6-5 蜗杆传动（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 6-5 蜗杆传动 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，学生必须蜗杆传动的基本类型、特点及应用，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）了解蜗杆传动的工作原理、类型、特点和应用； （2）会计算蜗杆传动的传动比； （3）会判断蜗杆传动中蜗轮的转向； （4）了解蜗杆传动的失效形式； （5）了解蜗杆传动的结构和常用材料。  2.能力目标： 鼓励学生在合作中互相学习，在做中学、在学中做，通过实操，分析蜗杆 传动的工作原理，使学生初步具备分析蜗杆传动的能力。 3.素质目标： （1）通过实践操作培养认真、踏实、细致的工作作风； （2）通过小组合作，培养学生团队合作学习能力。 学习重难点 重点：蜗杆传动的基本参数和尺寸计算 难点：蜗杆传动的方向判断 教学方法 采用混合式教学法，课前完成《蜗杆传动》的预习并完成学习检测，课中通过观察视频，小组协作探究了解蜗杆传动的工作原理、传动比计算和旋转方向的判断，培养学生团队合作的学习能力。 课前准备 学生准备 1.知识储备：掌握蜗杆传动基本知识。 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 一、蜗杆传动的工作原理、类型、特点和应用 1.蜗杆传动的工作原理 蜗杆传动是由蜗杆、蜗轮和机架组成的传动装置,用来传递空间两交错轴间 的运动和动力,通常交错角为 90°。一般蜗杆为主动件,蜗轮为从动件。 2.蜗杆传动的类型 蜗杆传动按形状分为圆柱蜗杆传动、环面圆柱蜗杆传动和圆锥蜗杆传动,其中圆柱蜗杆传动应用最广泛。圆柱蜗杆传动又分为普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动。普通圆柱蜗杆按蜗杆螺旋面形状可分为阿基米德蜗杆、渐开线蜗杆和法面直廓圆柱蜗杆等,其中阿基米德蜗杆应用最广泛。 蜗杆按螺旋线的方向不同分为左旋蜗杆与右旋蜗杆，一般多用右旋蜗杆，只有一条螺旋线的杆称为单头蜗杆,有两条及以上螺旋线的称为多头蜗杆。 3.蜗杆传动的特点和应用 与齿轮传动相比,蜗杆传动的主要优点如下: （1）传动比大,结构紧凑。 （2）传动平稳、无噪声。 （3）蜗杆传动可以自锁,有安全保护作用。 蜗杆传动的主要缺点如下: （1）摩擦发热大,效率低。 （2）成本较高。为了减少摩擦、提高效率和使用寿命,蜗轮往往要用价格较贵的青铜等减摩材料制造。 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 二、蜗杆传动的基本参数、几何尺寸计算和旋转方向判定 1.蜗杆传动的基本参数 (1)模数 m 和压力角 a 通常把沿着蜗杆轴线垂直于蜗轮轴线剖切的平面称为中间平面,在该平面内, 蜗轮和蜗杆之间的啮合相当于齿轮和齿条的啮合。蜗杆的轴向模数等于蜗轮的端面模数,蜗杆的压力角 a 应等于蜗轮的端面压力角。 (2)蜗杆头数 Z1、传动比 i 和蜗轮齿数 Z2 一般推荐z=1-4,最多为 6。单头蜗杆容易切削,自锁性好,但效率低。蜗杆头数越多,加工越困难,分度误差越大。 蜗杆传动比是蜗杆转速与蜗轮转速之比，也等于蜗轮齿数与蜗杆头数之比, 即 i12=n1/n2=Z2/z1。 (3)蜗杆分度圆直径 d1和蜗杆直径系数 q 蜗杆分度圆直径与模数的比值称为蜗杆直径系数 q,即 q=d1/m。 (4)蜗杆导程角λ tanλ= z1p1/πd1= z1m/d1=z1/q 2.蜗杆传动的几何尺寸计算 当蜗杆传动的主要参数确定后，其几何尺寸可按公式计算。 3.蜗杆传动的旋转方向判定 （1）蜗杆、蜗轮的螺旋方向可用右手法则判定 （2）蜗轮的旋转方向不仅与蜗杆的旋转方向有关，而且还与蜗杆的螺旋方 向有关。蜗轮旋转方向的判定方法如下:当蜗杆是右旋(或左旋)时,伸出右手(或 左手),四指顺着蜗杆的旋转方向,半握拳,蜗轮在啮合点的线速度方向与大拇指 指向相反。 4.蜗杆传动的正确啮合条件 蜗杆传动的正确啮合条件为mx1=mt2=m；ax1=at2= a;λ=β。 