汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第3版 教案 第8章 汽車常用機(jī)械傳動

課時(shí)計(jì)劃序號專業(yè)及班級授課類型講授月日講授（540＇）課題第8章汽車常用機(jī)械傳動課時(shí)教學(xué)目的熟悉帶傳動的類型、特點(diǎn)及工作原理；掌握鏈傳動的特點(diǎn)及工作原理；掌握漸開線齒輪的嚙合特性、正確嚙合條件及標(biāo)準(zhǔn)安裝條件；掌握定軸輪系的傳動比計(jì)算，理解行星輪系的傳動比；了解蝸桿傳動、螺旋傳動的類型和特點(diǎn)；會計(jì)算汽車手動變速箱的傳動比。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：各類機(jī)械傳動的組成及特點(diǎn)難點(diǎn)：理解行星輪系傳動比時(shí)間內(nèi)容及講授方法教具5＇85＇90＇230＇60＇40＇30＇組織教學(xué)及新課導(dǎo)入一、帶傳動二、鏈傳動三、齒輪傳動四、蝸桿傳動五、螺旋傳動小結(jié)及習(xí)題 檢查意見簽字任課教師：板書設(shè)計(jì)（I）第8章汽車常用機(jī)械傳動一、帶傳動1、類型、特點(diǎn)、應(yīng)用2、V帶的結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)3、V帶輪4、帶傳動的安裝、維護(hù)與張緊5、同步帶傳動二、鏈傳動1、組成、特點(diǎn)、類型2、運(yùn)動特性、主要參數(shù)3、張緊4、潤滑三、齒輪傳動1、特點(diǎn)及分類2、漸開線直齒圓柱齒輪各部分名稱、主要參數(shù)及幾何尺寸3、斜齒輪傳動4、錐齒輪傳動5、齒輪失效形式四、蝸桿傳動1、組成2、特點(diǎn)3、主要參數(shù)板書設(shè)計(jì)（II）五、輪系1、概念2、定軸輪系及傳動比計(jì)算3、行星輪系及傳動比計(jì)算六、螺旋傳動1、類型及主要參數(shù)2、螺旋機(jī)構(gòu)課后小結(jié)作業(yè)授課內(nèi)容教案（副頁）8.1帶傳動一、認(rèn)識帶傳動1、組成：主動帶輪、從動帶輪、傳動帶2、工作原理（1）摩擦型帶傳動：依靠傳動帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力（如平帶和Ｖ帶傳動）。（2嚙合型帶傳動：依靠傳動帶上的齒與帶輪上的輪齒的嚙合傳遞運(yùn)動和動力（同步帶傳動）。3．帶傳動的類型（1）平帶傳動：結(jié)構(gòu)簡單，帶輪也容易制造，在傳動中心距較大的場合應(yīng)用較多。（2）Ｖ帶傳動：在一般機(jī)械傳動中，應(yīng)用最廣，在同樣的張緊力下，Ｖ帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。（3）多楔帶傳動：兼有平帶傳動和Ｖ帶傳動的優(yōu)點(diǎn)，柔韌性好、摩擦力大，主要用于傳遞大功率而結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。（4）同步帶傳動：是一種嚙合傳動，能保證固定的傳動比；帶的柔韌性好，所用帶輪直徑可較小。4.帶傳動的特點(diǎn)*優(yōu)點(diǎn)：（1）能緩沖吸振，傳動平穩(wěn)，噪音小。（2）具有過載保護(hù)作用。（3）結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)方便，成本低；（4）適用于兩軸距離較大的傳動；*缺點(diǎn)：（1）不能保證恒定的傳動比，傳動精度和傳動效率低。（2）帶對軸有很大的壓軸力。（3）帶傳動裝置結(jié)構(gòu)不夠緊湊。（4）帶的壽命較短。（5）不適用于高溫、易燃及有腐蝕介質(zhì)的場合。5、帶傳動的應(yīng)用帶傳動適用于要求傳動平穩(wěn)、傳動比不要求準(zhǔn)確，100KW以下的中小功率的遠(yuǎn)距離傳動。如：汽車發(fā)動機(jī)、拖拉機(jī)、石材切割機(jī)等。二、V帶的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)1、普通V帶的型號：普通V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)其截面尺寸的大小分為七種型號。（截面尺寸依次增大）Y、Z、A、B、C、D、E。2、汽車V帶結(jié)構(gòu)(a)包布帶(b)切邊帶（普通式）(c)切邊帶（有齒式）(d)切邊（底膠夾布式）1—包布；2—頂布；3—頂膠；4—沖膠；5—抗力體；6—底膠；7—底布；8—底膠夾布組織教學(xué)導(dǎo)入：PPT演示汽車中的帶傳動實(shí)例，總結(jié)導(dǎo)入新課。PPT演示不同類型帶傳動的示意圖。No1授課內(nèi)容教案（副頁）3、V帶輪（1）帶輪結(jié)構(gòu):

