漸开线齿轮参数测定实验的改革.docVIP

渐开线直齿圆柱齿轮参数测定实验的改革 机械教研室 XFGXYFANYING 【中文摘要】高职教育中由于教材的改革对教学带来的一些实际操作问题，这些问题不解决，将不但影响理论教学质量，同时也对学生的实际操作能力有影响。“渐开线直齿圆柱齿轮参数测定”实验就是其中一个典型的例子。基于此，我们根据教材内容，在保证实验准确性的前提下对实验进行了改革，使其实验方法适合了新教材。 【关键词】齿轮 参数测定 工程应用 实验改革 职业教育是国家教育事业的重要组成部分，是现代教育的重要类型。随着经济的发展，国家新型工业化进程的加快，职业教育已成为国家教育的体系中很重要的组成部分。大力发展职业教育，培养一大批具有必要的理论知识和较强实践能力的高等职业专门人才，是高等教育适应经济社会发展的需要。 职业教育的发展要符合自身的发展规律，从课程的设置、教材的选编到实验实训的安排等都要突出职业教育的特点。目前各高职院校在这几方面都做了许多尝试，取得了许多宝贵的经验。比如：在课堂教学上，突出必需和够用的原则。在理论课程体系设计中，把理论课限制在够用的范围内，在课堂教学中精讲多练，把知识传授型的内容也限制在够用的范围内；对学生学习中所必需的知识加以巩固，对没有联系或联系不多的内容进行删除及必要的削枝强干，去除或精简公式的指导过程，只要求学生学会应用。同时，加强实验课和实训的内容，通过实验和实训提高学生的动手操作能力。 我们在《机械设计基础》课上也做了一些尝试，也遇到了一些问题，但在教学实践中不断地摸索，逐步地解决了这些问题，使教学迈上了一个新台阶。 对“渐开线直齿圆柱齿轮参数测定”实验的改革就是其中一例。 渐开线直齿圆柱齿轮参数测定实验的目的是让学生运用所学的机械设计的知识，采用普通量具测定齿轮参数。这个实验涉及渐开线齿轮的许多重要概念和计算公式；而且，测定齿轮参数的方法，在工程上也广泛应用。通过实验，可帮助学生巩固所学的理论知识，并培养运用所学知识解决实际问题的能力和实际操作技能。所以这个实验有着很重要的实用价值，是学生理论联系实际的尝试。这也是《机械设计基础》课的重点实验之一，多年来一直保留着。 然而，在高职教育中，本着课堂教学突出理论知识必需和够用的原则，高职的《机械设计基础》教材中，关于齿轮的理论计算省去了很多计算公式，用原有的测量方法和现教材的计算公式无法完成这个实验。基于此，在保证实验的准确性的前提下，将实验方法进行了改革，保留住了这个实验，使学生多了一次动手做实验的机会。 一．改革前的实验过程 在原实验中所采用的测量方法是用游标卡尺测量被测齿轮的齿顶圆直径、齿根圆直径，用公法线百分尺测量公法线长度，然后运用齿轮计算公式推算出被测齿轮的主要基本参数。具体操作如下： 为每一位学生准备好游标卡尺、公法线百分尺，以及奇数齿的被测齿轮和偶数齿的被测齿轮各一个，其基本参数中的压力角、齿顶高系数和顶隙系数均已知数值。 要求学生利用所提供的测量工具和齿轮进行如下操作： 1.用直接测量法测出偶数齿齿轮的齿顶圆直径、齿根圆直径、公法线长度和。如图（A）所示： 图（A） 2.用间接测量法分别测出奇数齿齿轮中心轴的轴径及轴边壁到齿顶的距离和轴边壁到齿根的距离，再用直接测量法测出公法线长度和。如图（B）所示： 图（B） 根据和计算出奇数齿齿轮的齿顶圆直径和齿根圆直径。 3.应用公式计算齿全高和基圆齿距 对于偶数齿齿全高： 对于奇数齿齿全高： 齿轮的基圆齿距： 4.推算出被测齿轮的主要基本参数 （1）确定齿轮模数 根据 得出 与标准模数表对照，求出标准模数（如与标准模数有不大的出入可认为是实验误差，否则须重新测量齿轮参数再计算） （2）求变位系数 齿轮是否变位与标准公法线长度和实测公法线长度有关，利用所求模数和标准齿轮的公法线长度与实测公法线长度比较: 所得变位系数为，若则为标准齿轮，否则即是变位系数为的变位齿轮。 这种测量方法已经延续了几十年，虽然广为使用，但理论性较强，要求测量的精确度高，测量方法易产生误差。再加上为适应高职教育的教材改革，目前齿轮的公法线长度的测量已从教材中删除。如还沿用原测量方法则需补充理论知识，否则将无法进行本实验。取消本实验又实为可惜，对学生来说将失去一次培养动手能力的机会。 二．对实验方法的改革 为了保证实验的正常进行，根据齿轮传动理论，我在实验的方法上进行了改革。 1.利用齿全高求模数 按照齿轮参数的计算公式： 齿全高 而被测齿轮均为正常齿制的齿轮其基本参数中齿顶高系数和顶隙系数为标准值，即： ， 依然用前面所述的测量方法，测出偶数齿的被测齿轮的齿顶圆直径和齿根圆直径，如图（C）所示，及奇数齿齿轮中心轴的轴径及轴边壁到齿顶的距