3.9 蜗杆传动（教案）《机械基础》同步精品课堂（江苏凤凰教育出版社）

《机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务3.9 蜗杆传动 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 在蜗杆传动的教学中，学生对蜗杆传动的基本原理和结构有一定了解，但对传动比计算、旋向判断及受力分析等细节内容掌握不够熟练。部分学生在理解蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力关系以及效率影响因素时存在困难。教学中需通过实例演示和互动练习，帮助学生更好地理解蜗杆传动的特点和应用，提高学生的分析和计算能力。 背景分析 蜗杆传动作为一种重要的机械传动形式，广泛应用于工程机械、交通运输、工业自动化等多个领域。其独特的结构特点，如大传动比、结构紧凑、传动平稳以及具有自锁性，使其在许多场合中具有不可替代的优势。随着现代机械工程的不断发展，对蜗杆传动的精度、效率和可靠性提出了更高的要求。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 能够结合本节课所学知识，认识轮系中各构件转化前后的转速 掌握蜗杆传动的传动比及旋向、受力方向判定 能够学会蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算 学习任务 描述 掌握蜗杆传动的传动比及旋向、受力方向判定 能够学会蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 掌握蜗杆传动的传动比及旋向、受力方向判定 教学难点 能够学会蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算 教学难点突破方法 本项目从机器概述开始，对电控系统做深入浅出的讲解并引导学生进行相关内容的学习。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械基础》，主编：李莹德，2022年8月第1版；江苏凤凰教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 案例引入：蜗杆传动因其结构紧凑、传动比大、传动平稳等优点，在工程机械中广泛应用。例如，在挖掘机、起重机等设备中，蜗杆用于提升和降低负载。此外，蜗杆传动还具有自锁性，常用于卷扬机等起重机械中，起到安全保护作用。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（12分钟） 一、蜗杆传动的构成 蜗杆减速器(图3-52)的主要零件是蜗杆、蜗轮。 (一)蜗轮 一个齿轮，作为交错轴齿轮副中的大轮与配对蜗杆相啮合时，称为蜗轮。蜗轮的分度曲面可以是圆柱面[图3-54(a)]、圆锥面[图3-54(c)]或圆环面[图3-64(b)]。通常，它和配对的蜗杆呈线接触状态。 (二)蜗杆 一个齿轮，当它只具有一个或几个螺旋齿，并且与蜗轮啮合而组成交错轴齿轮副时，称为蜗杆。蜗杆的分度曲面可以是圆柱面、圆锥面或圆环面。 (三)蜗杆传动 蜗杆传动是利用蜗杆副传递运动和动力的一种机械传动。 (四)蜗杆蜗轮的结构 (五)蜗杆蜗轮的材料 蜗杆在低、中速时可采用45钢调质，高速时采用40Cr,40MnB调质后表面淬火，或采用20、20CrMnTi渗碳淬火。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（20分钟） 二、蜗杆传动的传动比及旋向、受力方向判定 (一)蜗杆轮齿的旋向与齿数 蜗杆传动与螺旋传动类似。按蜗杆轮齿的螺旋方向不同，蜗杆有右旋和左旋之分，蜗杆螺旋线符合螺旋右手定则，即为右旋(R),反之为左旋(L),右旋蜗杆较常用。蜗杆副中配对的蜗轮，其旋向与蜗杆相同。蜗杆轮齿的总数(蜗杆的齿数)称为蜗杆头数z₁。只有1个齿的蜗杆称单头蜗杆，有2个或2个以上齿的蜗杆称多头蜗杆，GB/T10085—2018规定的蜗杆头数有1,2,4,6。通常蜗杆头数z₁=1,2,4。 (二)蜗杆传动旋转方向的判定 (三)蜗杆传动的受力方向判定 在进行蜗杆传动的受力分析时，通常不考虑摩擦力的影响。 (四)蜗杆传动的传动比 蜗杆传动的传动比是主动的蜗杆角速度与从动的蜗轮角速度的比值，也等于蜗杆头数与蜗轮齿数的反比。 主要讲解蜗杆传动的传动比及旋向、受力方向判定等内容。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 三、蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算 (一)蜗杆传动的基本参数 1.模数m 2.齿形角α 3.蜗杆直径系数q 4.分度圆柱导程角γ₁和螺旋角β (二)蜗杆传动的主要几何尺寸计算 教师根据蜗杆传动的基本参数与几何尺寸计算等内容讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 四、蜗杆传动的正确啮合条件 圆柱蜗杆传动的正确啮合条件如下： (1)在中间平面内，蜗杆的轴向模数m₁和蜗轮的端面模数m₂相等，即m₁=m₂=m。 (2)在中间平面内，蜗杆的轴向齿形角αz₁和蜗轮的端面齿形角a₂相等，即αzL=a₂=α=20°。 (3)蜗杆分度圆柱面导程角y和蜗轮分度圆柱面螺旋角β相等，且旋向一致，即x=β。 五、蜗杆传动的特点及应用 六、蜗杆传动的失效形式与维护 (一)蜗杆传动的失效形式 蜗杆传动的失效形式与齿轮传动相似，也有齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损与齿根折断等几种。但是，因蜗杆传动的重要特点是齿面滑动速度较大、发热量大、磨损较为严重，所以一般开式传动的失效主要由于润滑不良、润滑油不清洁造成磨损严重。润滑良好的闭式传动失效主要是胶合。 '(二)蜗杆传动的维护 1.蜗杆传动的试运行 蜗杆传动正式使用前应进行空载运转，时间不得少于2h。运转应平稳，无冲击、振动、杂音及渗漏油现象，发现异常应及时排除。 2,蜗杆传动的润滑与散热 蜗杆传动摩擦较大，通常采用浸油润滑以减小摩擦与散热。对于蜗杆下置式，浸油深度为蜗杆全齿高；对于蜗杆上置式，浸油深度为蜗轮外径的1/3。蜗杆传动中，如果发现有油温显著升高、产生噪声等不正常现象时，应立即停车，检查原因，排除故障，更换润滑油后再继续使用。 3.蜗杆传动的检修 蜗杆传动应定期检修，发现胶合或显著磨损必须采取及时有效的制止措施。 教师讲解蜗杆传动的正确啮合条件，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结蜗杆传动的构成。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 本课程全面讲授蜗杆传动的原理、结构、类型及应用，以及蜗杆传动的失效形式与维护，涵盖传动比计算、旋向与受力分析、效率与润滑等内容。通过理论学习与实践练习，学生将掌握蜗杆传动的设计、分析与维护技能，为在机械工程领域解决实际问题提供坚实基础。课程强调蜗杆传动在现代工业中的广泛应用，助力学生理解其在工程机械、交通运输及自动化设备中的关键作用。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） 1.简述蜗杆轮齿的旋向与齿数。 2.简述蜗杆传动旋转方向的判定。 3.简述蜗杆传动的受力方向判定。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在蜗杆传动的教学过程中，我采用了理论讲解结合实例演示的方式，力求帮助学生掌握传动比计算、旋向判断及受力分析等关键内容。然而，部分学生在理解蜗杆轴向力与蜗轮圆周力的关系、以及效率影响因素时仍有困难。今后，我计划增加更多互动环节，如课堂练习和小组讨论，以增强学生的参与度。同时，引入更多实际工程案例，帮助学生将理论知识应用于实践，更好地理解蜗杆传动在现代机械中的广泛应用和重要性。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 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 $$