直齿圆柱齿轮的公差与检测

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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

课 题 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算 扬州市职业学校专业技能课程“两课”评比

7 教学目标 1、知识目标：

熟悉渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称，掌握直齿圆柱齿轮的基本参数，掌握直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算。

2、能力目标：

⑴灵活运用计算公式；

⑵培养学生归纳总结能力。

3、情感目标：

理论联系实际，逐步培养学生分析、解决实际问题的能力和抽象思维能力。

教学重点 直齿圆柱齿轮的基本参数、几何尺寸的计算

教学难点 齿形角的概念、齿根圆直径、齿根高

教学方法 采用模型直观教学法、任务驱动法、讲授法、演绎推理

教学用具 模型、多媒体、课件

课时安排 2课时

教学过程：

复习旧知

1、渐开线的性质

2、渐开线齿廓啮合特性

⑴能保持瞬时传动比的恒定

⑵具有传动的可分离性

导入新课

渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸的计算

任务一、认识渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称

教师用教具演示，请同学回答渐开线的性质？

展示多媒体图片，使学生

7

1、齿顶圆：通过轮齿顶部的圆周。齿顶圆直径以da表示。

2、齿根圆：通过轮齿根部的圆周。齿根圆直径以df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ha表示。

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只供学习与交流 齿轮检验的3个公差组

一般厂家检验ff、Fβ、Fr、Wk、ΔW，欧洲厂家主要要求检测Fi″、fi″、Fr、Wk。还有一个隐含要求，就是装配后噪音要小。

1、 齿轮的检测有三方面要求：传递运动的精确性、平稳性、载荷分布的均匀性。

2、这三个公差组各有数个检测项目，按国标要求每个公差组只检一项或两项（当然不是随意选）一般情况下设计者会给出每个公差组的精度等级和需检测的项目。

3、但有时图纸上会给出数个项目或只给精度等级和标准，这种情况下个人认为最好和设计沟通一下，看对方有什么要求，否则你费了半天劲可能人家一句话你就得从头再来。若设计没什么要求那你可以按标准要求每个公差组检一项或两项就可以了，记住是按照标准要求，不是自己随意挑的。

4、个人感觉一般情况下是这样的，每一公差组检FP或公法线变动和FR，第二公差组检Fα和FPT，第三公差组检Fβ。纯属个人感觉没有依据。

5、除了这三方面的要求外，还有齿厚要求，当然这个是好检的，可测公法线或跨棒距。

渴望与大家一同进步，有愿意讨论的可加我QQ951666310，注明机械，或发邮件wzfsxx@

一 典型零件检测

view09f4486fb84ae45c3b358ce1.html

1.5齿轮的检测

1.5.1 齿轮线性尺寸的测量

1.5.1.1分析工作任务书

1.阅读齿轮零件图，了解减速器直齿圆柱齿轮的结构； 资料收集于网络，如有侵权 请联系网站删除只供学习与交流

只供学习与交流 2. 熟练掌握齿轮的基础知识；

3.掌握齿轮检测原理；

4. 掌握常用的齿轮检测工具；

5.选择齿轮的检测方案，确定测量工具；

6.进行检测；

7.记录数据并进行数据处理；

一 典型零件检测

1.5齿轮的检测

1.5.1 齿轮线性尺寸的测量

1.5.1.1分析工作任务书

1.阅读齿轮零件图，了解减速器直齿圆柱齿轮的结构；

直齿圆柱齿轮计算公式

名称 代号 计算公式

模数 m zdtmff （按标准）

齿数 z Z=df/m

分度圆压力角 αf cosαf=r0/rf αf=20°

分度圆直径 df df=mz

齿顶圆直径 De De=df±2mf

齿根圆直径 Di Di=df2m（f+C）

基圆半径 r0 fmzrcos210

基节 tj fjmtcos

周节 tf tf=πm

齿顶高 he he=mf

齿根高 hi hi=m（f+c）

齿高 h h=m（2f+c）

径向间隙 cm M≤1 c=hi-he=0.35

M＞1 c=hi-he=0.25

齿宽 B B=（3～10）m

中心距 A0 A0=（221ZZ）m=（221ffdd）

传动比 i

1212ffddzzi

分度圆弦齿厚 sʹf sʹf=zmz90sin

分度圆弦齿高 hf hf=zmz90cos2Re

4.5 直齿圆柱齿轮强度计算

一、轮齿的失效

齿轮传动就装置形式来说，有开式、半开式及闭式之分；就使用情况来说有低速、高速及轻载、重载之别；就齿轮材料的性能及热处理工艺的不同，轮齿有较脆（如经整体淬火、齿面硬度较高的钢齿轮或铸铁齿轮）或较韧（如经调质、常化的优质钢材及合金钢齿轮），齿面有较硬（轮齿工作面的硬度大于350HBS或38HRC，并称为硬齿面齿轮）或较软（轮齿工作面的硬度小于或等于350HBS或38HRC，并称为软齿面齿轮）的差别等。由于上述条件的不同，齿轮传动也就出现了不同的失效形式。一般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式又是多种多样的，这里只就较为常见的轮齿折断和工作面磨损、点蚀,胶合及塑性变形等略作介绍，其余的轮齿失效形式请参看有关标准。至于齿轮的其它部分（如齿圈、轮辐、轮毂等），除了对齿轮的质量大小需加严格限制外，通常只需按经验设计，所定的尺寸对强度及刚度均较富裕，实践中也极少失效。

轮齿折断 轮齿折断有多种形式，在正常情况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断（见图1 图2 图3）。 此外，在轮齿受到突然过载时，也可能出现过载折断或剪断；在轮齿受到严重磨损后齿厚过分减薄时，也会在正常载荷作用下发生折断。 在斜齿圆柱齿轮（简称斜齿轮）传动中，轮齿工作面上的接触线为一斜线（参看），轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部折断。

若制造或安装不良或轴的弯曲变形过大，轮齿局部受载过大时，即使是直齿圆柱齿轮（简称直齿轮），也会发生局部折断。

为了提高齿轮的抗折断能力，可采取下列措施：1）用增加齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；2）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；3）采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；4）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。