华北理工大学：《机械制图》课程授课教案（A2讲稿）第6讲 齿轮

华北理工大学《机械制图A-2》课程名称第周第讲课程 第 6 讲第8章第3讲第8章标准件和常用件授课章节第二节齿轮的画法1、掌握齿轮的功能、种类2、掌握圆柱齿轮各部分的名称、代号及尺寸计算目的要求3、掌握直齿圆柱齿轮的规定画法4、掌握两直齿圆柱齿轮啮合的画法重点单个齿轮和啮合齿轮的规定画法难点对齿轮模数概念的理解及两齿轮啮合的画法教学方法多媒体教学，采用动画演示、模型分析、启发引导的教学方式。教学手段板书与多媒体结合。时间分配导入5分钟，课程内容85分钟。主要内容【课程导入】齿轮是机械中应用非常广泛的一种传动零件，用于传递运动和动力，并能改变旋转速度及回转方向。齿轮的结构、尺寸和技术要求三项内容，国家标准只是部分地实行了标准化，有的重要参数实行了系列化，因此齿轮是一种常用件，同样由专门的工厂及专用机床进行加工、生产与制造。为了方便设计、交流、生产及使用，国家标准对其结构、参数、画法作了相应的规定。本次课将重点学习直齿圆柱齿轮相关方面的内容。【本章课程的内容】：第八章标准件和常用件88—2齿轮、齿轮的功用齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。常见的齿轮传动形式有三种：

1 华北理工大学 课程名称 《机械制图 A-2》 第 周 第 讲 课程 第 6 讲 第 8 章 第 3 讲 授课章节 第 8 章 标准件和常用件 第二节 齿轮的画法 目的要求 1、 掌握齿轮的功能、种类 2、 掌握圆柱齿轮各部分的名称、代号及尺寸计算 3、 掌握直齿圆柱齿轮的规定画法 4、 掌握两直齿圆柱齿轮啮合的画法 重 点 单个齿轮和啮合齿轮的规定画法 难 点 对齿轮模数概念的理解及两齿轮啮合的画法 教学方法 多媒体教学，采用动画演示、模型分析、启发引导的教学方式。 教学手段 板书与多媒体结合。 时间分配 导入 5 分钟，课程内容 85 分钟。 主要内容 【课程导入】 齿轮是机械中应用非常广泛的一种传动零件，用于传递运动和动力，并能改变旋转速度 及回转方向。齿轮的结构、尺寸和技术要求三项内容，国家标准只是部分地实行了标准化， 有的重要参数实行了系列化，因此齿轮是一种常用件，同样由专门的工厂及专用机床进行加 工、生产与制造。为了方便设计、交流、生产及使用，国家标准对其结构、参数、画法作了 相应的规定。本次课将重点学习直齿圆柱齿轮相关方面的内容。 【本章课程的内容】： 第八章 标准件和常用件 §8—2 齿轮 一、齿轮的功用 齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作 用。常见的齿轮传动形式有三种：

二、齿轮的分类圆柱齿轮传动一一用于两平行轴之间的传动。圆锥齿轮传动一一用于两相交轴之间的传动。蜗轮蜗杆传动一一用于两交叉轴之间的传动。三、圆柱齿轮圆柱齿轮按其齿线方向可分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和人字齿轮。直齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮人字齿轮本节主要介绍标准直齿圆柱齿轮几何要素的名称、代号和尺寸计算。1、标准直齿圆柱齿轮各几何要素的名称及代号主要以下三系列概念：直径系列：齿顶圆d齿根圆d分度圆d周向系列：齿厚sk齿槽宽ek齿距pk径向系列：全齿高h齿顶高ha齿根高hr

