青岛科技大学教案章节备课小学教育小学学案_高等教育-大学课件.pdf

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1、青岛科技大学教案(章节备课)学时：10 章节 第十章 齿轮传动 教学目的 和要求 1、了解齿轮传动特点、分类及应用；2、掌握不同条件下齿轮传动的主要失效形式、设计准则、基本设计原理、设计程序及强度计算方法；3、掌握不同类型、不同尺寸齿轮的结构设计。重点 难点 1、本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法。2、本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计准则和选用相应的设计数据。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章的理论教学时数为10学时，分5讲讲授 第一讲：2学时 教学内容：10-1齿轮传动特点、分类及应用；10-2轮齿失效形式及设计准则；10-3齿轮材料及热

2、处理。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第二讲：2学时 教学内容：10-4齿轮传动的计算载荷；10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第三讲：2学时 教学内容：续前（10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算）；10-6齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第四讲：2学时 教学内容：10-7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第五讲：2学时 教学内容：10-8标准圆锥齿轮传动的强度计算；10-10齿轮的结构；10-11齿轮传动的润滑。教学方法及

3、手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。本章思考题 1常见的齿轮失效有哪些形式？失效的原因是什么？可采取哪些措施来减缓失效的发生？2有哪些因素影响齿轮实际承受载荷的大小？它们是怎样影响的？又如何减少它们的影响/3齿轮强度设计准则是根据什么确定的？有哪些准则？为什么？4如何具体分析确定计算齿根弯曲疲劳强度及齿面接触疲劳强度时的啮合位置，一般计算时以是如何处置的？5为什么把 YFa叫做齿形系数？有哪些参数影响它的数值？为什么？6如何确定斜齿圆柱齿轮及直齿圆锥齿轮传动中，主、从动齿轮所受的力（Fn、Ft、Fr、Fa）的方向、大小及作用位置？7 与直齿轮传动强度计算相比，斜齿轮传动的中强度计算有何不同之

4、处？8如何确定斜齿轮传动的许用接触应力？其道理何在？9按什么原则进行直齿圆锥齿轮传动的强度计算？直齿圆锥齿轮与直齿圆柱齿轮的强度计算有何异同？10齿轮传动有哪些润滑方式？它们的使用范围如何？11在作齿轮结构设计时，什么情况下应把小齿轮与轴做成齿轮轴？为什么圆柱齿轮传动中要把小齿轮的齿宽人为地加大一些？外语词汇 齿轮 gear 齿条传动 rack gear 备注 不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料及热处

5、理教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第二讲学时教学内容齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲青岛科技大学教案(课时备课)第 1 次课 2 学时 课目、课题 10-1 齿轮传动特点、分类及应用；10-2 轮齿失效形式及设计准则；10-3 齿轮材料及热处理。教学目的 和要求 1、了解齿轮传动特点、分类及应用；2、掌握不同条件

6、下齿轮传动的主要失效形式及设计准则；3、了解齿轮的常用材料、热处理方法及材料的选择原则。重点 难点 重点：齿轮传动的主要失效形式及设计准则 难点：不同条件下齿轮传动的主要失效形式、设计准则及齿轮材料的选择原则 教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有三部分：齿轮传动特点、分类及应用；轮齿失效形式及设计准则；齿轮材料及热处理。2、教学方法：在讲授齿轮传动特点、分类及应用时，要充分利用多媒体的优势，结合图片、图像及教具，使学生有一定的感性认识。讲授轮齿失效形式及设计准则时，要充分利用多媒体，结合图片、图像及教具，首先要给学生说明齿轮

7、的失效主要是齿轮轮齿的失效，轮齿的失效有那些类型，不同齿轮传动的工作条件下轮齿的主要失效形式是什么。讲授轮齿失效形式时，应注意几个基本点：损伤出现于轮齿的什么部位损伤的基本原因，损伤表明了轮齿的什么能力（或强度）不足，以及保证齿轮传动所需工作寿命应采取的措施等。要让学生知道根据齿轮传动的工作条件及失效情况，辩证地确定设计准则。掌握好有关材料及热加工工艺的基本知识是学好10-3 的先决条件，让学生复习前续课程有关知识。讲授必须讲清两点：一是选材时要遵循“齿面要硬，齿芯要韧”的基本原则；二是要密切结合生产实际，除了特殊需要外，一般应考虑生产单位所能提供的材料及毛坯，并力求符合技术经济原则。3、教学

8、手段：利用多媒体，结合图片、图像及教具进行讲授。作业布置 主要 外语词汇 点蚀 pitting 胶合 scoring 磨损 abrasion;wear;scratching 课后自我总结分析 青岛科技大学教案(课时备课)第 2 次课 2 学时 课目、课题 10-4 齿轮传动的计算载荷；10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料及热处理教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主

9、辅以教具第二讲学时教学内容齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲教学目的 和要求 1、了解 KA、Kv、K、K系数的基本含义，掌握各个系数的图表方法；2、掌握标准直齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定；3、掌握标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度的计算方法。重点 难点 重点：标准直齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算、方向判定和接触

