如图7-35所示。

图7-35 单个圆柱齿轮的画法
（2）啮合圆柱齿轮的画法。

两个标准齿轮相互啮合时，其模数m 相同，两分度圆相切，此时分度圆又称为节圆。

表达两啮合圆柱齿轮，一般用两个视图。

在投影为圆的视图中，两齿顶圆均用粗实线绘制，啮合区内也可省略不画；两相切的分度圆均用细点画线绘制；两齿根圆均用细实线绘制，也可省略不画，如图7-36（a ）、（b ）所示。

在非圆视图中，若画剖视图，啮合区的画法：两齿轮的分度线重合为一条细点画线；两齿轮的齿根线均画成粗实线；齿顶线的画法是将一个齿轮的轮齿作为可见画成粗实线，另一个齿轮的轮齿被遮挡画成细虚线，也可省略不画，如图7-36（a ）所示。

若画视图，两节线重合画成粗实线，如图7-36（c ）所示。

应注意，一个齿轮的齿顶线与另一个齿轮的齿根线之间有0.25m 的间隙，如图7-37所示。

如果需要表示轮齿的方向，画法如图7-36（c ）所示。

齿轮传动设计示例
设计一输送机用一级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知输入功率P=9.2kW，n1=970r/min，i=4.76，运转平稳，对称布置，单向工作，单班工作，预期寿命5年（每年300天计）。

计算示例1
一对闭式标准直齿圆柱齿轮传动，已知n 1=970r /min ，z 1=20，i =3，m =6mm ，b =120mm ，载荷系数K =1.2，大齿轮的齿根弯曲疲劳应力σF2=49.7MPa ，且Y Fa1Y Sa1= 4.48，Y Fa2Y Sa2=4.18，试:(1)计算小齿轮的齿根弯曲疲劳应力σF1 (2)按齿根弯曲疲劳强度计算传递的功率P 。

解：(1)因为
2
21
121Sa Fa Sa Fa F F Y Y Y Y =σσ 则 MPa Y Y Y Y F Sa Fa Sa Fa F 3.537.4918
.448
.4222111=⨯==
σσ
(2) 因为7.4920312018
.42.12222112
11
2212132212
=⨯⨯⨯⨯⨯===T z m mz d b Y Y KT z m Y Y KT Sa Fa d Sa Fa F φσ
得T 1= 107010 N .mm
有 T 1=9.55x 106P /n 1 = 9.55x 106P /970=107010 则 P =10.7 kW
二、设计一输送机用一级闭式斜齿圆柱齿轮传动，已知输入功率P=9.2kW，n1=970r/min，i=4.76，运转平稳，对称布置，单向工作，单班工作，预期寿命5年（每年300天计）。

第二篇技能模块项目四绘制直齿圆柱齿轮零件图1.在未完成的两个视图的基础上，按规定画法画出两直齿圆柱齿轮的啮合图。

已知：齿数z1=24，z2=36，模数m=2。

2.识读从动齿轮零件图，并写出其识读步骤和识读内容。

(1)读标题栏，可知零件的名称、材料、绘图比例及第几角画法。

(2)分析视图表达方案，可知各视图的表达方案。

(3)读视图，可知各视图表达的内容及含义。

(4)读尺寸，可知各方向的基准。

(5)读技术要求，可知零件图中表面粗糙度、几何公差、尺寸公差及各种加工要求。

3.识读并抄画（徒手，于后页纸上）锥齿轮零件图，然后回答问题。

(1)该零件的名称叫锥齿轮，材料是45钢。

(2)该零件图采用了2 个图形，主视图是全剖视图，左视图采用了局部视图。

(3)该齿轮有33 个齿，模数是7 ，它的大端分度圆直径为Φ62.24 。

(4)该齿轮的表面粗糙度Ra值最小的部位在轮齿工作面，Ra值为1.6 μm。

(5)该齿轮的齿部要求进行表面淬火处理，达到洛氏硬度52～56HRC 。

(6)齿轮上轴孔的键槽宽度为6 mm ，键槽宽的公差带代号为H9 ，键槽工作面的表面粗糙度Ra值为 3.2 μm。

4.识读蜗杆零件图，然后回答问题。

(1)该零件的名称叫蜗杆，它与蜗轮啮合。

(2)该蜗杆的轴向模数为 3 ，分度圆直径为Φ36 ，齿顶圆直径为Φ42h7 。

(3)该蜗杆的头数为 2 ，表示是 双 线，导程角为 9°27′44″ ，轴向齿距为9.425±0.022 mm ，可算出导程为 18.85 mm 。

(4)轴向齿形中的9.425±0.022表示 齿距 的尺寸；法向齿形中的4.183021.0076.0--表示 齿厚 的尺寸。

(5)图上有两处砂轮越程槽，标注尺寸为 2×0.3 ，该标注形式表示槽宽为 2 mm ，槽深为 0.3 mm ，此处直径为 Φ24.4 。

(6)零件上要求表面粗糙度Ra 值最小的是 1.6 μm ，共有 6 处；其次是 3.2 μm ，有 2 处；再次是 6.3 μm ，有 1 处。

5-3 直齿圆柱齿轮及其画法齿轮在机械传动中被广泛应用，常用它来传递动力、改变旋转速度与旋转方向。

齿轮的种类很多，根据其传动情况可以分为三类：圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等，如图5-37所示。

(a) 圆柱直齿轮 (b) 圆柱斜齿轮 (c)圆柱人字齿轮子(d)圆锥齿轮 (e) 齿轮齿条 (f) 蜗轮蜗杆图5-37 齿轮分类圆柱齿轮用于两平行轴之间的传动；圆锥齿轮用于两相交轴之间的传动；蜗杆蜗轮用于两交叉轴之间的传动。

