机械基础.docx

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机械基础

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机械基础

陈健

2011中职（九）（十）班

2011-10-17

2

第四章第三节渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算

1了解直齿圆柱齿轮各部分名称

2掌握直齿圆柱齿轮的计算公式

刃

1齿轮名称的定义。

2齿轮计算方法

标准直齿圆柱齿轮几何尺寸之间的关系和应用

1标准直齿圆柱齿轮的齿形角。

2分度圆直径、齿数、模数、齿距等等

讲授与例题练习

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一．课堂授课

2011年10月17日（星期一）课堂教学内容；

第四章第三节浙开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和必何尺寸计算

复习上节课内容：

什么是渐开线？

因为齿轮传动对齿廓曲线的基本要求是：

一是传动要平衡，二是齿轮承载能力要强；基于这两点的要求，所以人类发明了齿轮渐开线。

见书46页渐开线的形成及性质

齿顶圆：

通过轮齿顶部的圆周。

以da表示

齿根圆：

通过轮齿根部的圆周。

以df表示

分度圆：

齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。

以d

表示。

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。

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。

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。

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。

齿顶高：

齿顶圆与分度圆之间的径向距离。

齿顶高以ha

表示

齿根高：

齿根圆与分度圆之间的径向距离。

齿根高以hf

表示。

齿高：

齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。

齿高以h表示。

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°。

渐开线圆柱齿轮分度圆上齿形角α的大小可用下式表示：

cosα=rb/r

压力角

齿形角

齿形角的概念：

齿廓曲线与分度圆的交点处的向径与齿廓在

该点处的切线所夹的锐角。

压力角的概念：

在分度圆齿廓上的点K在齿轮转动时，它的

运动方向（分度圆的切线方向）和正压力方向（渐开线的法线

方向）所夹的锐角，称为压力角。

2、齿数z

一个齿轮的轮齿总数。

主运动——机床的主要运动，消耗主动力。

车削时的旋转运动。

进给运动——去除多余材料的运动，刀具的运动。

3、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。

任务三、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算

标准直齿圆柱齿轮：

采用标准模数m，齿形角α=20º，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.25，端面齿厚s等于端面齿槽宽e的渐开线直齿圆柱齿轮，称为标准直齿圆柱齿轮，简称标准直齿轮。

1、模数m

M=p/π

2、分度圆直径d

齿轮的轮齿尺寸均以此圆为基准而加以确定，d=mz

3、齿距p

M=p/π，得p=mπ

4、齿厚s和槽宽e

标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等，即：

s=e=p/2

5、齿顶高ha

齿顶圆与分度圆之间的径向距离。

由ha=ha*m，而ha*=1，

得ha=m

6、齿根高hf

齿根圆与分度圆之间的径向距离。

因为c=c*m，而c*=0.25，所以hf=ha+c

=（ha*+c*）m

=1.25m

7、齿高h

齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。

h=ha+hf

=m+1.25m

=2.25m

8、齿顶圆直径da和齿根圆直径df

由齿顶高、齿根高计算公式可以推出齿顶圆直径和齿根圆直

径的计算公式：

da=d+2hadf=d-2hf

=mz+2m=mz-2×1.25m

=m（z+2）=m（z-2.5）

9、基圆直径db

由cosα=rb/r，可以推出：

db=dcosα

以上均为单个标准直径圆柱齿轮的计算公式，如果是一对外

啮合直齿圆柱齿相啮合，而应有中心距。

10、中心距a

齿轮副的两轴线之间的垂直距离。

a=d1/2+d2/2

=m（z1+z2）/2

即：

外啮合标准直径圆柱齿轮的几何尺寸的计算公式

例1：

已知一标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿数z=40，试

求各部分尺寸？

解：

1、分度圆d=mz

=4*40=160mm

2、齿距P=

m=3.14*4=12.56mm

3、齿厚S和槽宽e:

标准齿轮分度圆上的齿厚与齿槽宽是相等的。

即：

mm.

4、齿顶高

ha=m=4mm.

5、齿根高hf=1.25m=1.25*4=5mm

6、齿高：

h=ha+hf=2.25m=2.25*4=9mm

7、齿顶圆直径：

da=d+2ha=m（z+2）

=4（40+2）=168mm

8、齿根圆直径：

df=d-2hf=m（z-2.5）

=4（40-2.5）=150mm

9、基圆直径:

