定軸輪系教案

1、石首高級技工學校理論課學案課 題6-2 定軸輪系傳動比計算編制時間：01年 5月 25日授課班級09HZ編制人嚴志兵授課時間：01年 5月 27日學 習 內(nèi) 容學 習 過 程課 題：定軸輪系傳動比計算課堂類型：講授 + 探究 + 學生展示教學目標：1、掌握定軸輪系中各輪旋轉(zhuǎn)方向的判斷方法2、掌握定軸輪系傳動比的計算與應用教學重點：定軸輪系中各輪旋轉(zhuǎn)方向的判斷方法教學難點：定軸輪系傳動比的計算與應用教 具：多媒體、傳動模型、繪圖工具、彩色粉筆學習過程： 、復習與導課1、齒輪副的傳動比 i12 = 2、蝸桿傳動中蝸輪轉(zhuǎn)向的判斷 出示蝸桿傳動模型，多媒體演示。.課前檢查：老師檢查學生考勤，抽查課前預

2、習筆記，對學生的預習進行評價。.教學環(huán)節(jié)：1. 提出本次課的學習目標、重點和難點知識；（2分鐘）2. 復習與導課。（7分鐘）3. 新課學習。（共60分鐘）定軸輪系旋轉(zhuǎn)方向的確定（10分鐘）課堂練習一（8分鐘）定軸輪系傳動比與應用（12分鐘）傳動計算（25分鐘）課堂練習二（5分鐘）4. 老師歸納小結。（3分鐘）5. 老師點評學習效果。（2分鐘）6. 布置課后預習內(nèi)容和課后作業(yè)。（1分鐘）。復習齒輪副的傳動比、蝸桿傳動中各輪旋轉(zhuǎn)方向的判斷，為后面講授定軸輪系的傳動比作鋪墊。蝸桿在蝸輪的不同位置配置時，蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向會發(fā)生變化。結論：蝸桿傳動中，蝸桿、蝸輪轉(zhuǎn)向間的關系取決于兩者之間的相對位置、蝸桿的

3、旋向及其旋轉(zhuǎn)方向。學 習 內(nèi) 容學 習 過 程通過上次課的學習，我們知道：改變從動輪（軸）的旋轉(zhuǎn)方向和速度是定軸輪系的主要功能，那么定軸輪系是如何實現(xiàn)變向和變速的呢？這就是我們今天要學習的內(nèi)容定軸輪系傳動比的計算（導入新課）、教學內(nèi)容講授新課 62 定軸輪系傳動比計算一、定軸輪系的傳動比 定軸輪系的傳動比是指輪系中首末兩輪的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，定軸輪系傳動比的計算包括：輪系傳動比大小的計算、輪系中各輪旋轉(zhuǎn)方向的判斷；在變速機構的輪系中，還要確定末輪有多少級轉(zhuǎn)速、各級轉(zhuǎn)速的大小、最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速（即變速范圍）。（一）一對齒輪傳動旋轉(zhuǎn)方向的確定（多媒體、模型）（1）外嚙合：傳動比記作:i 12

4、 = 兩輪回轉(zhuǎn)方向相反時，規(guī)定傳動比為負值（2）內(nèi)嚙合：傳動比記作:i 12 = 兩輪回轉(zhuǎn)方向相同時，規(guī)定傳動比為正值強調(diào)定軸輪系傳動的應用和重要性教學方法出示齒輪傳動模型、講解各種類型的齒輪傳動中主、從動齒輪的旋轉(zhuǎn)關系和方向，多媒體展示簡圖，分析得出結論。規(guī)定：箭頭指向為齒輪可見側的圓周速度方向。箭頭指向的含義：同向箭頭：齒輪轉(zhuǎn)向相同反向箭頭：齒輪轉(zhuǎn)向相反出示一對外嚙合齒輪傳動模型，讓學生動手判斷主、從動輪之間的旋轉(zhuǎn)關系，分析得出結論結論：i 12為 -，兩齒輪轉(zhuǎn)向相反，箭頭指向相反出示一對內(nèi)嚙合齒輪傳動模型，讓學生動手判斷主、從動輪之間的旋轉(zhuǎn)關系，并與外嚙合齒輪傳動進行比較，分析得出結論。

5、結論：i 12為 +,兩齒輪轉(zhuǎn)向相同，箭頭指向相同“+”一般省略不標學 習 內(nèi) 容學 習 過 程（3）圓錐齒輪（4）蝸桿傳動（5）共軸齒輪共軸齒輪的轉(zhuǎn)速相等，旋轉(zhuǎn)方向相同（6）惰輪 加奇數(shù)個惰輪，主、從動齒輪旋轉(zhuǎn)方向一致。加偶數(shù)個惰輪，主、從動齒輪旋轉(zhuǎn)方向相反。 惰輪用于改變定軸輪系的轉(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)輪軸間距離； 惰輪不改變主、從動輪傳動比大小。應用實例：三星齒輪換向機構出示圓錐齒輪傳動模型，找出嚙合點，明確主、從動輪旋轉(zhuǎn)方向與嚙合點的關系。結論：箭頭同時指向或同時背離嚙合點用左（右）手法則判定結論：蝸輪的回轉(zhuǎn)方向取決于蝸桿輪齒的螺旋方向和蝸桿的回轉(zhuǎn)方向多媒體動畫展示共軸齒輪傳動，分析得出結論。結論

