方贤鹏.教案

南江县小河职业中学《机械基础》教案班级：高二0一二级高二0一三级机电专业部机械专业组方贤鹏、李慧兰等编写2013年3~4月机械基础电子教案齿轮传动（1）【课程名称】齿轮传动（1）【教材版本】栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010【教学目标与要求】一．知识目标1．熟悉齿轮传动的主要优缺点和传动类型。2．熟悉齿轮传动的各部分名称及主要参数和基本尺寸计算。二．能力目标1．能比较链传动/齿轮传动和皮带传动的主要优缺点及应用场合。2．能够应用计算公式计算直齿圆柱齿轮的基本尺寸。三．素质目标1．熟悉常用齿轮传动的优点及基本类型。2．熟悉渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和尺寸计算。四．教学要求1．能分析比较出三种传动的各自特点及应用场合。2．熟悉渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数，并能应用公式进行几何尺寸计算。【教学重点】1．齿轮传动的特点及分类。2．渐开线齿轮的主要参数及尺寸计算。【难点分析】1．为什么只有齿轮传动才能得到准确的传动比。这部分内容比较难以理解。2．为什么非要用渐开线来作齿轮齿廓曲线才能得到准确的传动比？由于书中没有叙述，要求学生从演示课件或教具中演示中得到宏观的答案。【教学方法】教具与实物演示或课件演示，讲授与学生动手课堂练习相结合。【学生分析】学生对于瞬时传动比不变的理解有困难，演示教具从宏观上看不出瞬时的变化，需要画图加以说明，但超过教材的要求，只好要求承认教师的结论。学生对各种类型的齿轮的演示比较兴趣，会提出为什么非要用渐开线来作齿廓不可的问题？【教学资源】1．机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。2．吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。3．实物、教具和课件。【教学安排】3学时（135分钟）【教学过程】一．导入新课复习带、链传动的内容，总结出带、链传动缺点。能否用带传动来代替链传动应用在自行车上传动？除此之外，齿轮传动的哪些优点比带、链传动更突出。二．讲授新课1．齿轮传动先演示圆柱齿轮传动，与链传动相比，齿轮传动没有链条，而是靠齿面直接啮合来传递运动。齿形按渐开线曲线制作，它具有许多特点，突出的是传动比恒定，无论任何瞬时传动，传动比都达到完全准确。此外，还具有寿命长，传递功率大的优点，当然制造比较复杂，成本较高。由于齿轮传动具有其他传动所不可比拟的优点，因此在工业上得到了广泛的应用，按两轴位置之间相互关系可分为如图7-24的三种类型，即：（1）两轴相互平行的圆柱齿轮传动；（2）两轴相交的圆锥齿数传动；（3）两轴交错的蜗杆蜗轮传动。3．渐开线齿轮的各部份名称及主要参数各部份名称按齿轮实物或大的挂图进行讲解，见表7－2，重点突出齿厚等于齿槽宽的分度圆定义，由于它是看不见的圆，而又是一个非常重要的圆，应说明清楚。主要参数是表示并决定齿轮几何尺寸的值，首先要区分两者的概念。模数是主要参数中的最重要表示量，要从分度圆的长度计算推出，即周长dpzcpzd由于值是无理数，为了便于计算和测量，用模数pm代入上式，即得mzd规定m为一系列标准值，即使分度圆的值成为一个比较整齐的数值。4．齿轮的结构及材料安齿轮外径的大小分为齿轮轴、实体齿轮、腹板式齿轮和轮辐式齿轮，见教材中立体图。5．齿轮的材料常用中碳钢和中碳合金钢锻造而成，当直径大于500毫米而不方便锻造时，采用铸钢或灰铸铁6．传动比与基本尺寸计算公式如书中公式和表7-4所列。三．小结1．链传动的优点是可得到准确的平均传动比，而且可以恶劣的条件下工作。其缺点是冲击和噪声。2．齿轮传动由于采用渐开线齿廓，可得到准确的恒定传动比。