由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂組成。（2）V帶輪型式：實(shí)心帶輪（S型）、腹板帶輪（P型）、孔板帶輪(H型)、輪輻帶輪(E型)。（3）材料：鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、塑料等。三、帶傳動的安裝、維護(hù)和張緊（一）帶傳動的安裝（1）帶輪的安裝安裝帶輪時(shí)，兩帶輪軸線應(yīng)相互平行，其V型槽對稱平面應(yīng)重合。為使傳動帶的裝拆方便，帶輪應(yīng)盡量布置在軸的外伸端。（2）V帶的安裝V帶頂面與帶輪輪緣平齊（新安裝時(shí)可略高于輪緣），帶與槽底面要留有間距，以保證帶的工作側(cè)面和輪槽的工作側(cè)面充分接觸。（a）正確位置（b）錯(cuò)誤位置（c）錯(cuò)誤位置（3）初拉力的要求帶的初拉力要適當(dāng)。一般來說，V帶的初拉力以大拇指能按下15mm左右比較合適（二）帶傳動的張緊1、張緊的原因V帶在安裝時(shí)，必須以一定的初拉力張緊在兩帶輪上，使帶與帶輪間產(chǎn)生足夠的摩擦力，才能傳遞運(yùn)動和動力。但V帶并非完全彈性體，工作一段時(shí)間后，由于產(chǎn)生塑性變形而松弛，使初拉力降低，在帶與帶輪間產(chǎn)生相對滑動，無法傳遞動力和運(yùn)動。因此，為了保證帶傳動的正常工作，應(yīng)定期檢查初拉力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)初拉力小于要求值時(shí)，必須重新張緊，所以必須設(shè)置帶的張緊裝置。PPT演示不同型式的V帶輪。No2授課內(nèi)容教案（副頁）2、張緊的方法：使中心距ａ增大或使帶張緊（1）調(diào)整中心距①定期張緊（定期調(diào)整中心）②自動張緊（靠自重）→利用張緊輪使帶張緊*將裝有帶輪的電動機(jī)安裝在浮動的擺架上，利用電動機(jī)的自重，使帶輪繞固定軸擺動，以自動保持張緊力。（2）使用張緊輪*張緊輪裝置:當(dāng)中心距不能調(diào)節(jié)時(shí)，可采用張緊輪張緊。*Ｖ帶傳動：張緊輪設(shè)置在松邊內(nèi)側(cè)靠大輪處(∵Ｖ帶只能單向彎曲，避免過多減小包角）*平帶傳動：張緊輪設(shè)置在松邊外側(cè)靠小輪處(∵平帶可以雙向彎曲，應(yīng)盡量增大包角)四、同步帶傳動同步帶綜合了帶傳動和鏈傳動的特點(diǎn)。由1強(qiáng)力層、2帶齒、3帶背組成1、同步帶的優(yōu)點(diǎn)（1）無相對滑動、帶長不變，傳動比穩(wěn)定；（2）帶薄而輕，強(qiáng)度高，適合高速傳動；（3）帶的柔性好，可用直徑較小的帶輪，能獲得較大的傳動比；（4）傳動效率高，可達(dá)0.98-0.99，因而應(yīng)用日益廣泛；（5）初拉力較小，故軸和軸承上所受的載荷小。2、同步帶的缺點(diǎn)：制造、安裝精度要求高、成本高。3、同步帶的用途：主要用于要求傳動比準(zhǔn)確的中、小功率傳動中，如計(jì)算機(jī)、錄音機(jī)、磨床和紡織機(jī)械等。PPT演示帶傳動的張緊方法。汽車發(fā)動機(jī)正時(shí)機(jī)構(gòu)中用的帶傳動為同步帶傳動No3授課內(nèi)容教案（副頁）8.2鏈傳動一、鏈傳動的組成、特點(diǎn)及類型1、鏈傳動的組成（1）鏈傳動由主動鏈輪、從動鏈輪和繞在鏈輪上并與鏈輪嚙合的鏈條組成。（2）根據(jù)用途不同，鏈條可分為傳動鏈、輸送鏈和起重鏈。傳動鏈用于一般機(jī)械中傳遞運(yùn)動和動力，輸送鏈用于鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)中輸送重物，起重鏈用于起重機(jī)械中提升重物。