7.3 齿轮传动（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7.3 齿轮传动 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 学生在学习齿轮传动之前，已具备一定的机械基础理论知识，但对齿轮传动的具体细节理解尚浅。齿轮传动内容较为抽象，涉及多种类型、参数及受力分析等，学生可能在理解渐开线齿轮的参数计算、受力分解及失效形式等方面存在困难。然而，学生对机械传动的实际应用有浓厚兴趣，可通过实物展示、动画演示等方式提高学习积极性。在教学中，需注重理论与实践结合，通过实例分析、问题引导等方式，帮助学生逐步构建知识体系，提升其分析和解决实际问题的能力。 背景分析 本课程以《机械基础》教材为依托，聚焦于齿轮传动这一机械工程中极为关键的传动方式。齿轮传动因其能够精准传递运动和动力，在工业领域如机械制造、汽车、船舶等众多行业中应用极为广泛。通过对齿轮传动的学习，学生能够深入了解其组成、类型、特点以及相关参数计算，掌握齿轮的受力分析、失效形式及精度要求等专业知识。这不仅有助于学生构建扎实的机械基础理论体系，还能培养其解决实际工程问题的能力，为未来从事相关机械设计与维护工作奠定坚实基础。 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。 掌握齿轮传动的组成、类型与特点 能够学会渐开线齿轮各部分的名称和直齿圆柱齿轮的基本参数 学习任务 描述 掌握齿轮传动的组成、类型与特点 能够学会渐开线齿轮各部分的名称和直齿圆柱齿轮的基本参数 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 掌握齿轮传动的组成、类型与特点 教学难点 能够学会渐开线齿轮各部分的名称和直齿圆柱齿轮的基本参数 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） 十四种齿轮原理及运用场景 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、齿轮传动的组成、类型与特点 1.齿轮传动的组成 齿轮传动由主动齿轮、从动齿轮和机架组成，如图7-24所示，它依靠两齿轮的轮齿啮合传递运动和动力，是应用最广泛的机械传动。 2.齿轮传动的类型 3.齿轮传动的特点 ①能保证恒定的传动比，传递运动准确，传动平稳。 ②传动效率高，一般可达96%～99%,工作可靠，寿命长。 ③适用的功率、速度和尺寸范围大。传递功率可以从很小至上万千瓦，速度最高可达300m/s,齿轮直径可以从几毫米至二十多米。 ④制造齿轮需要专门的设备，且制造、安装精度要求较高，成本高。 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、渐开线齿轮 能保证恒定传动比传动的齿轮齿廓曲线有渐开线、摆线和圆弧曲线等，目前渐开线齿廓应用最为广泛。如图7-26所示，当一直线在圆周上做纯滚动时，该直线上任一点的轨迹称为该圆的渐开线，这个圆称为基圆；该直线为渐开线的发生线，两条反向的渐开线构成齿轮的齿廓。 1.渐开线齿轮各部分的名称 齿轮上每个凸起的部分称为轮齿，图7-27所示为直齿圆柱外齿轮的部分轮齿，相 邻两轮齿之间的空间称为齿槽，直齿圆柱外齿轮各部分的名称和符号见表7-2。2.直齿圆柱齿轮的基本参数 3.齿轮传动的传动比及几何尺寸计算 4.直齿圆柱齿轮正确啮合的条件 虽然渐开线齿廓能实现恒定传动比传动，但并不意味着任意参数的一对齿轮都能实现啮合传动。 主要讲渐开线齿轮等内容。 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、圆柱齿轮的受力分析 1.直齿圆柱齿轮受力分析 如图7-30所示，直齿圆柱齿轮啮合时，沿齿廓的公法线方向受法向力F,可分解为圆周力F₁和径向力F,。一对相互啮合的齿轮，作用在主动齿轮和从动齿轮上各对应力的大小相等、方向相反。 2.斜齿圆柱齿轮受力分析 教师根据圆柱齿轮的受力分析讲解。 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、圆柱齿轮的结构及材料 1.圆柱齿轮的结构 2.齿轮常用的材料 齿轮常用的材料有锻钢、铸钢、铸铁和工程塑料等，对钢质齿轮要进行热处理以改善其力学性能，以达到齿面硬、齿心韧的效果。 五、齿轮传动的失效形式 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效。常见的轮齿失效形式有以下五种。 六、齿轮传动的精度 在制造和安装齿轮的过程中，不可避免地会产生一定的误差，影响齿轮的正常工作，因此必须对齿轮传动提出一定的精度要求。国家标准GB/T10095.1规定了渐开线圆柱齿轮11个精度等级，其中1级是最高精度等级，而11级是最低精度等级，常用中等精度等级6~8级。 七、齿轮的装配与检测 八、齿轮传动的润滑 对齿轮传动进行良好的润滑可以增强承载能力，延长寿命。齿轮传动绝大部分采用润滑油润滑，载荷大、速度低时选用黏度大的润滑油，载荷小、速度高时选用黏度小的润滑油。 教师讲解圆柱齿轮的结构及材料，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：总结齿轮的装配与检测。 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） 本课程围绕齿轮传动展开，首先介绍了齿轮传动的组成、类型和特点，涵盖平行轴、内啮合、齿轮齿条、锥齿轮及交错轴齿轮传动等多种形式，并阐述了其高效率、恒定传动比等优势。接着深入讲解渐开线齿轮，包括各部分名称、基本参数如齿数、模数、压力角等，以及正确啮合条件。课程还涉及圆柱齿轮的受力分析、结构及材料选择，探讨齿轮失效形式如轮齿折断、齿面疲劳点蚀等，并强调齿轮传动精度的重要性。此外，介绍了齿轮装配与检测方法，以及润滑对齿轮寿命的影响，旨在使学生全面掌握齿轮传动相关知识。 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.了解普通车床主轴箱润滑油更换周期，怎样观察油池深浅? 2.简述齿轮传动的润滑。 3.简述齿轮的装配与检测。 板书 设计 一、齿轮传动的组成、类型与特点 二、渐开线齿轮 三、圆柱齿轮的受力分析 四、圆柱齿轮的结构及材料 五、齿轮传动的失效形式 六、齿轮传动的精度 七、齿轮的装配与检测 八、齿轮传动的润滑 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本课程在教学过程中，通过系统讲解齿轮传动的组成、类型、特点以及渐开线齿轮的相关知识，学生对齿轮传动的基本概念有了较为清晰的认识。在讲解齿轮受力分析和失效形式时，结合实际案例和图示，增强了学生的理解能力。然而，在教学过程中也发现一些问题，如部分学生对齿轮参数计算和精度要求的理解不够深入，可能是因为这些内容较为抽象。在今后的教学中，可以增加更多互动环节，如小组讨论、实际操作演示等，以提高学生的参与度和学习兴趣。 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 $$