3.1 棘轮机构（教案）《机械基础》（机工版·第2版）同步精品课堂

《机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务3.1 棘轮机构 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 职高学生对具象化、实用性强的知识接受度较高，已有一定机械基础，接触过齿轮、连杆等简单机构，但对棘轮这类“间歇运动”机构较陌生。他们动手能力较强，喜欢结合生活实例的讲解，但对抽象原理的理解可能存在困难。学生在学习中可能会混淆棘轮与齿轮的区别，对“棘爪卡紧”的工作原理感到抽象，对不同类型棘轮的适用场景缺乏直观认识。此外，职高学生更关注知识的实际应用价值，需在讲解中多联系生产生活案例，以激发学习兴趣，降低理解难度。 背景分析 职高学生已学习过齿轮、连杆等基本机构，对机械传动有一定认知，但对间歇运动机构接触较少。他们在实习中可能见过棘轮机构的应用，如扳手、卷扬机等，但对其组成和原理缺乏系统了解。学生动手能力较强，更关注知识在实际操作中的应用，对抽象理论的理解需结合具象实例。此外，职高教学侧重技能培养，需将棘轮机构知识点与后续专业课及生产实践衔接，为学生未来从事机械维修、操作等工作奠定基础。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 通过观察实物与实操，培养观察分析能力和逻辑思维；结合生产生活案例，增强工程实践意识和严谨的工作态度；在小组讨论中提升沟通协作能力。 能说出棘轮机构的组成部件（棘轮、棘爪、机架等），理解其“棘爪推动棘轮单向间歇转动”的工作原理；能区分常见棘轮类型（如单动式、双动式、可变向棘轮），知晓不同类型的结构差异；能描述棘轮转角的调节方法及机构的主要特点。 能借助模型或实物识别棘轮机构的组成零件；能根据工况判断棘轮类型并说明选用理由；能操作简易装置演示棘轮转角调节过程，为后续机械维修、设备操作等技能奠定基础。 学习任务 描述 掌握棘轮机构的组成及工作原理和种类。 了解棘轮转角的调节方法。 熟悉棘轮机构的特点及应用。 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 棘轮机构的组成及工作原理，棘轮机构的特点及应用 教学难点 棘轮机构的工作原理，棘轮转角的调节方法 教学难点突破方法 通过棘轮机构模型演示，让学生观察棘爪与棘轮的啮合过程，直观理解工作原理；结合扳手扳动、传送带送料等实例，对比不同场景下棘轮转角的差异 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：朱明松，第2版；机械工业出版社。 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） 任务引入：掌握棘轮机构的组成及工作原理和种类。 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（2分钟） 输出运动具有间歇运动特性的机构称为间歇运动机构，其作用是将主动件的连续运动转变为从动件的周期性时动时停的单向运动，以满足生产要求。 间歇运动机构广泛应用于机床设备及自动化机械中，如机床的自动进给机构、分度机构，自动机床的送料机构、刀架自动转位机构、电影放映机的卷片机构、印刷机的进纸机构等。随着机械化、自动化程度的提高，间歇运动机构的应用也越来越广泛。 间歇运动机构的种类很多，常用的有棘轮机构和槽轮机构两种。 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（14分钟） 图3-1所示为典型的齿式棘轮机构，主要由棘轮、棘爪和机架等组成。当摇杆逆时针方向摆动时，摇杆上铰接的棘爪插入棘轮的齿槽内，推动棘轮同向转动一定角度。当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮的齿背上滑回原位，此时止回棘爪阻止棘轮反向转动，使棘轮静止不动，从而实现了主动件做连续往复摆动，从动棘轮做单向间歇运动的目的。为了保证止回棘爪工作可靠，常利用弹簧使其紧压齿面。 主要讲解棘轮机构的组成及工作原理。 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。 1.按结构分类 (1)齿式棘轮机构。 (2)摩擦式棘轮机构 图3-5所示为一种结构简单的摩擦式棘轮机构。其传动过程与齿式棘轮机构相似，也是将摇杆的往复摆动转变为棘轮的间歇运动，但实现这个过程的“棘爪”是一偏心楔块,“棘轮”则是一无齿的摩擦轮。与齿式棘轮机构相比，摩擦式棘轮机构具有以下特点。 2.按运动形式分类 (1)单向式棘轮机构 图3-1、图3-2、图3-5所示的棘轮机构只能做单方向的间歇运动，称为单向式棘轮机构。 (2)双向式棘轮机构 需要经常改变棘轮回转方向的机械，可采用双向式 棘轮机构。 (3)双动式棘轮机构 图3-7所示为双动式棘轮机构，此机构采用两个棘爪，分别与棘轮接触。 教师根据课本内容讲解棘轮机构的种类。 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。 根据机构工作的需要，棘轮的转角通常需要调节，常用的调节方法有两种。 1.改变摇杆摆角的大小 如图 3-8所示，改变摇杆0,B摆角的大小即可改变 棘轮转角的大小，而摇杆摆角的改变是通过调节 曲柄长度实现的。转动螺杆D调节滑块的位置， 可改变曲柄0A的长度，进而使摇杆的摆角发生改 变。此方法也适用于摩擦式棘轮机构。 2.改变遮板的位置 如图 3-9所示，棘轮装在可以转动的罩壳A内(罩壳 不随棘轮一起转动)，通过罩壳的缺口，露出部分 棘轮轮齿。改变罩壳缺口的位置，可使在摇杆摆 动(摆角为业)时，棘的行程有一部分在罩壳侧面的 遮板上滑过，不能与棘轮轮齿接触，从而不能推动棘轮转动。这样，通过遮板在摇杆摆角范围内遮住轮齿的不同，就可实现对棘轮转角大小的控制。此方法不适用于摩擦式棘轮机构。 教师讲解棘轮转角的调节，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：棘轮机构按工作原理可分为哪几类？各有何特点？ 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） 本节课通过实例引入、模型演示和实操练习，带领同学们掌握了棘轮机构的核心知识：明确了棘轮、棘爪、机架三大组成部分，理解了棘爪推动棘轮单向间歇转动的原理；认识了单动式、双动式等常见类型，学会了通过改变摇杆摆角、加装棘轮罩等方法调节转角；总结出结构简单、单向间歇运动等特点，并能列举扳手、卷扬机等应用案例。同学们在观察和操作中强化了对知识的理解，为后续学习机械实操技能打下基础，课后可结合实习中的设备进一步观察应用，加深认知。 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）简述两种棘轮转角的调节方法及原理。 （2）列举3个棘轮机构的应用实例，并说明其利用了棘轮机构的哪些特点。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本次授课结合职高学生特点，采用实物模型与生活案例结合的方式，学生对棘轮机构的应用实例兴趣较高，能快速关联到所学知识点。但在讲解工作原理时，部分学生对棘爪与棘轮的啮合过程理解仍不透彻，说明抽象原理的具象化仍需加强。棘轮种类区分环节，通过对比模型演示效果较好，但转角调节的实操练习时间不足，学生动手体验不够充分。后续教学可增加简易棘轮装置的组装环节，让学生在实操中直观感受转角调节的原理，同时多引入维修、生产中的故障案例，提升知识应用能力。 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 $$