第13课蜗杆传动和齿轮系(教案）-《机械基础》同步教学（江苏大学出版社）

课题 机械传动装置（四）——蜗杆传动和齿轮系 课时 2课时（90 min） 教学目标 知识技能目标： （1）掌握蜗杆传动的主要参数及工作原理 （2）了解蜗轮与蜗杆的结构和材料 （3）掌握常见机械传动装置的运行与维护 （4）能够计算蜗杆传动的传动比，确定蜗轮的转向 （5）能够计算定轴轮系的传动比，确定轮系传动件的转向 思政育人目标： （1）养成实事求是的科学精神和求真务实的辩证思维 （2）提升遵守标准规范的职业意识和学以致用的职业素养 教学重难点 教学重点：蜗杆传动的工作原理；蜗杆传动、定轴轮系的传动比计算； 教学难点：蜗杆传动、定轴轮系的传动比计算； 教学方法 案例分析法、问答法、讨论法、讲授法 教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材 教学设计 第1节课：考勤（2 min）→问题导入（5 min）→传授新知（38 min） 第2节课：传授新知（15 min）→例题讲解（10 min）→任务实施（15 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min） 教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图 第一节课 课前任务 · 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单4.2”，并根据任务工单进行组内分工。同时，提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件预习本节课知识，了解蜗杆传动的类型和特点，普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸的计算，蜗杆与涡轮结构和材料，蜗杆传动的维护，齿轮系的类型及功能，定轴齿轮系传动比的计算等内容，并思考以下问题： （1）蜗杆传动的类型有哪些？请举例说明，并简述蜗杆传动的特点。 （2）蜗杆传动的主要参数有哪些？请举例说明，并简述计算方法。 （3）蜗杆传动的失效形式有哪些？蜗杆传动的润滑方式有哪些？请举例说明。 · 【学生】完成课前任务 通过课前任务，使学生了解所学课程的重要性，增加学生的学习兴趣 考勤 （2 min） · 【教师】使用文旌课堂APP进行签到 · 【学生】按照老师要求签到 培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况 问题导入 （5 min） · 【教师】提出以下问题： 减速器传动机构中，平行轴间的传动用圆柱齿轮传动，相交轴间的传动用圆锥齿轮传 动，那空间两交错轴间的运动是用什么来传递运动的呢？ · 【学生】思考、举手回答 · 【教师】通过学生的回答，引入要讲的知识 通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣 传授新知 （38 min） 一、蜗杆传动 【多媒体教学】 ✈【教师】要求学生通过“文旌课堂”APP扫描二维码“蜗杆传动的工作原理及特点”，观看微课视频，学习蜗杆传动的工作原理及特点 ✈【学生】观看、思考 · 【教师】新知讲解 1．蜗杆传动的结构和工作原理 结构：由蜗杆、蜗轮和机架等组成。 工作原理：主要用于空间两交错轴之间运动和动力的传递，如图所示。蜗杆与蜗轮的轴线通常在空间成90°交错，一般以蜗杆为主动件，蜗轮为从动件。 2．蜗杆传动的类型和特点 根据蜗杆外形的不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥蜗杆传动三类，如图所示。 （a）圆柱蜗杆传动 （b）环面蜗杆传动 （c）锥蜗杆传动 圆柱蜗杆传动可分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动。在普通圆柱蜗杆传动中，根据螺旋面形状的不同，普通圆柱蜗杆可分为阿基米德圆柱蜗杆、渐开线圆柱蜗杆、法向直廓圆柱蜗杆等。其中，阿基米德圆柱蜗杆具有加工方便、承载能力强等优点，应用最为广泛。 优点：① 传动比（一般为10～80）大且准确，结构紧凑； ② 传动平稳，噪声较小； ③ 可实现自锁。 缺点：① 蜗轮与蜗杆之间的摩擦较大，传动效率较低（一般为0.7～0.9）； ② 通常选用铜合金等材料，成本较高。 【课堂互动】 ✈【教师】提出问题让学生思考、讨论，并随机抽取学生回答 蜗杆传动和齿轮传动相比有哪些特点？常用于什么场合？ ✈【学生】聆听、思考、讨论、回答 3．普通圆柱蜗杆传动的主要参数 普通圆柱蜗杆传动如图所示，通过蜗杆轴线且垂直于蜗轮轴线的平面称为中间平面，它既是蜗杆的轴向截面，又是蜗轮的端面。在中间平面内，蜗轮与蜗杆的啮合相当于渐开线齿轮与齿条的啮合，因此普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸均以中间平面的参数为标准值。 1）蜗杆的头数和蜗轮的齿数 蜗杆的头数是指蜗杆分度圆柱上螺旋线的条数，用表示。蜗杆头数越小，传动比越大，且越容易实现自锁，但传动效率将随之降低，摩擦发热量增大；蜗杆头数越大，传动效率越高，但传动比将变小，且加工困难。因此，工程中通常取。 蜗轮的齿数，若太小，蜗杆传动的平稳性将变差，且蜗轮容易产生根切；若太大，蜗轮的直径将增大，与之相啮合的蜗杆长度则会增加，导致蜗杆传动的刚度下降。因此