机械设计基础课教案.docx

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1、机械设计基础课教案 4-1解 分度圆直径 齿顶高 齿根高 顶 隙 中心距 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 齿距 齿厚、齿槽宽 4-2解由 分度圆直径 可得模数 4-3解 由 得 4-4解 分度圆半径 分度圆上渐开线齿廓的曲率半径 分度圆上渐开线齿廓的压力角 基圆半径 基圆上渐开线齿廓的曲率半径为 0； 压力角为 。 齿顶圆半径 齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径 齿顶圆上渐开线齿廓的压力角 4-5解 正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径： 基圆直径 假定 故当齿数 齿根圆。 则解 得 ，基圆小于 时，正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆；齿数 4-6解 中心距 内齿轮分度圆直径 内

2、齿轮齿顶圆直径 内齿轮齿根圆直径 正好在刀具 4-7 证明 用齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱齿轮，不发生根切的临界位置是极限点 的顶线上。此时有关系： 正常齿制标准齿轮 、 ，代入上式 短齿制标准齿轮、 ，代入上式 图 4.7 题4-7解图 4-8证明 如图所示，、 两点为卡脚与渐开线齿廓的切点，则线段 。 即为渐开线的法线。依据渐 开线的特性：渐开线的法线必与基圆相切，切点为 再依据渐开线的特性：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长，可知： AC 对于任一渐开线齿轮，基圆齿厚与基圆齿距均为定值，卡尺的位置不影响测量结果。 图 4.8 题4-8图 图4.9 题4-8解图 4-9解 模

3、数相等、压力角相等的两个齿轮，分度圆齿厚 相等。但是齿数多的齿轮分度圆直径 大，所以基圆直径就大。依据渐开线的性质，渐开线的形态取决于基圆的大小，基圆小,则渐开线曲率 大,基圆大，则渐开线越趋于平直。因此，齿数多的齿轮与齿数少的齿轮相比，齿顶圆齿厚和齿根圆齿 厚均为大值。 4-10解 切制变位齿轮与切制标准齿轮用同一把刀具，只是刀具的位置不同。因此，它们的模数、压 力角、齿距均分别与刀具相同，从而变位齿轮与标准齿轮的分度圆直径和基圆直径也相同。故参数、不变。 、 变位齿轮分度圆不变，但正变位齿轮的齿顶圆和齿根圆增大，且齿厚增大、齿槽宽变窄。因此 、变大， 变小。 是一对齿轮啮合传动的范畴。 啮

4、合角 与节圆直径 4-11解 因 螺旋角 端面模数 端面压力角 当量齿数 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 4-12解 （1）若采纳标准直齿圆柱齿轮，则标准中心距应 说明采纳标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不 连续、传动精度低，产生振动和噪声。 （ 2）采纳标准斜齿圆柱齿轮传动时，因 螺旋角 分度圆直径 节圆与分度圆重合 ， 4-13解 4-14解 分度圆锥角 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 外锥距 齿顶角、齿根角 顶锥角 根锥角 当量齿数 4-15答： 一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角必需分别相等，即 、 。 一对斜齿圆柱

5、齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角分别相等，螺旋角大小相等、方向 相反（外啮合），即 、 、 。 、 一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的大端模数和压力角分别相等，即 。 5-1解： 蜗轮 2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即 和 。 图 5. 5 图5.6 5-2解： 这是一个定轴轮系，依题意有： 齿条 6 的线速度和齿轮 5 分度圆上的线速度相等；而齿轮 5 的转速和齿轮 5 的转速相等，因此有： 通过箭头法推断得到齿轮 5 的转向顺时针，齿条 6 方向水平向右。 5-3解：秒针到分针的传递路途为： 6543，齿轮3上带着分针，齿轮6上带着秒针，因此有： 。 分针到时针的传递路

6、途为： 9101112，齿轮9上带着分针，齿轮12上带着时针，因此有： 。 图 5.7 图5.8 5-4解： 从图上分析这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件 为行星架。则有： 当手柄转过 ，即 时，转盘转过的角度 ，方向与手柄方向相同。 5-5解： 这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮，构件 为行星架。 则有： ， 传动比 为10，构件 与 的转向相同。 图 5.9 5.10 图5-6解： 这是一个周转轮系，其中齿轮 1为中心轮，齿轮2为行星轮，构件 为行星架。 则有： ， ， 5-7解： 这是由四组完全一样的周转轮系组成的轮系，因此只须

7、要计算一组即可。取其中一组作分 析，齿轮 4、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件1为行星架。这里行星轮2是惰轮，因此它的齿数 与传动比大小无关，可以自由选取。 （1） 由图知 （2） 又挖叉固定在齿轮上，要使其始终保持肯定的方向应有： （3） 联立（ 1）、（2）、（3）式得： 图 5.11 图5.12 5-8解： 这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮， 为行星架。 ， 与 方向相同 5-9解： 这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮 2、2为行星轮， 为行星架。 设齿轮 1方向为正，则 ， 与 方向相同 图 5.1 3 图5.14 5-10解： 这是一个混

