机械设计基础1-4圆锥齿轮的啮合传动

西安航空职业技术学院课程教案封皮第讲/共页20年月日教学项目圆锥齿轮的啮合传动授课地点多媒体教室授课形式线下教学学情分析针对基础知识的掌握上来看：近50%以上的同学基本上对齿轮传动的基础知识掌握了。但是针对单招生和普高生不同的生源状况，学生对理论和实践知识的基础能力上差距比较大。教学目标知识目标：1.锥齿轮的传动原理；圆锥齿轮的特点和几何尺寸差速器的传动原理能力目标：1.了解锥齿轮的传动特点及结构尺寸2.掌握差速器的传动原理素质目标：1.创新精神；2.探究精神；3.包容、协作精神4.精益求精的工匠精神。教学重点1.啮合条件2.主要参数教学难点及应对教学难点：1.对当量齿数的理解；2.正确啮合问题。解决方法：通过现场演示推理当量齿数与参数间的关系，进而组织学生之间针对端面与法面参数关系的讨论活动和检测活动，加强学生对难点知识的理解。教学资源1.智慧职教云课堂在线课程资源2.主教材：《机械设计基础》，宋育红主编，北京理工大学出版社，省级优秀教材；3.参考教材：《机械设计基础》郭谆钦、李倩主编，冶金工业出版社，高职高专十三五规划教材4.国家在线课程资源库资源教学方法推理法、问题讨论法、任务驱动法教学反思安装在工程中的具体应用及拓展方面，学生理解的不是很透彻，后面有待采取相应的方法来加强一下。授课教师（签字）教研室主任（签字）教学单位审查意见活动安排第一课时（一）课中内化环节一：新课导入（约10分钟）教师活动学生活动设计意图步骤一：发布课前测验。检测知识点：问题：1.直齿轮、斜齿轮传动存在哪些弊端？2.齿轮传动的传动比计算公式？（约5分钟）1.按照要求完成检测2.能够正确地给出直齿轮、斜齿轮传动的缺点1.帮助学生巩固前面所学知识点的掌握；2.了解学生基础知识的掌握程度步骤二：布置任务：搜集资料，分析齿轮传动在工程中的重要贡献（约5分钟）1.评析课前任务。通过对学生完成情况的评析，评出优秀，树立标杆巧用任务结果引出知识点变速的精确，源于齿轮间的精密面对面现场相互评价。推出优秀资料成果。1.培养学生鉴赏优秀作品的能力；2.培养学生民族自豪感、包容、团结、合作共赢品质。环节二：锥齿轮传动概述（约15min）教师活动学生活动设计意图/手段步骤一：设问（活动1）（约3分钟）结合前面所学的齿轮知识点，思考圆锥齿轮传动与前面两种传动的区别？学生在老师的引导下学：1.领取任务2.小组探讨3.总结4.成果展示跟进老师思路，加深对内容的理解。1.培养学生会总结归纳的能力；2.让学生能够应用已学知识分析工程实际问题。步骤二：（约12分钟）评：针对学生提交的结果进行点评和总结。讲：给出标准答案。圆锥齿轮传动是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮传动，其轮齿分布在截圆锥体上，齿形从大端到小端逐渐变小。圆柱齿轮中的有关圆柱均变成了圆锥。为计算和测量方便，通常取大端参数为标准值。一对圆锥齿轮两轴线间的夹角Σ称为轴角。其值可根据传动需要任意选取，在一般机械中，多取Σ＝90°。圆锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲齿。如图所示为一对直齿圆锥齿轮传动，它用于传递相交轴之间的运动和动力，两轴间的夹角可根据传动的要求来决定，在一般的机械中，多采用的传动，圆锥齿轮的轮齿分布在截面锥体上，其齿形沿齿的大端向小端逐渐收缩，这是圆锥齿轮区别于圆柱齿轮的特点之一。正是由于这个特点，所以相应于圆柱齿轮中的各有关“圆柱”，在这里都为“圆锥”，如齿顶、齿根、分度圆锥等。记：记学生表现成绩（增值评价）学：跟进老师思路，加深对内容的理解。思：结合齿轮传动应用案例，思考对工程实际的指导意义。抢答：系统随机找同学回答问题：学生给出自己答案。记结论：1种类:直齿—安装设计、制造、安装较简单，应用最广。斜齿、曲齿—传动平稳，承载力高，常用于高速重载，如飞机、汽车等。齿轮角度的形成。1.提高归纳能力，培养学生勤思考、会总结、善表达、能够理论联系实践的能力。2.使学生对新知充满期待。环节三：直齿圆锥齿轮的结构及基本参数（重点）（约10min）教师活动学生活动设计意图/手段预设场景：展示应用实景案例，让学生按照齿形的不同进行归类，并说出决定其结构尺寸的主要参数例如：应用实景案例1．齿廓曲线显然，该渐开线AB是在以锥顶O为中心，锥距R（OP）为半径的球面上，即该渐开线为球面渐开线。2．背锥：由于球面无法展成平面，致使圆锥齿轮的设计计算产生了很多困难，因此不得不采用以下近似方法：过点A作AO1垂直AO交雄齿轮的轴线于点O1，以OO1为轴线，O1A为母线作圆锥O1AB。