7.4 蜗杆传动（教案）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》（第3版）教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务7.4 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 本课件为《机械基础》中“蜗杆传动”一节的教学内容，适用于中职专业课程。学生在学习本节内容时，需具备一定的机械基础知识，如对齿轮传动等基本概念的了解。学生对蜗杆传动的类型、特点、基本参数及计算方法等知识较为陌生，需要通过直观的图示和实例讲解来加深理解。同时，学生在动手能力和解决实际问题的能力上存在差异，课程设计应注重实践操作与理论教学相结合，以满足不同层次学生的学习需求，提高学生的学习兴趣和综合能力。 背景分析 蜗杆传动作为一种重要的机械传动方式，在现代工业中应用广泛，如起重设备、机床等领域。其结构紧凑、传动比大、自锁性强等特点使其在特定场合具有不可替代的作用。随着工业自动化和精密化的发展，对蜗杆传动的精度和可靠性要求越来越高。因此，中职学生掌握蜗杆传动的原理、设计与维护，对于适应未来工作岗位需求、提升职业技能具有重要意义。 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，增强动手能力和解决问题的能力。 掌握蜗杆传动的类型与特点、蜗杆、蜗轮的材料。 能够学会蜗杆传动的基本参数和蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算。 学习任务 描述 掌握蜗杆传动的类型与特点、蜗杆、蜗轮的材料。 能够学会蜗杆传动的基本参数和蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算。 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 掌握蜗杆传动的类型与特点、蜗杆、蜗轮的材料。 教学难点 能够学会蜗杆传动的基本参数和蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算。 教学难点突破方法 能够学会基础知识并运用 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：栾学钢、赵玉奇、陈少斌，2024年8月第3版；高等教育出版社出版。 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） 蜗轮蜗杆传动特点 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、蜗杆传动的类型与特点 蜗杆传动由蜗杆、蜗轮和机架组成，如图7-51所示。蜗杆传动只能以蜗杆为主动 件，蜗轮为从动件，传递空间交错轴间的运动和动力，交错角一般为90°。 1.蜗杆传动的类型 蜗杆传动按照蜗杆的形状分为圆柱蜗杆传动和圆弧面蜗杆传动。图7-52所示为蜗杆传动的结构和机构运动简图符号。圆柱蜗杆传动又有普通圆柱蜗杆传动与圆弧圆柱蜗杆传动之分，而普通圆柱蜗杆传动有阿基米德蜗杆传动、渐开线蜗杆传动、法面直廓蜗杆传动和锥 面包络蜗杆传动四种。 圆柱蜗杆传动(图7-52a)结构简单，应用广泛：圆弧面蜗杆传动(图7-52b)同时啮合齿数多，承载能力大，但加工复杂，一般在大功率场合才使用。常用的圆柱蜗杆传动的蜗杆为阿基米德蜗杆。阿基米德蜗杆在其轴向剖面内的齿形为直线，在横截面内的齿形为阿基米德螺旋线，如图7-53所示。 此外，蜗杆也有右旋、左旋之分，如图7-54所示，一般都采用右旋；有单头和多头，单头蜗杆主要用于传动比较大的场合，要求自锁的传动必须采用单头蜗杆，多头蜗杆主要用于传动比不大和要求效率较高的场合。 2.蜗杆传动的特点 (1)结构紧凑，能获得较大传动比 一般情况下，蜗杆传动的传动比i=28～80。 (2)传动平稳，噪声小 由于蜗杆齿连续不断地与蜗轮齿啮合，所以传动平稳，没有冲击，噪声小。 (3)容易实现自锁，有安全保护作用 蜗杆传动可实现自锁，只能用蜗杆带动蜗轮， 而不能用蜗轮带动蜗杆。这一特性用于起重机械设备中，能起到安全保护作用。图7-55所示的手动起重装置就是利用蜗杆的自锁特性使重物G停留在任意位置而不会自动下落。 (4)效率较低，发热量较大 一般蜗杆传动的效率为0.7～0.9,具有自锁特性的蜗杆传动的效率小于0.5。 (5)成本较高 蜗轮需要用非铁金属(如青铜等)制造，成本较高。 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、蜗杆传动的基本参数 三、蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算 蜗杆传动的传动比 2.蜗杆传动的主要几何尺寸计算 3.蜗轮转向的判断 在蜗杆传动中，由于蜗杆为主动件，其转向是已知的。蜗轮的转向可由蜗杆的转向和螺旋线方向用左、右手定则来判断。即左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手，弯曲四指表示蜗杆转向，拇指的相反方向即为蜗轮啮合点圆周速度v₂的方向，如图7-58所示，由此便确定了蜗轮的转向n₂ 4.蜗杆传动的正确啮合条件 主要讲渐蜗杆传动的基本参数等内容。 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。 四、蜗杆、蜗轮的材料 蜗杆的材料主要为钢。在低、中速时可采用45钢调质，高速时采用40Cr钢、40MnB钢调质后表面淬火，或采用20钢、20CrMnTi钢渗碳淬火。 教师根据蜗杆、蜗轮的材料讲解。 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。 五、蜗杆、蜗轮的结构 蜗杆与轴做成一体，称为蜗杆轴(图7-59)。车制蜗杆与铣制蜗杆结构有所不同。 六、蜗杆传动的失效形式与维护 1.失效形式 蜗杆传动的失效形式和齿轮传动类似，有疲劳点蚀、胶合、磨损、轮齿折断等。由于蜗杆传动齿面滑动速度较大、发热量大、磨损较为严重，所以一般开式传动的失效形式主要是由于润滑不良、润滑油不洁而造成的磨损，一般润滑良好的闭式传动的失效形式主要是胶合。 2.蜗杆传动的润滑 3.蜗杆传动的散热 蜗杆传动由于摩擦大、传动效率较低，所以工作时发热量较大。在闭式传动中，如果不能及时散热，就会使传动装置及润滑油的温度不断升高，促使润滑条件恶化，最终导致胶合等齿面损伤失效。一般应当控制箱体的平衡温度为75~85℃,如果超过这个限度，应提高箱体散热能力，可考虑采取下面的措施：在箱体外壁增加散热片，在蜗杆轴端安装风扇进行强制通风，在箱体油池内装蛇形冷却水管，采用压力喷油循环冷却等，如图7-61所示。 教师讲解蜗杆、蜗轮的结构，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； 图片展示更加直观的让学生感受到知识的魅力，加强学生学习的动力。 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：总结蜗杆传动的润滑。 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） 本课程详细介绍了蜗杆传动的相关知识。首先阐述了蜗杆传动的类型与特点，包括圆柱蜗杆传动和圆弧面蜗杆传动等，以及其结构紧凑、传动平稳、可自锁等优势。接着讲解了蜗杆传动的基本参数，如模数、压力角、分度圆直径等，并介绍了传动比与几何尺寸的计算方法。此外，还涉及了蜗杆与蜗轮的材料选择、结构形式，以及失效形式与维护措施，旨在帮助学生全面掌握蜗杆传动的设计与应用。 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.手动升降晾衣架应用了蜗杆传动的什么特性? 2.与齿轮传动相比，蜗杆传动最突出的特点是什么? 板书 设计 一、蜗杆传动的类型与特点 二、蜗杆传动的基本参数 三、蜗杆传动的传动比与几何尺寸计算 四、蜗杆、蜗轮的材料 五、蜗杆、蜗轮的结构 六、蜗杆传动的失效形式与维护 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 通过多媒体课件展示蜗杆传动的结构、类型及工作原理，学生对抽象概念的理解更加直观。但在讲解蜗杆传动的几何尺寸计算时，部分学生仍存在困难，需增加实例练习以加深理解。此外，实践操作环节应进一步强化，让学生在实际操作中体会蜗杆传动的特点与维护要点。未来教学中，将优化教学方法，结合更多实际案例，提高学生的学习兴趣和动手能力。 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 $$