6-4 齿轮传动（教案）《机械基础》同步精品课堂（高教版·第三版）

《机械基础》教案 课 题 6-4齿轮传动 课 型 新授 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 《机械基础》是一门理论与实践相结合的专业基础课程，是后续专业课学习的基础。该门课程选用的是高等出版社出版的《机械基础》第3版教材，本教材是新使用的教材，主要采用模块教学的方法，以学习任务为引领，学生通过接受学习任务目标，实施任务目标，完成并掌握好每次课的知识和技能目标。本书内容设置由浅入深，既突出基础性理论内容，又重视实践性应用操作。本节课的学习内容在工业生产中具有广泛应用，学生必须深知齿轮传动的基本类型、特点、应用。为日后学习和工作打下基础。 学情分析 授课对象机械加工技术专业的学生，男生比较多，初中文化基础较差，入学成绩低，缺乏良好的学习习惯，纪律散漫，自制力差，很多学生有厌学情绪，但动手能力和好奇心强，需要通过教学手段提高学生的学习兴趣和自主学习能力。在学习本节内容之前，学生已经掌握了机器、机构与运动副的相关知识,有一定的机械制图、平面机构方面的知识，已经具备了探究本节内容的基础。其中80%学生乐于动手探究又易灰心丧气，60%精力充沛却又很任性，30%掌握基础知识且具备扎实功底。采用任务驱动法，通过小组竞争的方式激发学生的学习积极性，提高学生学习热情，并通过网络学习激发学生学习新知识的兴趣，提高学生的自主学习能力、创新能力。 学习目标 1.知识目标： （1）掌握内啮合直齿圆柱齿轮、齿条、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的结构。 （2）了解内啮合直齿圆柱齿轮传动、齿轮齿条传动、斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动的应用特点。 （3）了解并掌握斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮正确啮合的条件。 （4）了解齿轮的结构、齿轮常用材料及热处理和齿轮传动的润滑方式。 2.能力目标：学生协作学习，做中学、学中做，通过讲解，掌握齿轮传动基本知识。 3.素质目标：培养认真、严谨、仔细的工作作风，培养学生团队协作学习能力， 培养学生的信息处理能力。 学习重难点 1.内啮合直齿圆柱齿轮、齿条、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的结构。 2.齿轮的失效模式。 教学方法 1.采用混合式教学法，课前完成《齿轮传动》的慕课学习并完成学习检测。 2.课中以减速器为项目载体，分析减速器箱体的连接方式，通过小组合作探究理解齿轮传动基本类型、特点、应用及预紧和防松，培养学生团队协作的学习能力；通过讲解与练习，培养学生认真、严谨、仔细的工作作风。 课前准备 学生准备 1.知识储备：掌握齿轮传动等基本知识。 2.结合课本、导学案，充分利用网络资源预习新课。 3.课前学生分成5个学习小组。 教师准备 准备制作课件、教案、微课、导学案。 教学媒体 多媒体、自制教具、微课 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 组织教学 清点人数、整顿秩序并与班主任核实；安全与卫生检查。 复习旧课：螺纹连接的基本知识 检查预习新课 引入新课 通过图片展示不同类型的齿轮传动，请同学生说出生活常见的例子有哪些？ 组织上课，考勤，检查学生仪容仪表。 学生以小组为单位，巩固旧课，展示预习情况 积极发言 严肃课堂纪律，让学生养成良好的行为习惯，为教与学创造良好环境。 复习旧课，预习新课，有助于学过知识的掌握和为下一阶段的学习做好铺垫。 活动二： 调动思维 探究新知 一．导入新课 1．提问导入：下图为内啮合直齿圆柱齿轮，与外啮合直齿圆柱齿轮相比，有什么不同点？ 2．将课题引至齿轮传动。 二．讲授新课 （一）内啮合直齿圆柱齿轮传动 与外啮合齿轮相比，具有以下不同点： 1．内齿轮的齿顶圆小于分度圆，齿根圆大于分度圆。 2．内齿轮的齿廓是内凹的，其齿厚和齿槽宽分别对应于外齿轮的齿槽和齿厚。 3．为了使内齿轮齿顶的齿廓全部为渐开线，其齿顶圆必须大于基圆 。当要求齿轮传动轴平行，回转方向一致，且传动结构紧凑时，可采用内啮合齿轮传动。 观看PPT、图片及动画，学生自主分析，各小组派代表阐述本组学习成果。 以学生为主体，学生通过小组讨论等活动掌握内啮合与外啮合基本类型、特点和应用，强调本节课重点，通过小组活动，培养学生团队合作精神，使学生在做中学。 活动三： 调动思维 探究新知 （二）齿轮齿条传动 齿轮齿条传动是齿轮传动的一种特殊方式。齿轮齿条传动可以将齿轮的回转运动转换为齿条的往复直线运动，或将齿条的往复直线运动转换为齿轮的回转运动。 1．齿条 齿条就像一个直径无限大的齿轮，当齿轮的圆心位于无穷远处时，其上各圆的直径趋向于无穷大，齿轮上的基圆、分度圆、齿顶圆等成为了基线、分度线、齿顶线等相互平行的直线，渐开线齿廓也变成了直线齿廓，齿轮即演化成为齿条。 2．