这个圆锥称为背锥。由以上可知3．当量齿数：一对啮合的锥齿轮的沿轴向剖开，将两背锥展成平面后得到两个扇形齿轮，该扇形齿轮的模数，压力角、齿顶高、齿根高及齿数。就是锥齿轮的相应参数，而扇形齿轮的分度圆半径rv1．和rv2。就是背锥的锥距。现将两扇形齿轮的轮齿补足，使其成为完整的圆柱齿轮，那么它们的齿数将增大为Zv1．和Zv2。这两个假想的直齿圆柱齿轮叫当量齿轮，其齿数为锥齿轮的当量齿数。由以上可知1．思考讨论2.代表演示3.紧随老师思路，探析原理。要求：懂原理，记结论4.能够说出圆锥齿轮的基本参数；5.能够默写出齿轮传动比与齿数之间的关系公式。模数：参见国标，一般取m>=2mm齿数：一般取Zmin>=20压力角：国标规定为20°培养学生：1.勤思考会总结善表达理论联系实践2.自信(天生我材必有用)、合作、双赢（孤掌难鸣）环节四：正确啮合的条件和重合度（约10min）教师活动学生活动设计意图/手段1.设问：（活动4）齿轮传动中，连续与不连续的边界是？呈现方式：动画演示2讲：正确啮合条件两齿轮大端的模数和压力角相等。1．思考讨论2.抢答3.紧随老师思路，做到懂原理，记结论会应用4.能够说出圆锥齿轮的啮合条件呈现方式：动画演示培养学生：1.勤思考会总结善表达理论联系实践2.有担当有责任使命感（齿轮生生不息地完成它们传动的使命，无怨无悔。在座的每一位都是一个个小齿轮，发挥好传承作用）活动安排第二课时环节一：直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸计算（Σ＝90°）（重难点）（约15分钟）教师活动学生活动设计意图1.问：（活动7）什么是基本参数，起什么作用？（难度系数1.0）什么是标准齿轮？（难度系数0.8）二选一呈现方式：视频演示2.讲：结构尺寸如表中所示的各个尺寸4.测在啮合传动中两齿轮的分度圆锥是什么关系？1．头脑风暴2.相互评价3.紧随老师思路，做到懂原理，记结论会应用4.能够理解当量齿数的意义5.能够说出圆锥齿轮的主要参数呈现方式：视频演示、培养学生：1.精益求精的职业素养2.大国工匠精神环节二：直齿圆锥齿轮传动比及转动方向（重难点）（约20分钟）教师活动学生活动设计意图1.场景引入：齿轮的啮合视频2.讲：i12=n1/n2=z2/z1直齿圆锥齿轮转动方向的判定：主从动轮的转动方向同时指向或者同时背离啮合点。1123n13.差速器的传动原理结构由六个圆锥齿轮和一个行星架组成。4.圆锥齿轮传动的安装要求准备工作（1）检查锥齿轮和安装座的表面，确保其干净平整，没有明显的凹陷或划痕。（2）检查锥齿轮和安装座的槽口和齿轮，确保其没有受损或变形。（3）准备润滑油、量具、扳手等所需工具。安装方向（1）确定锥齿轮的内外圆方向和安装方向，一般标有箭头标识，按照箭头所指方向安装。（2）安装时要保证两个锥齿轮的齿轮啮合度高，不要产生斜齿啮合。（3）安装时应避免过度压力或弯曲锥齿轮，以免影响其使用寿命。间隙调整（1）安装后应进行间隙调整，确保锥齿轮的啮合间隙符合要求。（2）先轻轻转动锥齿轮，观察齿轮啮合情况，看是否产生卡顿或过紧现象。（3）如有卡顿或过紧现象，可以用调整垫片的方法来调整齿轮的啮合间隙，具体方法可参考产品说明书。（4）调整完毕后再次转动锥齿轮，观察齿轮的啮合情况，确保锥齿轮安装正确。注意事项（1）安装时应注意锥齿轮的配对问题，不要将不同规格或型号的锥齿轮混用。（2）安装前应检查锥齿轮的平行度和垂直度，确保其符合要求。（3）安装时应确保锥齿轮和安装座之间密封性好，防止进入灰尘或杂质，损坏齿轮。（4）安装完成后应检查齿轮啮合情况、润滑情况和噪声情况，确保其正常运转。总之，在安装锥齿轮的过程中，要认真执行以上步骤和注意事项，以保证锥齿轮正常运转、寿命长久、减少故障率。1．根据现象探本质学生根据视频展示启发思维，结合老师的讲解，探究啮合特点2.完成任务在平台完成老师布置的测试任务，加深对知识的掌握3.能够说出圆锥齿轮传动的方向的判定4.能够流利地答出传动比的计算5.能够说出圆锥齿轮的安装要求培养学生：1.质量意识2.劳动意识呈现方式：视频演示环节三：总结思考（约10分钟）教师活动学生活动设计意图总结课堂知识点，引导学生思考：直齿圆锥齿轮在传动中的局限性？2.知识拓展：其他齿形圆锥齿轮结构及应用根据所学，引发深入思考；学习更全面的齿轮传动；培养学生：1.能够列出支持圆锥齿轮主要的局限性。2.自主探究新领域知识的能力（二）课后巩固与拓展教师活动学生活动设计意图