6、：共軸齒輪箭頭指向相同。如左圖中1、2、3、4齒輪為共軸齒輪，下圖中的兩齒輪為共軸齒輪。在輪系中不影響傳動比的大小，只影響從動輪旋轉(zhuǎn)方向的齒輪稱為惰輪。如圖中齒輪2為惰輪提出問題：惰輪對定軸輪系有什么影響？學 習 內(nèi) 容學 習 過 程課堂練習一：用畫箭頭的方法判斷定軸輪系中各輪的旋轉(zhuǎn)方向，并指出哪些齒輪是惰輪？哪些齒輪是共軸齒輪？（多媒體展出定軸輪系圖）（二）定軸輪系傳動比計算 如圖所示為一平行軸定軸輪系，齒輪1，2，3 9的齒數(shù)分別為Z1，Z2，Z3 Z9，各齒輪的轉(zhuǎn)速分別為n1,n2,n3 n9，軸I為主動（輸入）軸，軸為從動（輸出）軸，則各齒輪傳動嚙合順序線為：1（2）3 = 4 5 =

7、 6 7 = 8 9 其中：“”表示主動輪 “”表示從動輪 “（ ）”表示惰輪（不影響總傳動i 19）。 “”表示齒輪副 “=”表示共軸齒輪多媒體出示定軸輪系傳動圖，學生在筆記本上按順序畫箭頭練習，兩名學生上臺展示，老師巡回指導，檢查教學效果，并在講解時指正練習中存在的問題。通過課堂練習，鞏固用畫箭頭的方法判斷各輪的旋轉(zhuǎn)方向，并能準確判斷惰輪和共軸齒輪。方法：從主動輪到末輪，依次畫箭頭連續(xù)判斷并檢查。思考題：重物是上升還是下降？強調(diào)平行軸定軸輪系，為后面分析作鋪墊。重點講解齒輪傳動嚙合順序線，注意理解各符號的含義。齒輪傳動嚙合順序線是學習定軸齒輪傳動比的一把鑰匙，在教學過程中要重點講授。 正確

8、寫出嚙合順序線，可以清楚齒輪傳動之間的傳動關系，可以化簡為易，并減少出錯，有利于正確寫出傳動比的計算公式。教學中要突出嚙合順序線這條主線。學 習 內(nèi) 容學 習 過 程根據(jù)嚙合順序線，可寫出輪系中各對齒輪的傳動比為： i 12 = i 23 = = i 45 = i 67 = = i 89 = = 且n 3 = n 4, n 5 = n 6, n 7 = n 8(三對共軸齒輪) 若以i 19表示總傳動比，則i19為各級傳動比的連乘積，由此有：i 19 = i 12 i 23 i 45 i 67 i 89 = = () （） （）（） =（1）4 即i 19 = （1）4 根據(jù)上式，若有一平行軸定

9、軸輪系，從首輪至末輪用1，2，3 k組成，其中外嚙合圓柱齒輪對數(shù)為m，則定軸輪系總傳動比的計算式為：i 1k = = (1) m = (1) m （6-1 ） 式中m表示輪系中外嚙合圓柱齒輪副的數(shù)目。說明：1、在平行軸定軸輪系中，當（1）m為正值時，表示輪系首末兩輪旋轉(zhuǎn)方向相同；當（1）m為負值時，表示輪系首末兩輪旋轉(zhuǎn)方向相反。2、 當定軸輪系中含有相交或交錯軸齒輪副傳動時，輪系中齒輪的旋轉(zhuǎn)方向只能用畫箭頭的方法確定，此時輪系傳動比為：i l k = = 分別找五名學生說出i 12、i 23、i 45 、i 67、i 89 的計算公式，并注意i的符號 。 要一名學生判斷圖中的共軸齒輪和惰輪。老

10、師講授：i19為各級傳動比的連乘積，惰輪不影響總傳動比的大小。多媒體演示推導過程。邏輯分析和推導得出定軸輪系傳動比的計算公式。推導過程可以略講，重點講解定軸輪系總傳動比的計算公式中：首末兩輪的轉(zhuǎn)速比與總傳動比的關系，各級齒輪副中主、從動輪齒數(shù)的連乘積之比與總傳動比之間的關系。歸納定軸輪系傳動比計算公式的應用。用符號法判斷僅適用平行軸定軸輪系，重點講解m的含義。歸納： 符號判斷法平行軸定軸輪系 箭頭判斷法相交軸定軸輪系 箭頭判斷法交錯軸定軸輪系學 習 內(nèi) 容學 習 過 程（三）定軸輪系任意從動輪（軸）轉(zhuǎn)速計算在定軸輪系中可以計算末輪（軸）的轉(zhuǎn)速，也可以計算輪系中任意從動輪（軸）的轉(zhuǎn)速，由式6-1