2、鏈傳動的特點(diǎn)（1）鏈輪傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比；（與帶傳動比）（2）需要的張緊力小，作用在軸上的壓力小，可減少軸承的摩擦損失；（3）結(jié)構(gòu)緊湊；（4）能在高溫，有油污等惡劣環(huán)境下工作；（5）制造和安裝精度較低，中心距較大時(shí)其傳動結(jié)構(gòu)簡單；（與傳齒輪動相比）（6）瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和瞬時(shí)傳動比不是常數(shù)，傳動的平穩(wěn)性較差，有一定的沖擊和噪聲。（缺點(diǎn)）*鏈傳動的應(yīng)用：通常用于中心距大、多軸、轉(zhuǎn)速比要求準(zhǔn)確的傳動，惡劣工作環(huán)境的開式傳動，低速重載傳動以及潤滑良好的高速傳動中。3、傳動鏈的類型傳動鏈又可分為滾子鏈和齒形鏈。滾子鏈齒形鏈2、滾子鏈的組成：滾子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈板、外鏈板。（1）套筒與銷軸、滾子與套筒均為間隙配合；（2）內(nèi)鏈板緊壓在套筒兩端，稱為內(nèi)鏈節(jié)。（3）銷軸與外鏈板鉚牢，分別稱為內(nèi)外鏈節(jié)。內(nèi)外鏈節(jié)構(gòu)成一個(gè)鉸鏈。當(dāng)鏈條嚙入嚙出時(shí)，內(nèi)外鏈節(jié)作相對轉(zhuǎn)動。同時(shí)滾子沿鏈輪鏈齒滾動，可減少鏈條與輪齒的磨損。內(nèi)外鏈板均做成8字形，以減輕重量，并保持各橫截面的強(qiáng)度大致相等。*節(jié)距p：滾子鏈上相鄰兩滾子中心的距離。p越大，鏈條各零件尺寸越大，所能傳遞的功率也越大。*結(jié)構(gòu)類型：單排鏈和多排鏈。鏈條長度以鏈節(jié)數(shù)表示。鏈節(jié)數(shù)最好取偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時(shí)正好是外鏈板與內(nèi)鏈板相接。PPT演示汽車發(fā)動機(jī)中的鏈傳動圖示，引入鏈傳動。PPT演示滾子鏈的組成，分析其連接形式。滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A、B兩個(gè)系列，常用的是A系列。No4授課內(nèi)容教案（副頁）若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則采用過渡鏈節(jié)，在鏈條受拉時(shí)，過度鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，通常應(yīng)避免采用。*滾子鏈的標(biāo)記：鏈號——排數(shù)*鏈節(jié)數(shù)國標(biāo)號標(biāo)記實(shí)例：08A-1×87GB1243.1-83A系列，節(jié)距12.7mm,單排，87節(jié)*鏈條材料：碳素鋼或合金鋼，經(jīng)熱處理，提高強(qiáng)度和耐磨性二、鏈傳動的運(yùn)動特性及主要參數(shù)1.運(yùn)動特性鏈條和鏈輪嚙合傳動時(shí)，鏈條繞在鏈輪上呈一多邊形，鏈條速度呈周期性變化，使鏈條呈周期性上下抖動，造成鏈傳動運(yùn)動的不均勻性，稱為多邊形效應(yīng)。鏈輪齒數(shù)越少，鏈速的變化幅度越大，多變形效應(yīng)越嚴(yán)重。為避免鏈傳動的運(yùn)動不均勻性等對其他機(jī)構(gòu)的影響，常將鏈傳動安排在低速級。2、鏈傳動的主要參數(shù)（1）鏈輪的齒數(shù)鏈傳動的平均傳動比為：由于鏈輪的齒數(shù)越少，多邊形效應(yīng)越明顯，傳動越不平穩(wěn)，所以，在傳動比不過大的情況下，盡量增加小鏈輪的齒數(shù)對傳動是有利的，一般Zmin=17。兩輪的齒數(shù)、應(yīng)優(yōu)先選用序列17、19、21、23、25、38、57、76、95、114的數(shù)字。為了使鏈傳動磨損均勻，兩鏈輪齒數(shù)應(yīng)盡量選取與鏈節(jié)數(shù)（偶數(shù)）互為質(zhì)數(shù)的奇數(shù)。（2）鏈節(jié)數(shù)p鏈的節(jié)距越大，承載能力越高，但傳動的速度不均勻性、動載荷也要增大。因此，在滿足功率要求的前提下，應(yīng)盡量選用較小的鏈節(jié)距。高速、大功率和大傳動比的鏈傳動，可選用小節(jié)距多排鏈。