《机械设计基础》教案 第15课 设计蜗杆传动.docx

PAGE6

PAGE6

PAGE3

PAGE3

课题

设计蜗杆传动

课时

2课时（90min）

教学目标

知识技能目标：

（1）掌握蜗杆传动的方向判定、受力分析和强度计算。

（2）理解蜗杆传动的效率和热平衡计算。

（3）了解蜗杆传动的润滑和设计步骤。

素质目标：

通过学习蜗杆传动的设计，思考如何提高蜗杆传动的效率，培养工程意识和实践能力。

教学重难点

教学重点：蜗杆传动的方向判定、受力分析、强度计算、效率、热平衡计算、润滑和设计步骤

教学难点：蜗杆传动的受力分析、强度计算和设计步骤

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

通过学习蜗杆传动的基础知识，小王了解到蜗杆传动是一种空间齿轮传动，能实现交错角为90°的两轴间的动力和运动的传递，并具有传动比大和可以自锁的特点，因此广泛应用于需要输出大扭矩和防止逆转的机械，如输送机、搅拌机、提升机等都用到了蜗杆传动。此外，蜗杆传动具有传动平稳、结构紧凑的特点，因此也广泛应用于精密仪器和仪表，如显微镜中的聚焦装置、天文望远镜中的导轨系统等都用到了蜗杆传动。那么，该如何设计蜗杆传动呢？

【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、蜗杆传动的方向判定

【教师】展示“蜗杆传动的方向判定”图片（详见教材），讲授新知

蜗杆传动的方向判定即根据蜗杆的转动方向和螺旋线旋向，用“左（右）手定则”判定蜗轮的旋转方向。当蜗杆螺旋线为右旋时，使用右手定则判定，即四指沿着蜗杆转动方向握住轴线，拇指伸直与轴线平行，则拇指指向的反方向为蜗轮的速度方向，由此可判定，蜗轮沿逆时针方向转动。当蜗杆螺旋线为左旋时，用左手按相同方法判定。

【教师】提出问题，随机邀请学生回答

前面学习过的与此类似的右手定则是什么？判定的是什么？两个右手定则有哪些相似之处？

【学生】聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，讲解新知

二、蜗杆传动的受力分析

【教师】展示“蜗杆传动的受力分析”图片（详见教材），讲解新知

在蜗杆传动中，齿面间相互作用的法向力可分解为圆周力、轴向力和径向力三个相互垂直的分力。当蜗杆轴和蜗轮轴交错成?90°时，蜗杆、蜗轮所受各分力的大小和关系为

（6-6）

式中：

——分别为蜗杆所受的圆周力、轴向力、径向力，单位为N；

——分别为蜗轮所受的圆周力、轴向力、径向力，单位为N；

——分别为蜗杆、蜗轮的分度圆直径，单位为mm；

——压力角，单位为（）；

——分别为蜗杆和蜗轮上的转矩，单位为N·mm。，i为传动比，为蜗杆传动效率。

【教师】展示“蜗杆传动的受力分析”图片（详见教材），提出问题，随机邀请学生回答

图片中圆周力、轴向力和径向力的方向如何判断？

【学生】观察、聆听、思考、回答

【教师】总结学生的回答，讲解新知

当蜗杆为主动件时，圆周力的方向与蜗杆的回转方向相反，径向力的方向由啮合点指向蜗杆轴心。轴向力的方向可用“主动轮左（右）手螺旋法则”来判定，即当蜗杆螺旋线的旋向为右旋时用右手（左旋用左手），四指沿着蜗杆回转方向握住轴线，拇指伸直与轴线平行，拇指指向即为轴向力的方向。作用于蜗轮上的力可根据作用与反作用定律来确定。

【教师】展示“例6-1图”图片（详见教材），讲解“同步例题”

【例?6-1】如图?6-10（a）所示，蜗杆为主动件，，，，，蜗轮齿数，传动效率。试确定：

（1）蜗轮的转向。

（2）蜗杆与蜗轮上作用力的大小和方向。

【解】（1）由图6-10（a）可知，蜗杆为左旋，根据“主动轮左（右）手螺旋法则”，可知蜗杆的轴向力的方向水平向左，则蜗轮圆周力的方向水平向右，因此蜗轮沿顺时针方向转动。

……详见教材

【学生】聆听、思考、理解、记忆

【教师】展示“分析蜗杆或蜗轮的转向或力的方向”图片（详见教材），组织课堂活动

如图?6-11（a）和图?6-11（b）所示，蜗杆为主动件。试在各图中标出蜗杆或蜗轮的转动方向，并画出在啮合点处蜗杆和蜗轮上各分力的方向。

【学生】观看、聆听、思考、绘图

【教师】点评学生的绘图

三、蜗杆