一、直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数如图5-38所示：（a）单个齿轮参数（b）齿轮啮合中心距图5-38 直齿圆柱齿轮各项参数示意图（1）齿顶圆直径d a——通过齿顶的圆柱面直径。

（2）齿根圆直径d f ——通过齿根的圆柱面直径。

（3）分度圆直径d ——分度圆直径是齿轮设计和加工时的重要参数。

分度圆是一个假想的圆，在该圆上齿厚s与槽宽e相等，其直径称为分度圆直径。

（4）齿高h——齿顶圆和齿根圆之间的径向距离。

h=h a+h f（5）齿顶高h a ——齿顶圆和分度圆之间的径向距离。

（6）齿根高h f ——分度圆与齿根圆之间的径向距离。

（7）齿距p——在分度圆上，相邻两齿对应点之间的弧长，p=s+e。

（8）齿厚s——在分度圆上，一个齿的两侧对应点之间的弧长。

（9）槽宽e——在分度圆上，一个齿槽的两侧相应点之间的弧长。

（10）齿数z——齿轮上轮齿的个数。

一般齿轮的齿数不少于17个，如果少于17个，特别是渐开线齿轮，就会发生在加工时产生根切的现象，导致齿轮强度的降低。

（11）模数m——由于齿轮的分度圆周长=zp=πd，则d=zp/π，其中π为无理数，为计算方便，将p/π称为模数m，则d=mz。

模数是设计、制造齿轮的重要参数，单位为毫米。

齿轮模数m越大，齿距p也越大，齿厚s和齿高h也随之增大，齿轮的承载能力也增大。

两齿轮啮合，其模数必须相等。

齿轮模数数值已经标准化，模数标准化后，将大大有利于齿轮的设计、计算与制造，渐开线齿轮的模数见表5—4所示。

精品文档
机械制图形成性考核任务4
1．分析下列螺纹画法上的错误，在指定的位置上画出正确的图。

（10分）
2．根据螺纹的规定画法绘制螺纹的主视图、左视图。

（10分）
(1）外螺纹的大径为M20 ，杆长 40 螺纹长 30，倒角 C2。

(2）内螺纹的大径为M16 ，钻孔深度为30,螺纹长 22
3．按给定的螺纹要素，在各图中标注螺纹部分的尺寸，并查表填空。

（20分）
(1)粗牙普通螺纹，公称直径20,螺距 2.S，中等公差精度，中径、顶径公差带代号6g，中等旋合长度，右旋．螺纹长20，倒角 C 2.5。

(2)细牙普通螺纹，公称直径16,螺距 1，中等公差精度，中径与顶径公差带代号均为6H，中
等旋合长度，左旋。

孔深30，螺纹长22,倒角 C1。

(3)非密封圆柱管螺纹，尺寸代号为1/4，公差等级为 A 级。

右旋，螺纹长18，倒角 C2。

4．已知直齿圆柱齿轮模数为m=3,齿数 z=20，计算齿轮的分度圆、齿顶圆和齿根圆的直径填
入下表，并完成齿轮轮齿部分的投影和标注轮齿部分的尺寸。

（10 分）
5.选择正确的尺寸注法。

（ 10 分）
6. 选择尺寸基准，标注零件尺寸（尺寸数字由图中量取整数）。

（ 10 分）
7.表面粗糙度注写。

（20 分）
（1）找出表面粗糙度标注的错误，并将正确的标注在下图中。

8. 解释配合代号的含义，并查出极限偏差数值．标注在零件图。

（10 分）。

. -任务一、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。

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。

10、齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。

齿高以h表示。

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：出示教具并提问：模数与轮齿有什么关系？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。

国标规定：渐开线齿轮分度圆上的齿形角α=20°。

1.已知模数m 齿数z 求得分度圆直径d=mz 齿顶圆直径d a=（z+2ha*）m
齿根圆直径d f=（z-2h a*-2c*）m
【正常齿m>=1时h a*=1mm c*=0.25；m<1mm时h a*=1 c*=0.35；短齿h a*=0.8 c*=0.3】例子：m=2 z=55 d=110 d a=114 d f=105
2．分别以分度○直径齿顶圆直径齿根圆直径画三个圆
例子：如下图
3.作出第一条渐近线选择样条曲线下的方程式驱动的曲线
○1选择参数性方程式类型
○2方程式x t=55*cos(pi/9)*(t*sin(t)+cos(t))
y t=55*cos(pi/9)*(sin(t)-t*cos(t))
○3参数t1=0
t2=pi 完成后打勾
例子如图
4.圆周阵列渐开线条数z=55
5.任选俩条相邻的画直线
6.从该直线中点出发画直线到圆心
7.延长该直线与分度圆相交
8.删掉第一条直线再从直线与分度圆交点画直线到相邻渐开线与分度圆交点即如图标注尺寸的直线
9. 同上从该直线中点出发画直线到圆心
10．以该直线为对称中心镜像渐开线
11．删除多余直线可简单应用逆转选择（右键）12.裁剪实体如图
13分割实体（此步比较重要）
14退出草图拉伸
15以上圆面为基准平面绘制草图选择转换实体应用要转换的实体即齿形轮廓如图
16 退出草图放样工具得到三维齿形
17 倒角1mm 45度
18 圆周阵列选择阵列轴：视图---临时轴
要阵列的特征放样和圆角
19。

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。