低速、大中心距、小傳動比時(shí)，可選用稍大節(jié)距的單排鏈。（3）中心距a中心距的選擇要適當(dāng)。若中心距太小，則小鏈輪上的包角也小，同時(shí)嚙合的鏈輪齒數(shù)也減?。蝗糁行木噙^大，則易使鏈抖動。一般可初選中心距a=(30~50)P,最大中心距amax≤80P。No5授課內(nèi)容教案（副頁）三、鏈傳動的布置和張緊鏈傳動布置要考慮的原則：1、兩鏈輪軸線應(yīng)平行，兩鏈輪端面應(yīng)位于同一鉛垂平面內(nèi)。2、應(yīng)使鏈條緊邊在上，松邊在下，以免垂度過大干擾鏈與輪齒的正常嚙合。四、鏈傳動的潤滑1、潤滑方式：人工給油、油杯滴油、油浴潤滑、飛濺給油、用油泵強(qiáng)制潤滑和冷卻。2、潤滑油牌號：L-AN32、L-AN46、L-AN48。*環(huán)境溫度高或載荷大取粘度高的，反之取低的。8.3齒輪傳動和蝸桿傳動一、認(rèn)識汽車手動變速器1、變速器的位置及功用變速器在汽車的傳動系中，位于離合器的后面（或液力變矩器的后面）。變速器通過離合器與發(fā)動機(jī)相連，變速器的輸入軸就和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速同步了。變速器具有以下幾個(gè)功用：（1）改變傳動比；（2）在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車能倒向行駛；（3）利用空擋，中斷動力傳遞，以發(fā)動機(jī)能夠起動、怠速。2、手動變速器的組成手動變速器的基本結(jié)構(gòu)一般由殼體、傳動部分和操縱部分組成，其中傳動部分主要由齒輪機(jī)構(gòu)組成，它是手動變速器的主要組成部分。二、齒輪傳動的特點(diǎn)及分類齒輪傳動是通過兩個(gè)齒輪相互嚙合來傳遞運(yùn)動和動力的傳動裝置。如圖所示，兩齒輪軸線的相對位置不變，各自繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動。工作時(shí)，通過嚙合主動輪的輪齒推動從動輪輪齒，將主動輪的動力和運(yùn)動傳遞給從動輪。PPT演示鏈傳動的正確布置方式及張緊方法。PPT演示汽車手動變速器，了解齒輪機(jī)構(gòu)在汽車中的應(yīng)用。No6授課內(nèi)容教案（副頁）1、一對齒輪的傳動比一對齒輪中，設(shè)主動齒輪的轉(zhuǎn)速為n1，齒數(shù)為z1，從動齒輪的轉(zhuǎn)速為n2，齒數(shù)為z2。當(dāng)主動齒輪轉(zhuǎn)過n1轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)過的齒數(shù)為n1?z1，此時(shí)從動齒輪轉(zhuǎn)過n2轉(zhuǎn)數(shù)，其轉(zhuǎn)過的齒數(shù)為n2?z2，由于兩齒輪轉(zhuǎn)過的齒數(shù)相等，即n1?z1=n2?z2。2、齒輪傳動的特點(diǎn)（1）可實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，傳動比恒定，傳動精度高。（2）傳動效率高，壽命長。（3）結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸和任意角交錯(cuò)軸之間的傳動。（4）適用的速度和傳遞功率及尺寸范圍大，可用于高速（υ＞40m/s）、中速和低速（υ＜25m/s）的傳動；傳遞功率可從小于1W到50000Kw或更大；其直徑從不到1mm的儀表齒輪到10mm以上的重型齒輪。（5）要求較高的制造和安裝精度，成本高，不適合遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動。3、齒輪傳動的分類三、漸開線直齒圓柱齒輪1、漸開線的形成及其傳動特點(diǎn)*當(dāng)一條動直線（發(fā)生線）n-n沿著一固定的圓（基圓）作純滾動時(shí)，該動直線上任一點(diǎn)K的軌跡稱為該圓的漸開線。*漸開線齒輪的齒廓是取用了漸開線的一段。*漸開線齒廓傳動特點(diǎn)：（1）能保證傳動比為一常數(shù)。（2）齒廓間正壓力方向保持不變，有利于齒輪傳動保持平穩(wěn)。（3）齒輪的傳動比取決于兩齒輪基圓半徑的大小，即使兩輪中心距稍有變化，傳動比也仍然保持不變。2、齒輪各部分名稱（1）齒數(shù)：齒輪圓周上輪齒的數(shù)目稱為齒數(shù)，用z表示。