传动的类型按轴线的位置可分为三种。最常用的是直齿圆柱齿轮传动。3．齿轮传动的参数为五个，模数最重要且已标准化。几何尺寸计算由主要参数来决定。四．布置作业【课后分析】齿轮传动（2）【课程名称】齿轮传动的尺寸计算，加工、失效、精度、安装与润滑【教材版本】栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010【教学目标与要求】3．知识目标3．能够应用直齿圆柱齿轮计算公式计算齿轮各部分尺寸。4．熟悉一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件。4．能力目标五．能够对齿轮进行测绘，并计算各部份尺寸。六．能够对渐开线齿轮传动进行正确的安装。5．素质目标1．能够准确地计算出齿轮主要参数和几何尺寸。2．能够区分节圆与分度圆的不同点。熟悉一对齿轮正确传动的条件。会正确安装齿轮。6．教学要求1．会应用公式进行几何尺寸计算，要求准确。会对损坏的齿轮进行测绘，对已测尺寸进行修正，求出标准值。2．掌握正确安装齿轮的理论依据，保证齿轮正常工作。【教学重点】3．对已有齿轮进行尺寸计算。4．正确啮合传动的条件。【难点分析】1．对已损坏的齿轮进行测量，修正测量数据，计算几何尺寸。修正数据可能难些，但最有用，通过课堂练习应当能够掌握。2．节点、节圆的概念，它与分度圆的关系。主要注意一个齿轮有三个圆，即齿顶圆，齿根圆和分度圆。前二圆能看见，分度圆是看不见的，这三个圆是齿轮本身所固有的。而节圆是一对齿轮传动后，啮合的节点所在的圆为节圆，节圆是啮合节点的产物，单个齿轮不存在节圆。分度圆是不变的，而节圆随节点位置的变化而变。【教学方法】以课堂练习为主，设问讨论加深对尺寸公式的理解。正确啮合条件以教师讲授为主，如能配以课件更好。【教学资源】1．机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。2．吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。3．齿轮实物，测量工具（游标卡尺）【教学安排】3学时（135分钟）【教学过程】1.导入新课请同学背出齿轮的主要参数和计算公式分别有哪几个？二．新课讲授2．先让全班同学作课堂练习i.已知一对标准直齿圆柱齿轮的齿数为23和49，齿轮模数为8，试计算以下几何尺寸？hhpdsdddabbfa,,,,,,,1121解：mmzmd18423811mmzmda392)247(8)2(22mmzzmdf164)5.223(8)(1511mmmps56.1214.3821212mmzzma280)4723(28)(221mmddb903.1729397.0184cos11mmppb60.239397.014.38cosmmmmhhaa8*mmmh18825.225.2在计算中发现两个齿轮的齿数是质数，只能被本身和1才能除尽的数，为何不取整齐的数，如20、40呢？这是由于如果一对齿轮其中至少一个是质数，则第1个齿轮的第1个齿在啮合的过程中将轮流和第2个齿轮的每一个齿啮合；第2、第3及以后的每个齿也是一样，轮流啮合将会延长齿轮使用寿命，让每个齿都有机会去承担不同的载荷，不会使载荷总是集中在少数固定的齿对中。例2已知某个旧齿轮需要更换，已测得齿轮的外圆直径为102mm,齿数Z1＝18，两轮中心矩a=121mm，请计算除齿轮的主要参数和几何尺寸。解：依尺寸计算公式，)2(11zmda得mmzdma1.5)218/(102)2/(11下面请同学继续计算，可以得出结果，但前提错了，因为模数5.1不是标准值，应当标准化，应取m＝5，说明由于齿轮长期使用，齿顶圆已变形，标准值应当100mm，可惜现已变成102mm，应当按da1=100mm来计算。