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1、项目六项目六 汽车齿轮传动汽车齿轮传动任务一任务一 齿轮传动齿轮传动【课题名称】齿轮传动【教学目标与要求】一、知识目标1. 能叙述齿轮传动的组成、作用和特点。2. 知道齿轮传动的分类。3. 能叙述渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称。4. 能叙述斜齿圆柱齿轮传动的特点。5. 能叙述圆锥齿轮传动的特点。6. 能叙述蜗杆传动的特点。7. 知道齿轮的材料。8. 知道齿轮传动的失效形式。二、能力目标1 能规范进行东风 EQ1092 中型货车三轴式变速器第二轴总成的安装。2自主学习齿轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点
2、、齿轮的材料、齿轮传动的失效形式知识的能力。3能理解齿轮传动的变速原理。4. 能区分各种类型齿轮传动的特点。5. 增强团队合作和与人沟通的能力。三、素质要求通过齿轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点、齿轮的材料、齿轮传动的失效形式知识分析，培养学生的协作沟通能力、养成良好的集体荣誉感、安全意识习惯和环保卫生习惯。四、教学要求1. 激发学生兴趣。2. 指导学生正确理解齿轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点、齿轮
3、的材料、齿轮传动的失效形式等相关知识。3. 通过本任务的学习，应对齿轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点、齿轮的材料、齿轮传动的失效形式知识有比较全面的理解。【教学重点】1. 齿轮传动的特点。2. 齿轮传动的分类。3. 齿轮传动的传动比。4. 斜齿圆柱齿轮传动的特点。5. 圆锥齿轮传动的特点。6. 齿轮传动的失效形式。【难点分析】1. 齿轮传动的特点。2. 齿轮传动的变速原理。3. 齿轮传动的失效形式机理。【分析学生】学生对汽车机械基础专业基础课学习兴趣大大提高，所以教师要加强引导，带领学生切实学好齿
4、轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点、齿轮的材料、齿轮传动的失效形式等相关知识。【教学思路设计】先进行东风 EQ1092 中型货车三轴式变速器第二轴总成拆装，然后进行齿轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点、齿轮的材料、齿轮传动的失效形式知识的教学。【教学安排】8 课时，应配以 1 学时的东风 EQ1092 中型货车三轴式变速器第二轴总成拆装(各个学校根据实际教学条件，可选择其他汽车手动变速器)。【教学过程】一
5、、复习旧课上次的课我们学习了链传动的组成及特点、链条和链轮的类型和结构、链传动的张紧目的和张紧方法、链条的材料、链传动的失效形式，这次的课主要学习齿轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点、齿轮的材料、齿轮传动的失效形式方面的内容。二、导入新课项目六汽车齿轮传动包括齿轮传动和齿轮系两个学习任务，大家在平常的生活中对齿轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点、齿轮的材料、齿轮传动的失效形式了解多少，本次课围绕这些内容进