（2）齒頂圓：包含齒輪所有齒頂端的圓，用ra與da表示。（3）齒槽寬：齒輪相鄰兩齒之間的空間，用ek表示。（4）齒厚：同一輪齒兩側(cè)齒廓上的弧長，用sk表示。（5）齒根圓：包含齒輪所有齒槽底的圓，用rf與df表示。（6）齒距：相鄰兩齒同側(cè)齒廓的弧長，pk=sk+ek。PPT演示齒輪類型的圖片，認(rèn)識各種類型的齒輪傳動。PPT演示齒輪各部分名稱圖，根據(jù)圖片理解齒輪各部分名稱的含義。No7授課內(nèi)容教案（副頁）（7）分度圓：s=e所對應(yīng)的圓。（8）模數(shù)：m由Zp=πd得出：d=mz（9）壓力角α：我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20o。（10）齒頂高、齒根高和全齒高齒頂高：ha=ha*m

（ha*—齒頂高系數(shù)）齒根高：hf=(ha*+c*)m

（c*—頂隙系數(shù)）我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：正常齒制ha*=1，c*=0.25；短齒制ha*=0.8，c*=0.3

全齒高：h=ha+hf=(2ha*+c*)m3、齒輪的主要參數(shù)（1）模數(shù)m定義分度圓上的模數(shù)：m=P/π（P：分度圓上的齒距）（2）壓力角α：漸開線齒廓上某點(diǎn)的法線與該點(diǎn)的速度方向所夾的銳角稱為該點(diǎn)的壓力角。齒廓上各點(diǎn)壓力角是變化的。分度圓上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，國家標(biāo)準(zhǔn)α=20°，某些汽車齒輪α=22.5°。齒輪的壓力角4、正確嚙合條件及正確安裝中心距*齒輪正確嚙合條件：模數(shù)和壓力角分別相等。No8授課內(nèi)容教案（副頁）（2）正確安裝中心距一對漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪嚙合傳動，漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的中心距等于兩齒輪分度圓半徑之和。這種中心距稱為正確安裝中心距或標(biāo)準(zhǔn)中心距。四、斜齒圓柱齒輪傳動1、斜齒輪的傳動特點(diǎn)*傳動特點(diǎn):輪齒承載和卸載是逐步的,且同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，因此，工作平穩(wěn),沖擊和噪聲小,適合于高速傳動。（a）直齒輪（b）斜齒輪2、斜齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸（1）螺旋角β:如圖所示為斜齒輪的分度圓柱及其展開圖。螺旋線的切線與輪齒軸線之間的夾角β稱為分度圓柱上的螺旋角，簡稱螺旋角。它表示輪齒的傾斜程度。有左旋和右旋之分。左、右旋斜齒輪嚙合*螺旋角越大，輪齒越傾斜，傳動的平穩(wěn)性越好，但軸向力也越大。（2）模數(shù)與壓力角法向模數(shù)mn端面模數(shù)mt：法向n:垂直于某個(gè)輪齒的方向—法向參數(shù)端面t:垂直于齒輪軸線的平面—端面參數(shù)3、斜齒輪正確嚙合的條件正確嚙合條件：兩齒輪的端面模數(shù)和端面壓力角分別相等。No9授課內(nèi)容教案（副頁）五、錐齒輪傳動1、錐齒輪傳動的特點(diǎn)和類型錐齒輪傳動用來傳遞兩相交軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，一般多采用軸交角∑=90°。錐齒輪的輪齒分布在圓錐體上，其齒形從大端到小端是逐漸收縮的。汽車后橋中的錐齒輪傳動*錐齒輪傳動可按錐齒輪齒線（齒面與分度圓錐面的交線）形狀不同，分為直齒、斜齒和曲齒等類型。直齒錐齒輪傳動設(shè)計(jì)、制造和安裝比較方便，應(yīng)用廣泛；斜齒錐齒輪傳動應(yīng)用較少，曲齒錐齒輪傳動的平穩(wěn)性和承載能力強(qiáng)。直齒錐齒輪傳動斜齒錐齒輪傳動曲齒錐齒輪傳動2、直齒錐齒輪傳動的正確嚙合條件直齒錐齒輪的大端齒形可以近似地用當(dāng)量齒輪（直齒圓柱齒輪）的齒形代替，其模數(shù)以大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，因此，直齒錐齒輪的正確嚙合條件與直齒圓柱齒輪相同：3、直齒錐齒輪傳動的傳動比六、齒輪傳動的失效形式及常用材料1、齒輪傳動的失效形式齒輪失效是指齒輪在傳動過程中，由于載荷的作用發(fā)生輪齒折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，使齒輪失去了正常的工作能力。