8、合轮系。其中齿轮 1、 2、2 3、 组成周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮， 齿轮 2、2为行星轮， 为行星架。而齿轮4和行星架 组成定轴轮系。 在周转轮系中： （1） 在定轴轮系中： （2） 又因为： （3） 联立（ 1）、（2）、（3）式可得： 5-11解： 这是一个混合轮系。其中齿轮 4、 5、 6、7和由齿轮3引出的杆件组成周转轮系，其中齿轮 4、7为中心轮，齿轮 5、6为行星轮，齿轮3引出的杆件为行星架 。而齿轮 1、 2、3组成定轴轮系。在周转轮系中： （1） 在定轴轮系中： （2） 又因为： ， 联立（ 1）、（2）、（3）式可得： （ 1）当 ， 时， ， 的转向与齿轮1和4

9、的转向相同。 （ 2）当 时， （ 3）当 ， 时， ，转向与齿轮1和4的转向相反。 图 5.1 5 图5.16 的 5-12解： 这是一个混合轮系。其中齿轮 4、 5、6和构件 心轮，齿轮5为行星轮， 组成周转轮系，其中齿轮 4、6为中 是行星架。齿轮 1、 2、3组成定轴轮系。 在周转轮系中： （1） 在定轴轮系中： （2） 又因为： ， （3） 联立（ 1）、（2）、（3）式可得： 即齿轮 1 和构件 的转向相反。 5-13解： 这是一个混合轮系。齿轮 1、 2、 3、4组成周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2为 行星轮，齿轮4是行星架。齿轮 4、5组成定轴轮系。 在周转轮系中：

10、， （1） 在图 5.17中，当车身绕瞬时回转中心 转动时，左右两轮走过的弧长与它们至 点的距离 成正比，即：（2） 联立（ 1）、（2）两式得到： ， （3） 在定轴轮系中： 则当： 时， 代入（ 3）式，可知汽车左右轮子的速度分别为 ， 5-14解： 这是一个混合轮系。齿轮 3、 4、4、5和行星架 中心轮，齿轮 4、4为行星轮。齿轮 1、2组成定轴轮系。 组成周转轮系，其中齿轮 3、5为在周转轮系中：（1） 在定轴轮系中： （2） 又因为： ， ， （3） 依题意，指针 转一圈即 （4） 此时轮子走了一公里，即 （5） 联立（ 1）、（2）、（3）、（4）、（5）可求得 图 5.18 图

11、5.19 5-15解： 这个起重机系统可以分解为 3个轮系：由齿轮3、4组成的定轴轮系；由蜗轮蜗杆1和5组成的定轴轮系；以及由齿轮 1、 2、2、3和构件 组成的周转轮系，其中齿轮 1、3是中心轮，齿轮 4、2为行星轮，构件 是行星架。 一般工作状况时由于蜗杆 5不动，因此蜗轮也不动，即 （1） 在周转轮系中： （2） 在定轴齿轮轮系中： （3） 又因为： ， ， （4） 联立式（ 1）、（2）、（3）、（4）可解得： 。 当慢速吊重时，电机刹住，即 ，此时是平面定轴轮系，故有： 5-16解： 由几何关系有： 又因为相啮合的齿轮模数要相等，因此有上式可以得到： 故行星轮的齿数： 图 5.20

12、图5.21 5-17解： 欲采纳图示的大传动比行星齿轮，则应有下面关系成立： （ 1） （2） （3） 又因为齿轮 1与齿轮3共轴线，设齿轮 1、2的模数为 ，齿轮2、3的模数为 ，则有： （4） 联立（ 1）、（2）、（3）、（4）式可得 （5） 当 能取到1。 时，（5）式可取得最大值1.0606；当 时，（5）式接近1，但不行因此 图示的 的取值范围是（1，1.06）。而标准直齿圆柱齿轮的模数比是大于1.07的，因此，大传动比行星齿轮不行能两对都采纳直齿标准齿轮传动，至少有一对是采纳变位齿轮。 5-18解： 这个轮系由几个部分组成，蜗轮蜗杆 1、2组成一个定轴轮系；蜗轮蜗杆 5、4组成一

13、个定轴轮系；齿轮1、5组成一个定轴轮系，齿轮 4、 3、3、2组成周转轮系，其中齿轮2、4是中心轮，齿轮 3、3为行星轮，构件 在周转轮系中： 是行星架。 （1） 在蜗轮蜗杆 1、2中： （2） 在蜗轮蜗杆 5、4中： （3） 在齿轮 1、5中： （4） 又因为： ， ， ， （5） 联立式（ 1）、（2）、（3）、（4）、（5）式可解得： ，即 。 5-19解： 这个轮系由几个部分组成，齿轮 1、 2、5、组成一个周转轮系，齿轮 1、 2、2、 3、组成周转轮系，齿轮3、 4、5组成定轴轮系。 在齿轮 1、 2、5、 组成的周转轮系中： 由几何条件分析得到： ，则 （1） 在齿轮 1、 2、

14、2、 3、组成的周转轮系中： 由几何条件分析得到： ，则 （2） 在齿轮 3、 4、5组成的定轴轮系中： （3） 又因为： ， （4） 联立式（ 1）、（2）、（3）、（4）式可解得： 机械设计基础课教案 机械设计基础课程简介 机械设计基础课程改革总结 机械设计基础课程改革总结 电大机械设计基础课程答案 机械设计基础课程建设安排 机械设计基础课程设计总结 机械设计基础教案 机械设计基础教案 机械设计基础课程教学大纲 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第20页 共20页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页第 20 页 共 20 页