定轴轮轮系的传动比计算.doc

课题
定轴轮轮系的传动比计算

教材分析
第十章轮系的《定轴轮系》是该倪森寿主编高等教育出版社出版的中职学校规划教材中一个项目，本部分内容在机电专单招考试中为必考知识点，且所占比分较大，而本节内容是前面几种传动（特别是第五章）的综合应用和提高，也是后续内容的基础。
学情分析
由于职高学生普遍基础薄弱，没有升学压力，学习主动性欠缺，更是对理论课学习感觉更为枯燥。因此为了激发起了学生学习的热情尽量采用多媒体教学，大量的FLASH将抽象的机械理论生动形象的展示在学生面前，变抽象为直观；结合身边的例子来融入教学，以实用引领兴趣，以兴趣激发求知。
教法应用
本课题将轮系各轮转动方向、轮系总传动比、任意末轮转速、轮系末端带移动件的传动计算的相关理论知识与实际应用有机整合。以启发为思路、以直观为手段、以应用为归宿。
教具准备
笔记本电脑、投影仪、多媒体课件、平行轴定轴轮系模型。

教学目标
知识目标： 1）领会定轴轮系的识读、传动路线的分析。
2）.掌握定轴轮系传动比的计算和各轮回转方向的判定。
3）正确识别惰轮，掌握惰轮的性质和应用。
4）掌握定轴轮系中末轮转速的计算。
5）掌握定轴轮系末端带移动件的传动计算。
能力目标：1通过复习旧知识概括提炼得出新知识，让学生学会对知识的迁徙、转化、提升的学习能力；
2.利用分解组合法应用知识的能力；
3.分析判断、解决问题的能力；
4.自学能力。
情感目标：通过理论教学，再联系实际，有效的激发学生的学习兴趣，做到理论联系实际，充分调动学生学习的主动性和积极性。
教学重点
1）定轴轮系的识读、传动路线的分析。这是定轴轮系传动比的计算和各轮回转方向判定的前提条件。
2）定轴轮系传动比的计算和各轮回转方向的判定。这是掌握定轴轮系后续内容的基础和关键。
教学难点
1）定轴轮系传动比公式中m的取值。
2）定轴轮系末端带移动件的移动速度的计算。
教学过程

教学内容
师生互动及教法设计
时间分配
一、回顾旧知识引入新课
复习旧知识：
大家可以想一下,在第五章中学过了两个齿轮传动的性质和应用，那么请大家归纳一下：一对圆柱齿轮、一对圆锥齿轮和蜗轮蜗杆的转向关系和传动比公式。

复习旧知识、做到温故知新

老师出示小黑板给出每种齿轮副的端面图、侧面图

要求学生在黑板上的端面图和侧面图上分别标出两轮转向，并写出其传动比公式。

5分钟

二、新课讲授
引入新课：
教师接着展示定轴轮系模型，引导学生参与到演示教学中来，通过一对齿轮的传动比概念，教师提出问题：多个齿轮的传动比是否就是输入轴的转速与输出轴的转速之比？引发学生思考。
演示模型
启发提问

2分钟
授新：
一 定轴轮系传动比公式推导和传动比定义的理解

由以上两个齿轮传动的思路和以下例题的推导过程来推出
定轴轮系传动比公式和定义分析
步骤：

1
2
2’
3
3’
4
5

1）分析该轮系的传动路线。2）该轮系有几对齿轮组成？3）每一对啮合的齿轮中哪一个是主动轮？哪一个是从动轮？分别写出它们传动比公式。4）在该轮系中分别有哪些齿轮是同轴的？
注意：所有齿轮副传动比的连乘积就是该轮系的传动比。

由以上定轴轮系的传动比公式得出其定义：定轴轮系传动比是指轮系中首末两轮的角速度(或转速)之比。
推广：
  设首轮A的转速为nA，末轮K的转速为nK，m为圆柱齿轮外啮合的对数，则平面定轴轮系的传动比可写为：

u 其中：m为外啮合圆柱齿轮副的数目
u 结果为正：两轮回转方向相同
u 结果为负：两轮回转方向相反

u 思考：齿轮4在图中位置有什么特殊地方？在公式中有什么特点？对轮系的传动比有何影响？

齿轮4既是齿轮3´的从动轮又是齿轮5的主动轮；它的齿数或转数在公式中既作分子又作分母；只改变齿轮副中从动轮回转方向 而不影响齿轮副传动比的大小—— 惰轮（过桥轮）惰轮作用：
1、实现换向