齒輪傳動可分為齒輪外露或只有簡單遮蓋的開式傳動和齒輪被封閉在箱體內(nèi)的閉式傳動。No10授課內(nèi)容教案（副頁）*齒輪失效一般是指輪齒失效，其失效的形式主要有五類，即：齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面塑性變形和輪齒折斷。（1）齒面磨損:灰塵、砂粒、金屬微粒等落入輪齒間，使齒面間產(chǎn)生摩擦磨損。嚴(yán)重時(shí)會因齒面減薄過多而折斷。磨損是開式傳動的主要失效形式。主要解決措施：采用閉式傳動；提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；采用清潔的潤滑油。（2）齒面點(diǎn)蝕:輪齒工作面某一固定點(diǎn)受到近似脈動的變應(yīng)力作用，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀剝蝕損傷的現(xiàn)象。點(diǎn)蝕是閉式傳動常見的失效形式。開始齒輪由于磨損很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕首先出現(xiàn)在節(jié)線附近。*主要解決措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油粘度；采用合理變位。（3）齒面膠合：高速重載傳動中，齒面間壓力大，瞬時(shí)溫度高，潤滑油模被破壞，齒面間會發(fā)生粘接在一起的現(xiàn)象，在輪齒表面沿滑動方向出現(xiàn)條狀傷痕，稱為膠合。*防止膠合的措施：提高齒面硬度；降低齒面粗糙度；增大潤滑油粘度；限制油溫。（4）齒面塑性變形：重載且摩擦力很大時(shí)，齒面較軟的輪齒表面就會沿摩擦力方向產(chǎn)生塑性變形。主動齒輪齒面所受摩擦力背離節(jié)線，齒面在節(jié)線附近下凹；從動齒輪齒面所受摩擦力指向節(jié)線，齒面在節(jié)線附近上凸。*防止措施：提高齒面硬度；增大潤滑油粘度。（5）輪齒折斷：輪齒受力后齒根彎曲應(yīng)力最大，而且有應(yīng)力集中。當(dāng)輪齒多次重復(fù)受力后，齒根處將產(chǎn)生疲勞裂紋并逐漸擴(kuò)展，最終引起輪齒斷裂，這種斷裂稱為彎曲疲勞斷裂。此外，輪齒受到短時(shí)過載或沖擊載荷時(shí)也可能產(chǎn)生折斷。齒根折斷均起始于拉應(yīng)力一側(cè)。2、齒輪的常用材料由輪齒的失效分析可知，齒輪材料的基本要求是齒面硬、齒芯韌。即：(1)齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等；(2)齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷：(3)應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能．使之便于加工且便于提高其力學(xué)性能。No11授課內(nèi)容教案（副頁）最常用的齒輪材料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼如35鋼、45鋼，合金鋼20Cr、40Cr等，此外還有灰鑄鐵、球墨鑄鐵及一些非金屬材料等。七、汽車中的蝸桿傳動蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成。蝸桿傳動用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動和動力，通常軸交角為90o。蝸桿傳動中，一般蝸桿為主動件，蝸輪為從動件。*汽車中的蝸桿傳動應(yīng)用實(shí)例（1）托森差速器中的蝸桿傳動（2）中控鎖中的蝸桿傳動1、蝸桿傳動的特點(diǎn)傳動比大、平穩(wěn)無噪聲、傳動效率低、能根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)自鎖、制造成本高。2、蝸桿傳動的類型（1）右旋蝸桿和左旋蝸桿根據(jù)蝸桿螺旋線的旋向不同，蝸桿分為右旋蝸桿和左旋蝸桿。判定方法：螺紋自左向右升高為右旋，反之為左旋。常用的為右旋蝸桿。