《机械设计基础》教案 第14课 了解蜗杆传动的基础知识.docx

PAGE4

PAGE4

PAGE3

PAGE3

课题

了解蜗杆传动的基础知识

课时

2课时（90min）

教学目标

知识技能目标：

（1）了解蜗杆传动的工作原理、特点、类型、基本参数和几何尺寸。

（2）理解蜗杆传动的失效形式、材料和结构。

素质目标：

通过参加蜗杆传动知识竞赛，在竞赛过程中和他人互相学习、互相协作，培养良好的学习习惯和团队合作精神。

教学重难点

教学重点：蜗杆传动的工作原理、特点、类型、基本参数和几何尺寸，蜗杆传动的失效形式、材料和结构

教学难点：蜗杆传动的工作原理和失效形式

教学方法

多媒体展示法、问答法、讨论法、讲授法、练习法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学设计

第1节课：考勤（2min）→任务引入（5min）→传授新知（28min）→实践探索（10min）

第2节课：问题引入（3min）→传授新知（22min）→实践探索（15min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）

教学过程

主要教学内容及步骤

设计意图

第一节课

考勤

（2min）

【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况

任务引入

（5min）

【教师】讲述“任务引入”的相关内容

一天，小王和老师一起乘坐垂直电梯。在垂直电梯上升的过程中，老师问小王：“你知道垂直电梯中用到了哪些传动装置吗？”小王想了想，答道：“应该用到了带传动和齿轮传动装置吧。”老师告诉小王：“除了你说的这两种传动装置，还有一种很重要的传动装置——蜗杆传动装置。垂直电梯中的蜗杆传动装置是一种减速装置，通过蜗轮和蜗杆的啮合来传递动力，从而实现电梯的升降。此外，蜗杆传动具有自锁功能，这样垂直电梯就会被锁定在指定楼层，方便人们进出。”听了老师的话，小王不禁开始思考：蜗杆传动的工作原理是什么？蜗杆传动有哪些特点呢？

【学生】聆听、思考

借助任务引入，激发学生学习兴趣，使学生明确学习目的，端正学习态度

传授新知

（28min）

【教师】讲解新知

一、蜗杆传动的工作原理

【教师】展示“蜗杆传动”教具，讲授新知

蜗杆传动又称蜗轮传动，其传动装置由杆上制有螺旋形齿的蜗杆、与蜗杆相啮合的蜗轮、壳体等组成。蜗杆转动时，其螺旋形齿会与蜗轮的啮合槽间产生摩擦力，从而带动蜗轮转动，实现传动效果。在机器中，一般以蜗杆为主动件，蜗轮为从动件，用以降速。在仪表中，有时以蜗轮为主动件，蜗杆为从动件，用以升速。

【教师】提出问题，随机邀请学生回答

从结构上看，蜗杆传动与齿轮传动有哪些共同点？有哪些不同点？

【学生】聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，讲解新知

二、蜗杆传动的特点

（一）蜗杆传动的优点

（1）传动比大，结构紧凑。

（2）传动平稳，噪声小。

（3）具有自锁性。

……详见教材

（二）蜗杆传动的缺点

（1）传动效率低。

（2）造价较高。

……详见教材

三、蜗杆传动的类型

【教师】先扫码播放“蜗杆传动的类型”微课视频（详见教材），然后展示“蜗杆传动的类型成”图片（详见教材），讲解新知

按蜗杆螺旋线旋向不同，蜗杆传动可分为左旋蜗杆传动和右旋蜗杆传动，常用的是右旋蜗杆传动。蜗杆螺旋线旋向的判断方法和齿轮螺旋面旋向的判断方法相同。

【教师】提出问题，随机邀请学生回答

如何判断齿轮螺旋面旋向？

【学生】聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，讲解新知

按蜗杆形状不同，蜗杆传动可分为圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动等。其中，圆柱蜗杆传动可获得较大的传动比，应用较为广泛。

按刀具加工位置不同，圆柱蜗杆传动可分为阿基米德蜗杆（ZA蜗杆）传动和渐开线蜗杆（ZI蜗杆）传动等。

【教师】展示“阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆的加工”图片（详见教材），讲解阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆的加工方法

加工阿基米德蜗杆时，刀具与蜗杆轴线共面，加工后蜗杆的端面齿廓为阿基米德螺旋线，轴面齿廓为直线，法面齿廓为外凸曲线；加工渐开线蜗杆时，刀具与蜗杆的基圆柱相切，加工后蜗杆的端面齿廓为渐开线，轴面齿廓为不同的曲线。

四、蜗杆传动的基本参数

（一）蜗杆导程角

【教师】先扫码播放“蜗杆分度圆柱面展开图”微课视频（详见教材），然后展示“蜗杆导程角”图片（详见教材），讲解新知

蜗杆螺旋面和蜗杆分度圆柱面的交线是螺旋线。将蜗杆分度圆柱面展开，蜗杆螺旋线与端面的夹角即为蜗杆导程角，轴向齿距为，则

（6-1）

由式（6-1）可知，越小，则蜗杆导程角越大，传动效率越高，但蜗杆的刚度和强度越低；越大，则蜗杆导程角越小，传动效率越低，但可实现自锁。通常，蜗杆的转速较高时，可取较小的值；蜗轮齿数较大时，可取较大的值。

【教师】展示“蜗杆导程角γ的推荐值”表格（详见教材），提出问题，随机邀请学生