2 二、齿轮的分类 圆柱齿轮传动——用于两平行轴之间的传动。 圆锥齿轮传动——用于两相交轴之间的传动。 蜗轮蜗杆传动——用于两交叉轴之间的传动。 三、圆柱齿轮 圆柱齿轮按其齿线方向可分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和人字齿轮。 直齿圆柱齿轮 斜齿圆柱齿轮 人字齿轮 本节主要介绍标准直齿圆柱齿轮几何要素的名称、代号和尺寸计算。 1、 标准直齿圆柱齿轮各几何要素的名称及代号 主要以下三系列概念：

①齿数z轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一②齿顶圆da通过齿轮各齿顶端的圆，称为齿顶圆③齿根圆df通过齿轮各齿槽根部的圆，称为齿根圆。④分度圆d齿轮上一个约定的假想圆，齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆。在该圆上齿槽宽e与齿厚s相等，即e=s。③节圆d两齿轮合时，位于连心00上的两齿廓接触点P，称为节点。分别以01O2为圆心。O,P、O,P为半径所作的两相切的圆称为节圆。正确安装的标准齿轮d'=d。齿距p、齿厚s、齿槽e在分度圆上，相邻两齿廓对应点之间的弧长为齿距，p=ste：在标准齿轮中，分度圆上e=s=P/2。①齿高h、齿顶高ha、齿根高hr轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离为齿高；齿项圆与分度圆的径向距离为齿顶高；分度圆与齿根圆的径向距离为齿根高。③模数m，由于齿轮的分度圆周长=zp=πd，则d=zp/元，为计算方便，将p/π称为模数m，则d=mz。模数是设计、制造齿轮的重要参数。模数的数值已标准化，如p179表8-4所示。单位：m齿轮模数系列(GB/T1357—2008)第一系列11.251.522.5345681012162025324050第二系列1.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.55.5(6.5)79(11)14182228364501主动齿轮1齿效z17S-m=2.52175O0=1-FM=h从动店轮齿效z1在节点处，两啮合齿轮齿廓曲线的公法线与两节圆的公切线压力角（啮合角）α所夹的锐角，称为压力角，我国采用的压力角一般为20。中心距齿轮副的两轴线之间的最短距离，称为中心距。2、计算公式3

3 ①齿数 z 轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。 ②齿顶圆 da 通过齿轮各齿顶端的圆，称为齿顶圆 ③齿根圆 df 通过齿轮各齿槽根部的圆，称为齿根圆。 ④分度圆 d 齿轮上一个约定的假想圆，齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分 度圆。在该圆上齿槽宽 e 与齿厚 s 相等，即 e = s 。 ⑤节圆 d' 两齿轮啮合时，位于连心 O1O2 上的两齿廓接触点 P，称为节点。分别以 O1、 O2 为圆心。O1P、O2P 为半径所作的两相切的圆称为节圆。正确安装的标准齿轮 d'=d。 ⑥齿距 p、齿厚 s、齿槽 e 在分度圆上，相邻两齿廓对应点之间的弧长为齿距，p=s+e； 在标准齿轮中，分度圆上 e = s = P/2 。 ⑦齿高 h、齿顶高 ha、齿根高 hf 轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离为齿高；齿 顶圆与分度圆的径向距离为齿顶高；分度圆与齿根圆的径向距离为齿根高。 ⑧模数 m 由于齿轮的分度圆周长=zp=πd，则 d=zp/π，为计算方便，将 p/π称为模 数 m，则 d=mz。模数是设计、制造齿轮的重要参数。模数的数值已标准化，如 p179 表 8-4 所 示。 齿轮模数系列(GB/T 1357—2008) 单位：mm 第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 36 45 ⑨压力角（啮合角）α 在节点处，两啮合齿轮齿廓曲线的公法线与两节圆的公切线 所夹的锐角，称为压力角，我国采用的压力角一般为 20ο。 ⑩中心距 齿轮副的两轴线之间的最短距离，称为中心距。 2、计算公式