蝸桿旋向判斷蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)向判定*蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)向的判定：蝸桿通常為主動件，從動件蝸輪的轉(zhuǎn)向可用下述左、右手定則確定：以四指代表蝸桿轉(zhuǎn)向，則拇指代表蝸輪節(jié)點(diǎn)線速度的反方向。蝸桿左旋，用左手定則；蝸桿右旋，用右手定則。（2）圓柱蝸桿傳動和環(huán)面蝸桿傳動按蝸桿的形狀不同分為圓柱蝸桿傳動和環(huán)面蝸桿傳動。圓柱蝸桿傳動按蝸桿螺旋面形狀不同分為阿基米德蝸桿傳動、圓柱蝸桿傳動、漸開線蝸桿傳動。其中，阿基米德蝸桿制造簡單，應(yīng)用廣泛。No12授課內(nèi)容教案（副頁）3、蝸桿傳動主要參數(shù)（1）模數(shù)和壓力角中間平面——通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面為中間平面(蝸桿軸面,蝸輪端面)，蝸桿傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算以中間平面內(nèi)的參數(shù)和幾何關(guān)系為標(biāo)準(zhǔn)。在中間平面上，蝸輪與蝸桿的嚙合相當(dāng)于漸開線齒輪與齒條的嚙合。其參數(shù)與齒輪傳動相似。*正確嚙合調(diào)劑那2、傳動比I,蝸桿的頭數(shù)z1,蝸輪齒數(shù)z2蝸桿傳動中，一般蝸桿為主動件，其頭數(shù)為Z1，蝸輪齒數(shù)為Z2。較少的蝸桿頭數(shù)（如：單頭蝸桿）可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，但傳動效率較低；蝸桿頭數(shù)越多，傳動效率越高，但頭數(shù)過多時(shí)不易加工。通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。蝸輪齒數(shù)主要取決于傳動比，即z2=iz1。z2不宜太?。ㄈ鐉2>26)，否則將使傳動平穩(wěn)性變差。z2也不宜太大，否則在模數(shù)一定時(shí)，蝸輪直徑將增大，從而使相嚙合的蝸桿支承間距加大，降低蝸桿的彎曲剛度。3、蝸桿中圓直徑d1、導(dǎo)程角γ1、直徑系數(shù)q蝸桿的中圓直徑相當(dāng)于蝸桿的中徑，如圖為蝸桿的分度圓柱面展開平面。q=d1/m；q稱為蝸桿的直徑系數(shù)d1=mq蝸桿展開成平面No13授課內(nèi)容教案（副頁）在m和d1為標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，z1↑→γ↑。γ越大傳動效率越高，傳遞動力時(shí)要求效率高；γ=15°-30°且應(yīng)采用多頭蝸桿；γ越小傳動效率越低,要求反行程自鎖時(shí)γ<=3°30‘。4、蝸桿傳動的失效形式、材料及結(jié)構(gòu)（1）失效形式：磨損和膠合。（2）蝸桿、蝸輪的常用材料要求：足夠的強(qiáng)度；良好的減摩、耐磨性；良好的抗膠合性。常采用青銅作蝸輪齒圈，與淬硬磨削的鋼制蝸桿相配。蝸桿常用材料為碳素鋼和合金鋼，要求齒面光潔并且有較高硬度。一般蝸桿可采用45，40等碳素鋼，調(diào)質(zhì)處理。對高速重載的蝸桿常用20Cr，20crMnTi，或40r，38SiMnMo，滲碳淬火。蝸輪常用材料為青銅和鑄鐵。鑄造錫青銅，如zCuSnl0P1，zcuSn5Pb5Zn5，抗膠合，耐磨性能好，易切削加工，但價(jià)格貴，一般用于高速(v<25m／s)重要場合?；诣T鐵主要用于低速、輕載的場合。（3）蝸桿與蝸輪的結(jié)構(gòu)①蝸桿結(jié)構(gòu)：蝸桿螺旋部分的直徑不大，所以常和軸做成一個(gè)整體。*無退刀槽，加工螺旋部分時(shí)只能用銑制的辦法。*有退刀槽，螺旋部分可用車制，也可用銑制加工，但該結(jié)構(gòu)的剛度較前一種差。②蝸輪結(jié)構(gòu)：為了減摩，蝸輪通常用青銅制作。為節(jié)省銅材，蝸輪直徑較大時(shí)，采用組合式蝸輪結(jié)構(gòu)，齒圈用青銅，輪芯用鑄鐵或碳素鋼。常用蝸輪的結(jié)構(gòu)形式如下：整體式蝸輪配合式蝸輪拼鑄式蝸輪螺栓聯(lián)接式蝸輪八、輪系輪系：由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)。