齿条移动速度计算 齿条的移动速度公式为： v=n1πd1=n1πmz1 v——齿条的移动速度，mm/min n1——齿轮的转速，r/min d1——齿轮分度圆直径，mm m——齿轮的模数，mm z1——齿轮的齿数 （三）斜齿圆柱齿轮传动 1．斜齿圆柱齿轮的主要参数 由于斜齿轮的齿面为渐开螺旋面，故其端面齿形与法面齿形是不同的，因此，端面和法面的参数也不同。斜齿轮切齿刀具的选择及轮齿的切制以法面为准，其法面参数取标准值。斜齿轮的几何尺寸计算却按端面参数进行，为此必须建立端面参数与法面参数之间的换算关系。端面是指垂直于齿轮轴线的平面，用t做标记。法面是指与轮齿齿线垂直的平面，用n表示。 （1）斜齿圆柱齿轮的螺旋角 斜齿圆柱齿轮螺旋角β是指螺旋线与轴线的夹角。斜齿圆柱齿轮各个圆柱面的螺旋角不同，平时所说的螺旋角均指分度圆上的螺旋角，用β表示。β越大，轮齿倾斜程度越大，因而传动平稳性越好，但轴向力也越大，所以一般取β=8°~30°，常用β=8°~15°。 （2）模数 国家标准规定，斜齿圆柱齿轮的法向模数为标准值： Pn＝Pt cosβ 式中， pn、pt为齿轮的法向齿距和端面齿距。 因为pn=πmn，pt=πmt，所以斜齿轮的法向模数与端面模数的关系为：mn＝mt cosβ。 （3）压力角 在斜齿圆柱齿轮上法向压力角（αn）和端面压力角（αt）是不同的，国家标准规定法向压力角取标准值，即αn=20°。 （4）旋向 斜齿圆柱齿轮轮齿的螺旋线方向（即β角的旋向）分为左旋和右旋。判别方法为：将齿轮轴线垂直放置，轮齿自左至右上升者为右旋，反之为左旋。 2．斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 一对外啮合斜齿圆柱齿轮用于平行轴传动时的正确啮合条件如下： （1）两齿轮法向模数相等，即：mn1=mn2=m （2）两齿轮法向压力角相等，即：αn1=αn2=α （3）两齿轮螺旋角相等、旋向相反，即：β1=－β2 3．斜齿圆柱齿轮传动的优缺点 斜齿圆柱齿轮传动的优、缺点与直齿圆柱齿轮相比.斜齿圆柱齿轮传动具有以下优、缺点： （1）由于重合度大所以传动平稳冲击和噪声都较小啮合性能好；承载能力强，可用于大功率传动。 （2）斜齿轮不产生根切的最少齿数比直齿轮不产生根切的最少齿数少使齿轮机构的尺寸更加紧凑。 （3）斜齿轮的制造成本及所用机床均与直齿轮相同。 （4）由于有螺旋角，所以工作时会产生轴向分力从而增加了轴承的负荷对传动不利。 （四）直齿锥齿轮传动 直齿锥齿轮传动机构属于空间齿轮机构用于传递两相交轴之间的运动和动力且轴交角最常用的是90°。 为保证直齿锥齿轮的正确啮合应满足的条件是： 两互相啮合的锥齿轮的大端模数和压力角分别相等且为标准值。即 m1=m2=m α1=α2=α 通过视频、多媒体学习齿轮传动松的主要方法。以小组为单位进行阐述。 以学生为主体，学生通过小组讨论等活动掌握各种不同的传动，强调本节课重点。 活动四： 巩固练习 素质提升 1.填空题 （1）在一个齿轮上,_______（齿数）、_______（压力角）和_______（模数）是几何尺寸计算的主要参数和依据。 （2）一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件为两齿轮的_____（模数）必须相等, _____（分度圆上的压力角）必须相等且均等于_____（标准）值。 2.选择题 （1）直齿锥齿轮传动一般用于______场合.（C） A  重载、低速   B  轻载、高速   C  轻载、低速   D  重载、高速 （2）一般开式齿轮传动的主要失效形式是____（C） A  齿面点蚀   B  齿面胶合   C  齿面磨损   D  塑性变形 小组讨论，根据所学知识进行总结，阐述。 问题的提出，是对所学知识运用的最好检验，有助于学生理解知识、运用知识 课堂小结 作业布置 学生代表总结：本节课学习的主要内容：齿轮传动的工作原理、种类、应用特点；外啮合直齿圆柱齿轮传动的结构和主要参数。 板书设计 6-4 齿轮传动 一、其他齿轮传动简介 （一）内啮合直齿圆柱齿轮 （1）齿顶圆＜分度圆，齿根圆＞分度圆 （2）齿廓是内凹的，齿厚和齿槽宽分别对应于外啮合齿轮的齿槽宽和齿厚 （3）齿顶圆必须大于基圆 （4）回转方向一致 （二）齿轮齿条传动 齿条的移动速度：V=n1πd1=n1πmz1 齿轮每回转一周，齿条移动距离为：L=πd1=πmz1 （三）斜齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件 （1）两齿轮法向模数相等，即：mn1=mn2=m （2）两齿轮法向压力角相等，即：αn1=αn2=α （3）两齿轮螺旋角相等、旋向相反，即：β1=－β2 （四）直齿锥齿轮传动 直齿锥齿轮传动正确啮合的条件： （1）两齿轮的大端模数相等，m1=m2=m 教学反思 本次教学设计，通过同学们观察身边应用齿轮传动的例子引入，以最终能够掌握齿轮传动基本类型为目的，充分发挥信息教学优势借助课程网络学习平台和多种技术手段化解了传统教学难题，实现了多元评价。整个教学过程关注职业素养的养成，形成认真严谨的职业习惯，使同学们能够继承和发扬“工匠精神”。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$