在计算第2个齿轮参数时，根据)(221zzma4.30184.481851212212zmaz同样，由于齿数不可能为小数点，因此它必定为30齿，这可能由于测量误差所造成的。计算时要善于处理实际问题，既灵活又科学。2．齿轮的啮合传动这里要注意节点的形成，节圆的概念与分度圆的关系。标准安装时，分度圆与节圆重合。压力角为标准值20°。并得出一对标准直齿圆柱齿轮传动的正确安装条件。3．加工建议先放录像带后，后讲加工的原理。4．齿轮的失效形式失效的形式有5种，但以折断和齿面点蚀为常见。讲课时只要学生了解可。5．齿轮的精度如教材所写，只要求能看懂标注。齿轮的加工是一刀成形，所以其精度的差别不可能超过2级。6．齿轮的装配与检测按齿轮的精度来检测，一般齿轮的检测主要是接触斑点和侧隙。检测接触斑点用涂色法，检测侧隙用压铅法。一般标准安装时，不比作检测。7．齿轮传动的润滑润滑是减少摩擦磨损的有效方法，一般闭式传动为多。夏天选用L-CKB320润滑油，冬天选用L-CK脂润B220润滑油。俗称30号和20号机油。开式传动选用脂润滑，如常用的钙钠基润滑脂，呈微黄色，俗称黄油。三．小结1．要应用主要参数和几何计算公式善于确定齿轮参数和几何尺寸。2．牢记一对标准齿轮正确啮合条件。会正确安装和维护齿轮传动。四．布置作业【课后分析】齿轮系与减速器【课程名称】齿轮系与减速器【教材版本】栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010【教学目标与要求】一、知识目标1．了解齿轮系的组成与类型和传动特点。2．会计算定轴轮系的比。能读懂齿轮减速器的结构和标记。二、能力目标掌握定轴轮系的传动比计算。三、素质目标5．了解定轴轮系的作用、组成、类型和传动特点。6．会计算定轴轮系齿轮传动的传动比。四、教学要求掌握定轴轮系的传动比计算。【教学重点】定轴轮系的传动比计算。【难点分析】会从定轴轮系中，找到定轴轮系的传动路线，求出轮系的传动比。【教学方法】演示与讲授相结合，边讲边练。【学生分析】由于学生第一次接触到轮系的传动比，实际上轮系的传动比是由多级单传动比组成的。以前已经学了单级传动比的计算，轮系的传动比等于各级传动比的乘积。讲课时从实例出发，总结出普遍的规律。这样才能使学生理解又记得住。【教学资源】1．机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。2．吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。3．教具、实物、课件或挂图。【教学安排】4学时（180分钟）【教学过程】2.新课导入回忆单级圆柱齿轮传动比的计算方法，举一对圆柱齿轮传动比为例引入新课。3.讲授新课1．齿轮系的组成与类型实际应用中，一般都不用一对齿轮传动，而是由多对齿轮传动组合而成，这就是齿轮系。齿轮系分为定轴轮系和行星轮系两种。定轴轮系所有的齿轮轴线在传动中都是固定不动的。行星轮系所有的齿轮轴线在传动中至少有一个是不断变化的。2．齿轮系传动的主要特点（1）齿轮系的传动能获得大的传动比。（2）可实现变速和变向传动，如汽车速度的变化和变向.3.定轴轮系传动比的计算以图7－65齿轮系为例，由个体实例推导出定轴轮系传动比的计算通用公式，注意要使学生能读懂简图的含义。并用汽车的箱四级变速为例分别计算出四种不同的转速。讲课时注意分析四种不同传动路线，就能得出四种不同的传动比。4．齿轮减速器的结构和标记齿轮减速器的结构种类很多，国家已有统一的标准，并已成系列化。如图7－72为例，是典型的齿轮减速器的结构。学习时重点会读懂齿轮减速器标记含义，如教材中的标牌：Z/Y-400-12.5-1JB/8853-2001三．小结1．定轴轮系的含义，应用较广。行星轮系的结构较为复杂，但应用也很多，如自动挡的汽车变速器。2．定轴轮系传动比的计算为多级齿轮传动比的乘积。3．会读懂齿轮减速器标记含义。四．布置作业【课后分析】