10、强度的计算方法。难点：标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度的计算方法。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有：齿轮传动的计算载荷；标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析；标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度计算。2、教学方法：讲授齿轮传动的计算载荷时，主要是讲清 KA、Kv、K、K系数的基本含义、实质以及它们之间的差别。对减小 KA、Kv、K、K的措施让学生有个基本认识即可。要教学生会查用各个系数的图表。查用图表时应注意有关说明及表注。必须注意，轮齿的受力分析是个不能忽视的问题，如果把力的大小或方向搞错了，就会带来一系列的错误，甚至造成严重的后果

11、。所以对轮齿受力的分析应当结合图形着重讲授。直齿圆柱齿轮的受力分析比较简单，但它是斜齿轮和圆锥齿轮受力分析的基础。讲授直齿圆柱齿轮的受力分析时，应讲清楚：各力的数值的计算公式。力的作用点为节点 P，正压力 Fn 在法面内沿啮合线指向齿面，主动轮的圆周力 Ft的方向与齿轮的转向相反，径向力 Fr的方向沿半径指向轴线，从动轮所受的力与主动轮上的力大小相等，方向相反。从设计准则到实用的强度计算公式，有一个如何处理及演化的过程。要综合考虑轮齿的啮合位置（是单齿对啮合还是双齿对啮合）及实际啮合状况（齿轮精度高低、误差大小及轮齿的弹性变形大小），从齿顶进入啮合起，到齿根退出啮合止（或相反），沿整修工作齿廓

12、找几个有代表性的啮合位置，逐一分析，对比轮齿受载情况及产生应力大小，从而确定按轮齿的哪一个啮合位置计算其强度较为合理，并符合实际情况。对于按照分析所得结论导出设计公式的过程，只要求学生能够知道，能说清楚是按什么准则、什么结论建立的。对于公式的应用及公式中各符号的含义以及如何分别确定它们的代入数值和单位应着重讲授。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图像及教具进行讲授。不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料

13、及热处理教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第二讲学时教学内容齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲 作业布置 主要 外语词汇 安全系数 safety factor;factor of safety 安全载荷 safe load 标准齿轮 standard gear 标准直齿轮 standard spur gear 课后自

14、我总结分析 青岛科技大学教案(课时备课)第 3 次课 2 学时 课目、课题 10-5 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算；10-6 齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择。教学目的 和要求 1、掌握标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算方法；2、掌握齿轮传动的设计参数、许用应力的确定，了解精度选择。重点 难点 重点：标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算方法和设计参数确定。难点：标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算和设计参数确定。不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对

15、不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料及热处理教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第二讲学时教学内容齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有：标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算；齿轮传动的设计参数、许用应力与

16、精度选择。2、教学方法：标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算，要讲清楚：凡是影响轮齿形状的因素都要影响到系数 YFa及 YSa，影响轮齿形状的因素有基准齿形（它包含 4 个参数：、ha、c、），内、外齿，齿数及变位系数。因此，查用系数 YFa及 YS的图表时，一定要注意这几个影响因素是否与设计的情况相符，若有一个不符，都不能查用。表 10-5 所列的系数YFa及 YS为标准外齿轮（变位系数 x=0）的数值。其它说明见表注。实际选定齿轮的设计参数（z1和d）时，不必受书上荐用数值的限制。要做到合适，应参考现有机器设备，并逐渐从实践中积累经验。计算许应力时所用的lin、KN值是通过实验确定的。其中极

17、限应力 是按失效概率为 1%确定的，也就是说安全系数 S 值为 1 时，从概率的意义上说，会在设计的使用期间失效的齿轮只占 1%。对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏后只引起噪声、振动增大，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取 S=SH=1，但是，如果一旦发生断齿，就会引起严重的事故，因此在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取 S=SF=1.251.5。图 10-20、10-21中，相应于材料的每一个硬度值，lin 的值分别给出了代表材料质量等级的 3 条线 ME、MQ 和 ML。其中 ME 表示齿轮材料和热处理质量达到很高要求时的极限应力取值线；MQ 表示齿轮材料和热处理质量达到中等要求时的极限应力取

18、值线；ML 表示齿轮材料和热处理质量达到最低要求时的极限应力取值线。在对齿轮材料质量的情况不甚清楚的前提下，宜在 MQ 线上查取齿轮材料的级限应力值。齿轮的精度及公差主要应在“公差及互换性测量”课程中学习，本章只要求学生能够正确地选择和应用它们。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图像及教具进行讲授。不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料及热处理教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第二讲学时教学内容

19、齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲 作业布置 习题：10-1 主要 外语词汇 课后自我总结分析 青岛科技大学教案(课时备课)第 4 次课 2 学时 课目、课题 10-7 标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算。教学目的 和要求 1、掌握标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定；2、掌握标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算方法。重点