db=dcosa=dcos

=160*0.94=150.4mm

例2：

已知一标准直齿圆柱齿轮，齿数z=30，齿根圆直

径dF等于192.5㎜。

试求齿距p、齿顶圆直径da、分

度圆直径d和齿高h？

解：

齿根圆直径df=m（z-2.5）

即：

m=df/（z-2.5）=192.5/（30-2.5）=7

齿距p=

m=3.14*7=22mm

齿顶圆直径da=m（z+2）=7（30+2）=224mm

分度圆直径d=mz=7*30=210mm

齿高h=2.25m=2.25*7=15.75mm

齿廓为渐开线的直齿圆柱齿轮。

渐开线的形成：

一直线在一个圆上做纯滚运动时，直线上任意点的运动轨迹为渐开线。

提要：

了解各部位的作用及它们的相互关系

齿形角：

齿廓曲线在分度圆处的点的切线和过该点的直径（或向径）之间所夹的锐角。

----所以你的理解是对的。

压力角：

齿廓曲线与分度圆有一交点，过该交

点分别作分度圆的切线和基圆的切线（也就是渐开线的法线），这两条切线之间所夹的锐角即是压力角。

你理解的也对。

但是分析时，渐开线的法线是通过作基圆的切线得到的。

..

。

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车削一般轴类工件，尤其是较重的工件时，可将工件的一端用三爪卡盘或四爪单动卡盘夹紧，另一端用后顶尖支顶（见图1），这种装夹方法为一夹一顶装夹。

有两装夹方法如下：

1为防止进给力的作用使工件产生轴向位移，在主轴前锥孔内装限位。

2利用工件的台阶进行限位。

4、两顶尖装夹

图2

这种装夹方法适用于较长的工件或必须经过多次装夹才能加工好的工件。

优点：

装夹方便，不需找正，装夹精度高。

缺点：

刚度低，影响切削用量的提高。

使用一夹一顶装夹和用两顶尖装夹工件时应注意事项：

（1）轴线要一至。

（2）尾座套筒尽量缩短

（3）中心孔形状要正确，粗糙度小

（4）用死顶尖时要用黄油润滑。

（5）配合松紧合适。

见车工工艺书P33

图2——22

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二中心钻及顶尖

1、中心孔的形状和作用

A型圆锥孔和圆柱孔组成，锥角为60度

B型在A型上加一个120度护锥。

C型在B型上加一个螺孔。

R型A型相似，把圆锥面改成60度圆弧面。

中心孔折断的原因和预防：

①轴线与旋转中心不一致。

②工件端面不平。

③切削用量选用不合适

④中心钻磨钝

⑤没有充分浇注切削液或排屑不及时。

2、顶尖

常用的顶尖有死顶尖和活顶尖两种，如图3所示。

（固定顶尖）图3（回转顶尖）

①前顶尖工作时前顶尖随同工件一起旋转，与中心孔无相对运动，因此不产生摩擦。

②后顶尖有固定和回转两种，固定顶尖适用低加工精度较高的工件。

回转顶尖能高速工作，但有积累误差。

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车工工艺

陈健

08数控

（1），

（2）

2

轴类工件的检测

1.掌握游标卡尺和千分尺的使用。

2.了解游标卡尺和千分尺的结构。

1.游标卡尺的读数方法。

2.分千尺的读数方法。

读数的三个步骤

游标卡尺和千分尺

习题集P17—19

1.游标卡尺和千分尺的检测要求。

2.游标卡尺上量爪和下量爪的应用。

3.读数主法。

讲授与示范

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一长度单位

国家标准规定，在机械工程图样中所标注的线性尺寸一般以毫米（mm）为单位..

二游标卡尺

游标卡尺是车工最常用的中等精度的通用量具，其结构简单，使用方便。

游标卡尺可分为三用游标尺和双面游标卡尺。

1、游标卡尺的结构：

①由上量爪、下量爪、紧固螺钉、游标、尺身、深度尺、微调查装置、等组成的。

②使用范围：

使用时，旋松紧固螺钉即可测量。

下量爪测量外径和长度，上量爪测量孔径和槽宽，深度尺是测量工件的深度和台阶。

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2、游标卡尺的读数方法

测量范围分为0～125；0～150；0～200；0～300等，以游标的“0”线为基准进行读数的。

分为三个步骤：

1首先读出尺身上游标“0”线左边的整数毫米值。

2用与尺身某刻线对齐的游标上的刻线格数乘以游标的读数值。

3整数加小数既为被测表面的尺寸。

三千分尺

1、千分尺的结构：

它是由尺架、固定测砧、测微螺杆、测力装置和锁紧装置组成的。

2、千分尺的读数方法

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千分尺的固定套管上刻基准线，在基准线的上下侧有两排刻线，上下两条相邻刻线的间距为每格0.5mm。

微分筒的外圆锥面上刻有50格刻度，微分筒每转动一格，测微螺杆移动0.01mm,所以千分尺的分度值为0.01mm。

千分尺的读数分为三个步骤：

1读出固定套筒上露出刻线的整数毫米数和半毫米数。

2读出与固定套管基准线对准的微分筒上的格数，并乘以分度值0.01mm.

3两项相加即为被测量表面的尺寸。