《圓柱齒輪傳動機構(gòu)的裝配》教學(xué)設(shè)計

閔友付

摘要：《機械裝調(diào)技術(shù)與實訓(xùn)》是機械類專業(yè)的專業(yè)核心課程，其基本知識與技能是學(xué)生今后工作的基礎(chǔ)，因此學(xué)生較為重視。同時在學(xué)習(xí)本課程之前，學(xué)生已有一定的機械制圖知識和有關(guān)鉗工的基本操作技能，對機械零件有一定的感性認識和專業(yè)理論基礎(chǔ)。但本課題零部件部分涉及的內(nèi)容較為繁雜、抽象，學(xué)生往往會覺得枯燥乏味，缺乏學(xué)習(xí)的興趣。本文通過理實一體化的教學(xué)設(shè)計模式，老師做中教，學(xué)生做中學(xué)，把專業(yè)基礎(chǔ)課與生產(chǎn)實踐結(jié)合起來，突出應(yīng)用性、實用性，做到學(xué)以致用，為專業(yè)實踐課打好基礎(chǔ);通過情景化、職業(yè)化、體驗化、項目化的學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生體驗職業(yè)情境，提升學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，為學(xué)生就業(yè)打好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：圓柱齒輪;傳動機構(gòu);裝配;教學(xué)設(shè)計

一、情景導(dǎo)入、吸引注意

通過一個生產(chǎn)實際情景，引發(fā)學(xué)生興趣，又以此情景來為本次任務(wù)做鋪墊，由一個事件引到齒輪傳動的裝配與調(diào)試。某企業(yè)，一臺車床在運行時，噪聲較大，如果你是維修師傅，該如何去檢查機床的故障以及產(chǎn)生故障的原因。

二、任務(wù)驅(qū)動、探索新知

任務(wù)1 將圓柱齒輪裝配到軸上

將裝配齒輪的軸頭部位圓柱表面、鍵槽、齒輪內(nèi)孔以及鍵表面清理干凈，涂上潤滑油。在軸上滑移的齒輪，通常與軸的配合都是間隙配合，裝配的精度主要決定于零件加工的精度。裝配時注意軸端和齒輪孔口去除毛刺等即可。

在軸上的定位齒輪，通常與軸有少量過盈的配合（多數(shù)為過渡配合），裝配時需加一定外力。若配合的過盈量不大，可用紫銅棒施力均勻地敲擊裝入或壓裝;過盈量較大的，可用螺旋壓入工具壓裝，壓裝時，要避免齒輪歪斜和產(chǎn)生變形。

任務(wù)2 檢查齒輪的安裝精度

對精度要求高的齒輪傳動機構(gòu)，在壓裝后需要檢驗其徑向圓跳動和端面圓跳動誤差可用百分表檢驗齒輪安裝的徑向和端面圓跳動誤差。檢查儀器附件盒的表格，根據(jù)被測齒輪不同的模數(shù)選擇合理的球形測量頭;將測頭擦凈并把它裝在儀器的中心頂尖上，安裝完成后齒輪不得軸向竄動，利用升降螺母和抬起手柄調(diào)整指示表，讓指示表有一到兩圈的壓縮量;按照順序逐個測量各個齒面，并記下指示表的讀數(shù);對測量結(jié)果進行處理并判斷安裝是否合格。

任務(wù)3 將齒輪裝入箱體

將齒輪軸部件裝入箱體是一道重要的工序。齒輪嚙合的質(zhì)量需要包括一定的齒側(cè)間隙，適當?shù)慕佑|面積和合理的接觸位置。除齒輪自身的制造精度影響齒輪嚙合的質(zhì)量以外，齒輪箱體的形狀、位置精度和尺寸精度都對嚙合質(zhì)量有很大的影響。所以，齒輪軸部件在裝入箱體前應(yīng)檢驗箱體的主要部位是否達到規(guī)定的技術(shù)要求。

（1）對箱體的檢查

1.檢驗箱體孔距。中心距是影響一對嚙合齒輪側(cè)隙的主要因素。安裝時要使孔距在規(guī)定的公差范圍以內(nèi)?？拙嗟臋z驗可以直接量孔邊距和孔徑尺寸再計算，也可以采用插入芯棒量取尺寸后再計算。