6、行学习。三、讲授新课1.齿轮传动的组成、作用和特点（1）齿轮传动的组成一对直齿圆柱齿轮传动它是在圆柱体的外圆柱上加工出渐开线的齿形，其由主动齿轮、从动齿轮和机架等组成。如下左图所示，当直线N K 沿着一个固定的圆做纯滚动时，此直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线，这个圆称为渐开线的基圆，直线N K 称为渐开线的发生线，如下右图所示为渐开线齿廓。齿轮的齿形由渐开线和过渡线组成时，就是渐开线齿轮。小提示：齿轮传动是通过主动齿轮的轮齿和从动齿轮的轮齿的直接啮合来传递运动和动力。（2） 齿轮传动的作用能改变转速和转向，可用于传递空间任意两轴及以上之间的运动和动力。（3）齿轮传动的特点与其他传动相比，
7、齿轮传动具有以下特点：优点：适应性广。能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高。结构紧凑、使用寿命较长，可实现较大的传动比。传动效率高。可以传递空间任意两轴之间的运动。缺点：安装精度要求高、制造成本高。不适合距离较大的两轴间的运动传递。2.齿轮传动的分类齿轮传动的类型很多，分类方法也很多。按两齿轮的轴线位置分为平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动及交错轴齿轮传动。按两齿轮的啮合方式分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动及齿轮齿条啮合传动。按轮齿的齿向分为直齿、斜齿、人字齿和曲齿。按工作条件分为开式传动及闭式传动。按齿面硬度分为硬齿面齿轮传动、软齿面齿轮传动。3.渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称目前，绝大多数齿轮都
8、采用渐开线齿廓，它既能保证齿轮传动的瞬时传动比恒定，使传动平稳，而且还容易加工，便于加工，互换性好。渐开线直齿圆柱齿轮各部位名称和尺寸代号，如下图所示。4.齿轮传动的传动比在某齿轮传动中，主动齿轮的齿数为z1,从动齿轮的齿数为z2,主动齿轮每转过一个齿，从动齿轮也转过一个齿。当主动齿轮的转速为n1、从动齿轮的转速为n2时，单位时间内主动齿轮转过的齿数n1z1与从动齿轮转过的齿数n2z2应相等，即n1z1n2z2 ，得传动比：1221 12zz nni渐开线齿轮传动的传动比为恒定值，就保证了渐开线齿轮传动的平稳性。当 i 1 时，为减速增扭传动，其挡位称为减速挡。当 i 1 时，为增速降扭传动，
9、其挡位称为超速挡。当 i = 1 时，为等速等扭传动，其挡位称为直接挡。小提示：变速器换挡原理：变速器通常采用接合套、滑移齿轮或同步器等装置使齿轮或齿圈啮合或脱开，来实现换挡。5.斜齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆柱齿轮传动一样，斜齿圆柱齿轮传动仅限于传递两平行轴之间的运动。当一对直齿圆柱齿轮啮合时，轮齿的接触线是与轴线平行的直线，轮齿沿整个齿宽突然同时进入啮合和退出啮合；而斜齿圆柱齿轮传动时轮齿和轴线倾斜一个角度，由齿顶的一端逐渐地进入啮合，接触线逐渐由短变长，再由长变短，直至完全脱离啮合为止。因此在轮齿上所承受的力，也是逐渐由小到大，然后又逐渐减小的，其啮合过程比直齿长，同时啮合的齿
10、数多。斜齿圆柱齿轮传动具有下列特点：1）优点工作平稳，冲击和噪声小，适用于高速传动。重合度较大，有利于提高承载能力。最小齿数小于直齿轮的最小齿数。 2）缺点不能当作变速滑移齿轮。传动中存在轴向力，需要安装能承受轴向力的轴承，使支座结构复杂。为克服此缺点，可采用人字齿轮，但人字齿轮制造困难，成本高。6.锥齿轮传动锥齿轮传动可分为直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮及曲齿锥齿轮传动。在此仅介绍直齿锥齿轮及曲齿锥齿轮传动。（1）直齿锥齿轮传动直齿锥齿轮传动的特点：一对锥齿轮传动，相当于一对做纯滚动的锥摩擦轮传动。两齿轮轴线交角为 90。（2）曲齿锥齿轮传动曲齿锥齿轮传动的特点：曲齿锥齿轮齿面接触强度比渐开线齿轮高