d=mzha=ham=1mhf=ha+c=ham+cm-ha+c)m=1.25md, =d+2h, =m(z+2)必须至少要d, =d-2h, =m(z-2.5)记住这三个公式！d+d2="(z,+2)a=223、圆柱齿轮的规定画法国家标准只对齿轮的轮齿部分作了规定画法，其余结构按齿轮轮廓的真实投影绘制。GB4459.2一2008规定齿轮画法为：齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制：分度圆和分度线用点画线。①直齿圆柱齿轮举例及画图：设有一齿轮：Z=50m=3画图时要计算过程：用到这组分度圆直径：d=m×z=3×50=150数据齿顶高：h=1m=3。画图时或齿根高：h=1.25m=3.75用这组数据分度圆直径：d=m×z=3×50=150齿顶圆直径：d。=m（z+2）=3×（50+2）=156齿根圆直径：d=m（z-2.5）=3×（50-2.5）=142.5分度圆用长画短画线绘制当主视图不剖时齿根圆画为细线齿项圆用粗实线齿根圆用细实线也可省略不画若画成剖视图，轮齿部分按不剖处理，齿根线画粗实线4

4 3、圆柱齿轮的规定画法 国家标准只对齿轮的轮齿部分作了规定画法，其余结构按齿轮轮廓的真实投影绘制。 GB4459.2—2008 规定齿轮画法为：齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制；分度圆和分度线用点画线。 ① 直齿圆柱齿轮举例及画图：

②直齿圆柱齿轮剖视与视图画法对比；斜齿、人字齿圆柱齿轮的表达方法。轮齿部分不剖面线齿项线齿项困【分度线】分度围齿振围齿粮线表示人字齿表示斜齿（d）人字齿（半削）(c）斜齿（半削）(b）直齿（全削）(a）直齿(未削)4、直齿圆柱齿轮啮合的规定画法举例及画图：若有一Z2=30的齿轮与前面所画的齿轮啮合。OC即：一对齿轮Z=50,Z2=30,m=3,完成这对齿轮的啮合图。这组数据两个齿齿顶高：ha=1m=3。。.轮是相同的齿根高：h,=1.25m=3.75计算Z2=30的齿轮分度圆、齿顶圆、齿根圆。分度圆直径：d=m×z=3×30=90齿顶圆直径：d=m（z+2）=3×（30+2）=96齿根圆直径：d=m（z-2.5）=3×（50-2.5）=82.5记好脑合区中五条线的画法及间隔两个齿轮的齿宽相同时分度圆用长画短画线绘顶回粗实线~一虚线齿根圆粗实线

5 ② 直齿圆柱齿轮剖视与视图画法对比；斜齿、人字齿圆柱齿轮的表达方法。 4、直齿圆柱齿轮啮合的规定画法 举例及画图：

山際5、按直径大小圆柱齿轮的分类及啮合图剖视与视图画法上的区别哈合区内者顶面高实线成蛋鸣不画创视图中唯合区内一个齿轮的齿顶线品虚线或省略不菌(d）斜齿(c)直齿(b)(a)1、齿轮的用途、分类。本章小结2、标准直齿圆柱齿轮各几何要素的名称、代号及尺寸关系。3、单个齿轮与啮合齿轮的规定画法课后思考题发现日常生活中的齿轮传动，并思考它们的工作原理。习题册中P62，P62-1。本章作业课后反思反思圆柱齿轮传动形式的使用场合，并发现在实际中的应用

6 5、按直径大小圆柱齿轮的分类及啮合图剖视与视图画法上的区别 本章小结 1、齿轮的用途、分类。 2、标准直齿圆柱齿轮各几何要素的名称、代号及尺寸关系。 3、单个齿轮与啮合齿轮的规定画法 课后思考题 发现日常生活中的齿轮传动，并思考它们的工作原理。 本章作业 习题册中 P62，P62-1。 课后反思 反思圆柱齿轮传动形式的使用场合，并发现在实际中的应用