2-4 轮系（教案）《汽车机械基础》上好课（人交版·第5版)

《汽车机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 2-4轮系 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 二、设计意图 学情分析 学生具备基本的机械传动认知和计算能力，但齿轮参数多、轮系计算步骤复杂、行星轮系运动抽象，是主要学习障碍。教学上应以“口诀记忆+模型演示+分步计算+分层练习”为主要策略，帮助学生掌握轮系核心知识，为后续汽车传动系统学习奠定基础。 背景分析 本节课是“机械传动”的核心内容。轮系是汽车变速器、差速器等关键总成的基础，掌握轮系知识对理解汽车动力传递至关重要，是对口升学考试的重点内容，也是汽车维修工必备的理论基础。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 1.通过分析轮系在汽车变速器、差速器等关键部件中的实际应用，激发对汽车机械传动技术的兴趣。 2.养严谨细致的工程计算习惯和“安全第一、质量为本”的职业意识。 1.能够准确说出轮系的定义、三大功用。 2..能够掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及正确啮合条件 1.能独立完成定轴轮系传动比的大小计算和末轮转向判。 2.能根据齿轮传动的工作条件（闭式软齿面、闭式硬齿面、开式）选择相应的设计准则。 学习任务 描述 通过“齿轮参数→传动比计算→失效分析→行星轮系应用”的学习路径，帮助学生建立齿轮传动系统的完整认知，掌握传动比计算和转向判断技能，为后续学习汽车变速器、差速器奠定基础。 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 1.渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数（模数、压力角、齿数） 2.定轴轮系传动比计算及转向判断； 3.行星轮系的组成及应用 教学难点 1.行星轮系的运动分析（转化机构法） 2.齿轮受力分析中圆周力方向的判断 3.齿轮失效形式的区分 教学难点突破方法 1.具象对比突破法 2.直观演示突破法 3.对比辨析法 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 《汽车机械基础》，全国交通运输职业教育教学指导委员会组织编写。 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 新课导入（2分钟） [引入主题]（2分钟） 轮系在汽车中的作用 汽车上普遍采用高转速、低转矩的活塞式内燃机，其转矩和转速的变化范围很小，而复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在很大范围内变化。 1. 提问：“汽车发动机转速很高，如何变成合适的车轮转速？” 2. 展示手动变速器解剖图，问：“里面有很多齿轮，它们是如何配合的？” 3. 引出课题：“今天学习轮系——齿轮传动系统。” 1. 思考并回答老师提出的问题。 2. 观察图片，产生兴趣。 3. 明确学习目标。 1. 从汽车实际应用导入，激发兴趣。； 2. 用生活化的问题引发学生思考，建立 “已有知识 - 新知识” 的连接，快速聚焦课堂主题。 探索 新知（20分钟） 一、轮系概述与齿轮传动基础 1. 轮系的功能与分类 定义：由一系列齿轮组成的传动系统。 功用：①变速变矩；②倒向；③中断动力。 分类：定轴轮系（轴线固定）和行星轮系（有行星轮）。 有时轮系可能是行星轮系和定轴轮系组合而成的混合轮系。 2.齿轮传动特点与分类 优点：传动比恒定、效率高（0.95-0.98）、寿命长、结构紧凑。 缺点：不宜远距离、精度要求高、成本高。 分类：平面齿轮传动（直齿、斜齿、人字齿）；空间齿轮传动（圆锥齿轮、蜗杆等）。 3.渐开线标准直齿圆柱齿轮参数 （1）. 分度圆：计算基准圆，d=mz。 （2）. 模数m：p/π，决定齿大小，单位mm。模数越大齿越粗。 （3）. 压力角α：标准20°。 （4）. 齿顶高ha=ha*·m（ha*=1），齿根hf=(ha*+c*)·m（c*=0.25），全齿高h=2.25m。 4.正确啮合条件与标准中心距 （1）. 正确啮合条件：m1=m2，α1=α2。 （2）. 标准中心距a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2。 （3）. 传动比i=n1/n2=z2/z1。 师生互动：齿轮参数速算竞赛 1. 给出多组m、z值，让学生快速计算d、ha、hf、h。 1. 讲解轮系定义、功用、分类和齿轮传动特点与分类。 2 举例：手动变速器是定轴轮系，自动变速器、差速器是行星轮系。 3.带领学生识别不同类型齿轮。 4.展示各类齿轮图片。 5. 组织小组计算：锻炼学生计计算能力和知识掌握能力。 5. 重要内容进行板书。 1. 跟随教师的讲解，概念知识； 2. 对照教师展示图片，了解重点知识； 3. 跟随教师举的例子，深刻理解知识模块。 4.参与抢答互动，巩固知识点记忆。 5.记录教师板书知识。 1. 用生活化的形象来降低抽象概念的理解难度，贴合学生的认知特点； 2. 结合图片展示，抽象概念实物化； 3. 用抢答互动调动课堂氛围，即时检验学生的掌握情况。 学 习 新 知（20分钟） 二、齿轮失效与受力分析 1.齿轮失效形式与设计准则 四种失效：轮齿折断（齿根）、齿面磨损（开式）、齿面点蚀（闭式软齿面）、齿面胶合（高速重载）。 设计准则：软齿面（≤350HBS）按接触强度设计；硬齿面按弯曲强度设计；开式按弯曲强度。 2.齿轮受力分析 （1）. 法向力Fn分解为Ft和Fr。 （2）. Ft=2T1/d1，方向：主动轮与转向相反（阻力），从动轮与转向相同（动力）。 （3）. Fr=Ft·tanα，指向轮心。 三、定轴轮系传动比计算 1.一对齿轮传动比 传动比公式： i=n1/n2=z2/z1。 转向符号：外啮合取负号，内啮合取正号。 2.平面定轴轮系传动比计算 传动比大小：所有从动轮齿数乘积/所有主动轮齿数乘积。 转向：画箭头法；或(-1)^m（m为外啮合次数）。 师生互动： 1. 展示多个齿轮传动图，让学生判断主动轮和从动轮的Ft方向。 2. 小组抢答。 1.讲解本节的基本知识概念。 2.带领学生分析本节课出现的公式，并进行推理计算。 3.带领学生完成受力分析图。 4.带领学生参与师生互动，激发学生的学习兴趣。 5.重要内容进行板书。 1. 跟随教师讲解内容，理解齿轮失效与受力分析； 2. 学习受力分析图的分析； 3. 积极参与课堂活动，积极回答思考回答问题。 4.完成课堂练习，结合发动机实例辨析三个概念。 5.对教师重要板书进行记录。 1.知识讲解帮助学生建立知识体系； 2. 互动环节带动学生上课积极性； 3. 用课堂练习即时巩固知识，检验学生的应用能力。 课堂 总结（2分钟） 本节课主要学习了 1. 轮系：功用、分类。 2. 齿轮参数：m、α、z、ha、hf；d=mz；正确啮合条件。 3. 失效形式：折断、磨损、点蚀、胶合。 4. 受力：Ft方向“主反从同”。 5. 定轴轮系传动比：i=从动齿积/主动齿积，转向画箭头。 6. 行星轮系：组成、差速器应用。 布置下节课任务（1分钟） 布置下节课任务（1分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（1分钟） 1.完成教材对应章节的课后习题。 2.背诵齿轮参数公式和口诀。 3.查找资料：自动变速器中的行星齿轮机构如何实现不同挡位。 板书 设计 一、轮系概述 一功用:变速变矩、倒向、中断一分类:定轴轮系、行星轮系 二、齿轮基本参数 一分度圆:d=mz 模数m:基本参数，越大齿越粗 压力角a=20° 齿顶高ha=m(正常) 齿根高hf=1.25m 全齿高h=2.25m 正确啮合条件:m1=m2，a1=a2 三、齿轮传动特点 优点:传动比恒定、效率高、寿命长缺点:不宜远距离、精度高成本高 四、齿轮失效 轮齿折断(齿根) 一 齿面磨损(开式) 一齿面点蚀(闭式软齿面) 一 齿面胶合(高速重载) 设计准则:软齿面-接触强度硬齿面-弯曲强度开式>弯曲强度+加大模数 五、齿轮受力分析 圆周力Ft:主反从同 厂径向力Fr:指向轮心 六、定轴轮系传动比 一大小:i=从动齿积/主动齿积一转向:外啮反向，内啮同向画箭头法 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 教师分配任务 学生分组讨论 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 学科网（北京）股份有限公司 $