11、 11.5 倍以上。 摩擦损失小，效率高，齿面磨损小。具有良好的跑合性，跑合后在齿廓法面上呈线接触。曲齿锥齿轮无根切现象。小齿轮齿数可小，其最小齿数主要是受轴的强度及刚度限制。对中心距及切齿深度、螺旋角的精度要求高。7.蜗杆传动的组成和特点（1）蜗杆传动的组成蜗杆传动是由螺旋状的蜗杆、类似于斜齿轮的内凹弧形齿的蜗轮和机架组成。一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。蜗杆传动用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，通常两轴垂直交错，两轴线交角为 90。蜗杆每转动一圈，蜗轮被相应拨过一个齿。当传动装置的结构尺寸较小又要求较大的传动比时，通常选用蜗杆传动。蜗杆传动广泛应用于各种机械的传动系统中，汽车上如转向器
12、、车轮气制动室调节机构等。（2）蜗杆传动的特点与齿轮传动相比，蜗杆传动的主要优点：传动比大。传动平稳，噪声小。结构紧凑，体积小、质量轻。蜗杆传动可以实现自锁，有安全保护作用。蜗杆传动的主要缺点：齿面磨损严重，传动效率较低。为减小齿面磨损，蜗轮常用较贵重的金属制造，故成本较高。8.齿轮的材料常用的齿轮材料为各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢、铸铁和非金属材料等。9.齿轮传动的失效形式齿轮传动过程中，若轮齿发生折断、齿面磨损等现象，促使齿轮失去了正常的工作能力的现象，称为齿轮失效。齿轮传动较为常见的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及齿面塑性变形等。（1）轮齿折断齿轮传动工
13、作时，轮齿像悬臂梁一样承受弯曲载荷，因此根部的弯曲应力最大。当交变的齿根超过齿轮的弯曲疲劳极限应力且多次重复作用后，轮齿就会发生疲劳折断。轮齿折断是指齿轮的一个或多个齿的整体或其局部的断裂。采用脆性材料（如铸铁、整体淬火钢等）制成的齿轮，因瞬时过载，轮齿容易发生突然折断。通常有疲劳折断和过载折断两种。（2）齿面点蚀齿轮工作时，轮齿齿面在法向力的作用下将产生接触应力，并按脉动循环变化。当齿面在过高的交变接触应力的反复作用下，齿面上的金属将小块脱落，形成麻点状的凹坑，称为点蚀。实践表明，齿面点蚀大多发生在靠近节线的齿根部位。（3）齿面磨损齿面磨损是指在齿轮传动中，当齿面间落入砂砾、铁屑等磨料性物质
14、时，齿面被逐渐磨损的现象。它是开式齿轮传动的主要失效形式之一。齿面磨损一方面导致渐开线齿廓形状被破坏，引起噪声和系统振动；另一方面使轮齿变薄，可间接导致轮齿的折断。一般采取改用闭式传动、改善密封和润滑条件、提高齿面硬度等措施来提高抗磨损能力。（4）齿面胶合胶合是相啮合齿面的金属，在一定压力下直接接触发生黏着，同时随着齿面间的相对运动，使金属从齿面上撕落而引起的一种严重黏着磨损现象。胶合又有热胶合和冷胶合之分。一般采取使用黏度大或有抗胶合添加剂的润滑油（如硫化油） 、提高齿面硬度、改善齿面粗糙度、配对齿轮采用不同的材料、加强散热等措施来防止齿面胶合的发生。（5）齿面塑性变形在过大的应力作用下，轮
15、齿材料因屈服产生塑性流动而形成齿面或齿体的塑性变形。在严重过载、启动频繁或重载传动中，较软齿面会发生塑性变形，破坏正确齿形。防止塑性变形的办法是提高齿面硬度和遵守操作规程。小提示：齿轮的失效形式与齿轮传动的工作条件、齿轮材料的性能及不同的热处理工艺、齿轮自身的尺寸、齿廓形状及加工精度等密切相关。使用齿轮时应避免产生冲击载荷，经常检查润滑系统的状况，注意检查齿轮传动的工作情况。a) 小结本次课主要介绍了齿轮传动的组成、作用和特点、齿轮传动的分类、渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称、斜齿圆柱齿轮传动的特点、圆锥齿轮传动的特点、蜗杆传动的特点、齿轮的材料、齿轮传动的失效形式，要通过反复理解，理论联系实际。b) 作业布置（1）齿轮传动的特点是什么？（2）齿轮传动的分类如何？（3）蜗杆传动的特点是什么？