1、輪系的分類根據(jù)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各齒輪的幾何軸線在空間的相對位置是否固定，分為：定軸輪系和行星輪系。（1）定軸輪系輪系運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所有齒輪軸線的幾何位置都相對機(jī)架固定不動。PPT演示蝸輪的結(jié)構(gòu)。PPT演示汽車手動變速器和自動變速器中的輪系。No14授課內(nèi)容教案（副頁）定軸輪系行星輪系（2）行星輪系在輪系運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，至少有一個(gè)齒輪軸線的幾何位置不固定，而是繞著其它定軸齒輪的軸線回轉(zhuǎn)2、輪系的應(yīng)用（1）可獲得很大的傳動比（2）可作較遠(yuǎn)距離的傳動（3）可以方便地實(shí)現(xiàn)變速和變向要求（4）可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動的合成與分解3、定軸輪系的傳動比計(jì)算輪系的傳動比：輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比稱為輪系的傳動比，包括大小和方向兩個(gè)方面。齒輪傳動的轉(zhuǎn)動方向判斷（1）定軸輪系的傳動比計(jì)算*大?。?方向：畫箭頭PPT演示定軸輪系動態(tài)運(yùn)動，理解輪系的功能。PPT演示不同嚙合類型的齒輪傳動的轉(zhuǎn)動方向，理解傳動方向的變化。PPT演示傳動比計(jì)算例題。No15授課內(nèi)容教案（副頁）4、行星輪系的傳動比計(jì)算*基本構(gòu)件：2——行星輪H——行星架（轉(zhuǎn)臂）3——中心輪（太陽輪）1——中心輪（太陽輪）*2K-H型周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動比No16授課內(nèi)容教案（副頁）*一般周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動比各輪齒數(shù)已知，就可以確定w1、wn、wH之間的關(guān)系；如果兩個(gè)已知，就可以計(jì)算出第三個(gè)，進(jìn)而可以計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系的傳動比。*推廣到一般情形，可得行星輪系傳動比的計(jì)算公式：*總結(jié)：周轉(zhuǎn)輪系傳動比計(jì)算方法例：已知：z1=z2=48，z2’=18,z3=24，w1=250rad/s，w3=100rad/s，方向如圖所示。求解：wH8.4螺旋傳動一、螺紋的類型及主要參數(shù)1、螺紋的形成螺紋即沿螺旋線形成的、具有相同剖面的凸起和溝槽。外螺紋：在圓柱外表面切制的螺紋。內(nèi)螺紋：在孔內(nèi)表面上切制的螺紋。討論：傳動比的正負(fù)號是否一致？PPT演示行星輪系傳動比例題。No17授課內(nèi)容教案（副頁）2.螺紋的類型*按螺旋線繞行方向分類右旋螺紋——順時(shí)針方向旋入（常用）左旋螺紋——逆時(shí)針方向旋入*按牙型分類*按線數(shù)分為：單線螺紋和雙（三）線螺紋單線螺紋：在圓柱體上沿一條螺旋線切制的螺紋；雙線螺紋：沿兩條螺旋線切制出的螺紋；三線螺紋：沿三條螺旋線切制出的螺紋。*按應(yīng)用分：連接螺紋和傳動螺紋連接螺紋：單線、三角形螺紋傳動螺紋：多線螺紋、梯形、矩形、鋸齒形螺紋2、螺紋的主要參數(shù)(1)大徑d：與外螺紋牙頂(或內(nèi)螺紋牙底)相重合的假想圓柱體的直徑。(2)小徑d1：與外螺紋牙底(或內(nèi)螺紋牙頂)相重合的假想圓柱體的直徑。(3)中徑d2：也是一個(gè)假想圓柱的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。(4)螺距P：相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。(5)導(dǎo)程S：S=nP(6)螺紋升角λ：中徑d2圓柱上，螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面的夾角(7)牙型角α：軸向截面內(nèi)螺紋牙型相鄰兩側(cè)邊的夾角。牙型側(cè)