20、 难点 重点：标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算、方向判定和强度计算方法。难点：标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿轴向力 Fa的方向判定和强度计算方法。不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料及热处理教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第二讲学时教学内容齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮

21、传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有：标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算。2、教学方法：轮齿的受力分析是教学一个重要内容。结合斜齿圆柱齿轮受力图，与直齿轮比较，因斜齿轮的齿向偏斜了一个角，轮齿的法面 abcP 也跟着转过一个角，但正压力 Fn仍作用在法面内并指向齿面。正压力 Fn分解成 Ft、Fr、Fa三个相互垂直的分力。推导出各力大小的计算公式。力的作用点及主动轮上的作用力 F

22、t1、Fr1的方向仍按对直齿轮的规定进行确定。主动轮的轴向力的方向，应根据分析理解来判断，亦可按左旋齿用左手（右旋齿用右手）四指弯曲表示主动齿轮的回转方向，则大拇指伸直的方向就是的方向（不适用从动轮）。从动轮所受各力仍按作用力与反作用力大小相等、方向相反的规律确定。斜齿轮与直齿轮的强度计算基本原理是一样的，因而教学的重点主要是它的计算特点。斜齿圆柱齿轮强度计算的特点为：1）斜齿轮轮齿强度计算按法面分析计算，故应采用法面上的各个参数。结合表说明查取斜齿轮的系数 YFa及 YSa时，必须按当量齿数 zv查表；2）讲清强度计算式中引入重合度，弯曲强度计算式中引入螺旋角影 Y的意义；3）接触强度计算式

23、中仅系数 ZH的含义与直齿轮的不同。各公式的推导只要结合斜齿轮的特点对直齿轮的强度计算公式予以修正即可，不必深究。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图像及教具进行讲授。作业布置 习题：10-7 主要 外语词汇 交错轴斜齿轮 crossed helical gears 平面轴斜齿轮 parallel helical gears 课后自我总结分析 青岛科技大学教案(课时备课)第 5 次课 2 学时 课目、课题 10-8 标准圆锥齿轮传动的强度计算；10-10 齿轮的结构；10-11齿轮传动的润滑 教学目的 和要求 1、掌握标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定；2、了解标准圆锥齿轮传动

24、的强度计算方法；3、掌握齿轮的结构设计；4、了解齿轮传动的润滑。重点 难点 重点：标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定和齿轮的结构设计 难点：标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定 不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料及热处理教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第二讲学时教学内容齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学

25、时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有：标准圆锥齿轮传动的强度计算；齿轮的结构；齿轮传动的润滑。2、教学方法：直齿圆锥齿轮的受力分析，应结合直齿圆锥齿轮的受力图重点讲授它与直齿圆柱齿轮的不同之点。圆锥齿轮的轮齿比起圆柱齿轮的轮齿向一端下倾了一个 角。正压力 Fn亦分解成 Ft、Fr、Fa三个相互垂直的分力。只是必须注意一

26、点，求从动轮的各分力时，由于主、从动轮的轴线相互垂直，因而主动轮的径向力 Fr1就与从动轮的轴线平行，得 Fr1与Fa1大小相等，方向相反；而轴向力 Fa1则垂直从动轮的轴线，得 Fa1与Fr2大小相等，方向相反。主动轮的 Ft1、Fr1的方向仍沿用直齿圆柱齿轮受力分析的规定来确定，Fa的方向不论是主动轮还是从动轮都是由锥项指向大端。对圆锥齿轮传动设计计算的教学重点亦是讲清其特点。处理直齿圆锥齿轮传动设计计算最基本的一点，就是把直齿圆锥齿轮的强度看作是与其平均分度圆处的当量直齿圆柱齿轮的强度相当，因而强度计算式及其推导过程都可沿用直齿圆柱齿轮的参数而已。对齿轮的结构设计地讲授，应说明实际设计时

27、应从生产条件出发作全面的工艺性考虑。为了装配圆柱齿轮时不致因轴向错位而导致啮合齿宽减小，往往把小齿轮的齿宽在计算齿宽的基础上再加宽一些。各式齿轮的结构及尺寸可参考生产图纸或有关手册。齿轮传动的润滑是个重要问题，而且是一种专门性的学问，只作简要介绍，学生若须深入了解时，应学习有关专门必著作。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图像及教具进行讲授。不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料及热处理教学方法及手段课

28、堂以多媒体讲授为主辅以教具第二讲学时教学内容齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲 作业布置 主要 外语词汇 课后自我总结分析 不同条件下齿轮传动的主要失效形式设计准则基本设计原理设计程序及强度计算方法掌握不同类型不同尺寸齿轮的结构设计本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计齿失效形式及设计准则齿轮材料及热处理教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第二讲学时教学内容齿轮传动的计算载荷标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第三讲学时教学内讲授为主辅以教具第四讲学时教学内容标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算教学方法及手段课堂以多媒体讲授为主辅以教具第五讲学时教学内容标准圆锥齿轮传动的强度计算齿轮的结构齿轮传动的润滑教学方法及手段课堂以多媒体讲