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蜗杆与涡轮的基本类型、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 三、蜗杆传动的失效形式与维护 1.蜗杆传动的失效形式 蜗杆传动的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、磨损和折断。闭式传动中,蜗 轮的失效形式主要是齿面点蚀与齿面胶合;开式传动中,蜗轮的失效形式主要是 磨损;当过载时,会发生轮齿折断现象。 2.蜗杆传动的维护 (1)蜗杆传动的润滑 蜗杆传动的润滑方式主要有油池润滑和喷油润滑。 (2)蜗杆传动的散热 1）在箱体外壁增加散热片; 2）在蜗杆轴端装风扇进行人工通风; 3）在箱体油池内装蛇形冷却水管; 4）采用压力循环润滑等。 四、蜗杆和蜗轮的材料与结构 1.蜗杆和蜗轮的材料 蜗杆多采用调质钢、渗碳钢和表面淬火钢制造,如 45钢.20Cr 钢 42SiMn钢,40CrNi 钢,18CrMnTi 钢、15CrMn 钢等。常通过热处理提高齿面硬度,增加耐磨性。 蜗轮材料的选择要考虑齿面相对滑动速度。对于高速而重要的蜗杆传动,蜗轮常用铸锡青铜制造;当滑动速度较低时,可选用价格较低的铝青铜或黄铜等制 造;低速和不重要的传动可采用铸铁材料,如 HT150、HT200 等。 2.蜗杆和蜗轮的结构 蜗杆螺纹部分的直径不大时，一般和轴做成一体。 蜗轮的结构形式有以下几种: (1)齿圈式 齿圈由青铜制成,轮芯由铸铁制成,用螺钉固定。 (2)螺栓连接式 螺栓连接式一般多为铰制孔用螺栓连接,这种结构装拆方便,常用于尺寸较 大或容易磨损的蜗轮。 (3)整体式 整体式主要用于铸铁蜗轮和尺寸较小 (D2<100mm)的青铜蜗轮。  (4)镶铸式 镶铸式将青铜轮缘铸在铸铁轮芯上,轮芯上制出榫槽,以防轴向滑动。 通过视频、多媒体学习蜗杆传动的失效形式及维护方法。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蜗杆与涡轮的失效形式及结构，强调本节课重点。 活动四： 巩固练习 素质提升 1．填空题 （1）根据齿轮系传动时各齿轮轴线在空间的相对位置是否固定可将齿轮系分为__________（定轴齿轮系）和__________（周转齿轮系）。 （2）减速器由封闭在箱体内的________（齿轮传动）或________（蜗杆传动）组成,是________（原动机）和________（工作机）之间独立的闭式传动装置，用来________（降低转速）,以适应工作机的需要。 2．选择题 （1）当两轴相距较远且要求传动比准确时，应采用________（C） A  带传动   B  链传动   C 齿轮系传动   D 蜗杆传动 （2）减速器箱盖上的通气孔是为了________（D） A  保证箱内外气压平衡       B  观察内部是否缺油 C  观察减速器内部运行情况   D  观察齿轮或涡轮的啮合情况 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 小结： 1.教师对本节课的内容进行小结，并再次强调蜗杆传动的优点和应用范围。 2.教师提供一些延伸问题，让学生进一步思考和学习。 布置作业: 1．要求学生选择一个机械设备，探究其传动部分是否采用蜗杆传 动，并分析其原因和优点。 板书设计 6-5 蜗杆传动 材料选择：蜗杆和蜗轮的材料选择及其热处理。 结构设计：蜗杆的齿形设计、蜗轮的齿形设计、传动比的确定等。 强度计算：蜗杆和蜗轮的强度计算、寿命预测等。 教学反思 本节课通过引入实际问题，让学生在思考中获得对蜗杆传动的认识。在讲解蜗杆传动的原理和结构时，结合图示和实物展示，使得学生能够更加直观地理解。通过案例分析与讨论，进一步提高了学生对蜗杆传动的理解和应用能力。在延伸部分的问题布置上，能够进一步拓宽学生的视野，使其在课下能够深入学习和思考。综上所述，本节课教学内容和教学方式相结合，注重学生的实际操作和思考能力培养，达到了预期的教学目标。   教学目标 教学重难点 教学方法 教学内容 学科网（北京）股份有限公司 $$