11、可推導出第k個輪的轉(zhuǎn)速為：n k = n 1 = n1 二、傳動實例計算例一 如圖所示末端為蝸桿傳動的一定軸輪系，已知Z1=Z2=18，Z3=36，Z4=20， Z5 = 40，Z6 =Z7 =Z8 =24， Z9 =2，Z10 =50，n 1=1000rmin，（1）試求總傳動比i和n10。（2）若鼓輪直徑D=200mm，試求重物G的移動速度v，并判斷圖示中重物是上升還是下降？分析：寫出定軸輪系的嚙合順序線，分清主、從動齒輪、惰輪和共軸齒輪：嚙合線：1（2）3 = 45 = 6（7）8 = 910性 質(zhì)： 齒 數(shù)：18 36 20 40 24 24 2 50解：（1）用畫箭頭的方法確定n10

12、的旋轉(zhuǎn)方向（如圖所示）。（2）列式計算總傳動比為i和n10定軸輪系總傳動比公式的應用通過分析例題，把畫箭頭確定各輪旋轉(zhuǎn)方向、寫嚙合線、定軸輪系傳動比計算有機結合起來，形成一個知識體系。例1為定軸輪系的應用實例理論聯(lián)系實際，把定軸輪系的應用與實踐知識相結合，提高學生的學習熱情。解題方法：1 用畫箭頭法判斷各輪的旋轉(zhuǎn)方向，注意檢查；2正確書寫齒輪傳動嚙合順序線，判斷主動輪、從動輪、惰輪和共軸齒輪；3列式計算總傳動比i；4列式計算總傳動比n10 ； 5 判斷重物的移動方向，計算重物的移動速度。學 習 內(nèi) 容學 習 過 程i = = =100 = 10 r / min（3）因為D=200 mm，n10

13、=10 rmin，則有 = 6.28 m/min根據(jù)n10的轉(zhuǎn)向可確定此時重物上升。例二 如圖所示定軸輪系，已知Z1=26， Z2=51, Z3=42, Z4=29 ，Z5 = 49, Z6 =36, Z7 =56， Z8 =43, Z9 =30, Z10 =90，軸轉(zhuǎn)速n1=200 rmin，試求軸有所少種轉(zhuǎn)速？并求當上的三聯(lián)滑移齒輪與軸上的齒輪4嚙合時，軸的轉(zhuǎn)速。 分析：因為軸上的三聯(lián)滑移齒輪可以與軸的三個齒輪分別嚙合，即56嚙合，47嚙合，38嚙合，所以軸有三種轉(zhuǎn)速。解：寫出47齒輪嚙合時的嚙合順序線：1 2 = 4 7 = 9 10 列式計算：根據(jù)i =有：老師先講解方法，然后小組討論

14、合作完成后老師講解計算過程。分別讓兩位同學在黑板上寫出定軸輪系的嚙合順序線，說出主、從動輪、惰輪和共軸齒輪。老師提示重物的移動速度與轉(zhuǎn)速、鼓輪周長之間的關系。計算結果一定要檢查單位。解題方法：（1） 判斷軸的轉(zhuǎn)速級數(shù) 12 i有一種 4647 i有3種48 910 i有一種 軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)為：131=3 （2）寫出嚙合順序線，判斷主、從動輪和共軸齒輪；（3）書寫公式，代入數(shù)值，計算結果并注意單位。分別讓兩位同學在黑板上演示：一位寫出定軸輪系的嚙合順序線，標明主、從動輪、共軸齒輪和各輪齒數(shù)；另一位解題；老師作巡回輔導，檢查教學效果。 學 習 內(nèi) 容學 習 過 程 n10=n1= 200 = 17.

15、60 r/min課堂練習二試寫出軸中另外兩條嚙合順序線，并求軸的另外二種轉(zhuǎn)速、軸的變速范圍。思考題：課本P81圖4-13，多刀半自動車床主軸箱傳動系統(tǒng)中，軸有多少種轉(zhuǎn)速？三、課堂小結（一）定軸系傳動比計算方法1、 在平行軸定軸輪系中可用（1）m 或畫箭頭法判斷首末兩輪的旋轉(zhuǎn)方向；當定軸輪系中含有相交或交錯軸齒輪副傳動時，輪系中齒輪的旋轉(zhuǎn)方向只能用畫箭頭的方法確定。2、 根據(jù)題意，寫出嚙合順序線，分清主、從動輪、惰輪和共軸齒輪。3、 列式計算傳動比大小。（二）點評學習效果。四、作業(yè)布置：P 81 3、4、5 設問：當定軸輪系的末端傳動為螺旋傳動或齒輪齒條傳動時，又將如何計算其傳動比呢？這將是我們下次課將要學