2.檢驗孔系（軸系）的平行度誤差。用外徑千分尺分別對芯棒兩端的尺寸L1和L2進行測量，其差值（L1-L2）就是兩孔軸線在所測長度內(nèi)的平行度誤差。

3.檢驗軸線與基面的尺寸精度和平行度誤差

4.檢驗孔中心線的同軸度誤差。圖1為成批大量加工時，用專門的檢驗芯棒進行檢測，如果檢測芯棒可以自由地插入多個孔中，就說明孔的同軸度誤差是合格的。如果有不同直徑的孔時，要通過不同外徑的檢驗套進行配合檢測，從而減少檢驗芯棒的數(shù)量。也可以通過百分表和芯棒進行檢測，把百分表固定在芯棒上面，轉(zhuǎn)動芯棒一圈，百分表最大讀數(shù)和最小讀數(shù)差值的一半就是同軸度誤差值。

5.孔中心線與端面垂直度誤差的檢驗。如圖2所示，其中圖（a）為將帶有檢驗圓盤的芯棒插入孔中，用涂色法或塞尺可檢驗軸線與孔端面的垂直度誤差△;圖（b）為用百分表和芯棒檢驗。芯棒轉(zhuǎn)動一圈，百分表讀數(shù)最大值和最小值的差值，就是端面對軸心線垂直度的誤差。

（2）檢查齒輪嚙合的質(zhì)量

齒輪軸部件裝入箱體后，要檢驗齒輪副的嚙合質(zhì)量，包括側(cè)隙大小的測量和齒的接觸斑點的檢查。

1.測量側(cè)隙的大小。測量側(cè)隙最直觀、簡單的方法是壓熔斷絲檢驗法。在齒面沿齒長兩端并垂直于齒長方向，平行放置兩條熔斷絲（直徑不宜大于齒輪副規(guī)定的最小極限側(cè)隙的4倍，若寬齒可放3～4條）。熔斷絲滾動齒輪擠壓后，測量熔斷絲最薄處的厚度，即為齒輪副的側(cè)隙。

2.接觸精度檢驗。接觸精度一般用涂色法檢驗接觸斑點而得到。將紅丹粉均勻的涂到主動齒輪齒面上，轉(zhuǎn)動主動齒輪并使從動齒輪輕微制動，以取得齒面接觸斑點。齒輪上接觸斑點的分布位置和大小取決于齒輪精度等級，其合理的分布位置應(yīng)是相對于節(jié)圓對稱分布。根據(jù)接觸斑點的分布位置和大小可以判斷裝配時產(chǎn)生誤差的原因。

三、知識拓展、攻破難點

為了緊密貼合生產(chǎn)實際，特在本次課引入機械裝調(diào)技術(shù)仿真教學(xué)軟件，以使學(xué)生能夠?qū)X輪在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用有更清楚的認識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過模擬仿真還可以達到以下效果：

1.提醒學(xué)生重視裝配的工藝，一部機器由很多不同的部件和構(gòu)件組成。部件又由很多不同的零件構(gòu)成。所以，裝配的工藝就是整個裝配過程的總指揮，指導(dǎo)裝配工作的總體順序。

2.學(xué)生要掌握齒輪減速器的裝配方法，可以根據(jù)機器設(shè)備的技術(shù)要求、按照工藝的過程進行裝配，從而達到工藝要求。

3.訓(xùn)練學(xué)生掌握軸承的裝配方法和裝配步驟。

齒輪減速器主要由直齒圓柱齒輪、角接觸軸承、深溝球軸承、支架、軸、端蓋、鍵等組成，可完成減速器的裝配工藝模擬實訓(xùn)。

四、鞏固內(nèi)化、實戰(zhàn)演練

通過仿真軟件對齒輪減速器的模擬裝配訓(xùn)練，達到一定的熟練程度之后，帶學(xué)生到實訓(xùn)室，實際演練，并將本節(jié)課主要內(nèi)容即如何保證齒輪的安裝精度在實際操作過程中體現(xiàn)出來，達到能夠迅速調(diào)節(jié)到實際要求的效果。

參考文獻：

[1] 徐兵.《機械裝配技術(shù)》.北京：中國輕工業(yè)出版社，2005，7

[2] 勞動部培訓(xùn)司.鉗工工藝學(xué).北京：中國勞動出版社，1991

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