1） 2）
u 总结外啮合时加偶数惰轮时，齿轮副的主、从动轮的回转方向是相反的
u 外啮合时加奇数惰轮时，齿轮副的主、从动轮的回转方向是相同的
2、延长传动距离，所以又称过桥轮。
巩固练习：1、分析下图的平轴轴轮系

l 找出图中的惰轮
l 1、5齿轮转向相同还是相反？
l 用画箭头的方法进行验证。
l 计算轮系的传动比（z1=20, Z2=40, Z'2=15, Z3=60, Z'3=18, Z4=18, Z5=20）
2、分析下图中非平行轴轮系

l 确定末轮的转向。
l 计算轮系的传动比（z1=60, Z2=2, Z3=20, Z4=18, Z5=20, Z6=30）
结论：非平轴轮系只能用画箭头方法来末轮的回转方向
二、定轴轮系中末轮转速的计算
在列图2中，已知各轮齿数主动件的转速n1=1000r/分，请同学们根据传动比公式计算末轮的转速。
提示：因为n1/n6=i16 所以n6= n1/ i16

三、末端带移动件的计算：1轮系末端是螺旋传动的计算

分析如下:丝杠每旋转一周，螺母（砂轮）相对丝杠轴向移动距离为一个导程p，所以砂轮架的移动速度
如图6-12所示， 已知Z1=28，Z2=56，Z3=38，Z4=57，丝杆为Tr50X3。当手轮回转速度n1=50r/min且回转方向如图所示时，试计算砂轮架移动速度，并判断砂轮架移动方向。解：分析代如公式计算结果

丝杆为右旋，根据右手定则判断砂轮架移动方向向右。
2末端带齿轮齿条传动
图示的轮系中，已知各齿轮的齿数Z1=20, Z2=40, Z'2=15, Z3=60, Z'3=18, Z4=18, Z7=20, 齿轮7的模数m=3mm, 蜗杆头数为1（左旋），蜗轮齿数Z6=40。齿轮1为主动轮，转向如图所示，转速n1=100r/min，试求齿条8的速度和移动方向。
分析如下：末端件是齿轮齿条，它可以把主动件的回转运动变为直线运动。齿轮7每转一周，齿条移动一个周长距离。 齿条传动的移动速度V和输入轴每回转一周的移动距离L分别用下式计算：

代入数据，计算：

学生练习：1在上例中计算手轮每转一周，砂轮移动的距离。
2图为一卷扬机的传动系统，末端为蜗杆传动。已知：Z1=18，Z2=36，Z3=20，Z4=40，Z5=2，Z6=50，鼓轮直径D=200mm，n1 =1000r/min。试求蜗轮的转速n6和重物G的移动速度V，并确定提升重物时n1的回转方向。

教师引导学生通过从模型到简图按着这几个步骤一步步分析来掌握对轮系的读图，通过推导得出定期轴轮系传动比公式。

要求学生理解、领会定轴轮系传动比公式。

带领学生分析齿轮4的特点得出惰轮的概念，理解惰轮作用

特别给出平行轴轮系和非平得轴轮系两个典型例题，让学生进一步正确理解定轴轮系公式中的
（-1）m的作和和意义

老师提示，学生计算出答案

学生自己讨论答题,充分发挥学生的主观能动性

教师纠错并解答疑问

35分钟
三、巩固小结
（一）归纳小结
定轴轮系的传动比
大小：i1k=n1/n2=各级齿轮副中从动齿轮齿数的连乘积／各级齿轮副中主动齿轮齿数的连乘积。
转向：
1、画箭头法（适合任何定轴轮系）；
2、（－1）m法（只适合所有齿轮轴线都平行的情况）。
结果表示：
i1k=n1/n2=±各级齿轮副中从动齿轮齿数的连乘积／各级齿轮副中主动齿轮齿数的连乘积。（适合平行轴定轴轮系）；
图中画箭头表示旋转方向（各种情况均适合）

2分钟
四、布置作业
（二）布置作业
1、 教材每十章练习题的1、2、3
2、练习册所有相关习题。

1分钟

五、板书设计
§4—2 定轴轮系的传动比
（计算轮系传动比的大小、确定末轮回转方向）
一、定轴轮系传动比的概念：首末两轮的转速之比。
三、定轴轮系的传动比计算公式（重点掌握和理解）
1、传动比公：i1k=（－1）m
2、平行轴定轴轮系
直接利用上式进行传动比大小的计算，结果为正表示末轮与首轮旋转方向相同，为负则相反，也可在图上用标注箭头的方法表示旋转方向。
3、非平行轴定轴轮系
直接利用上式进行传动比大小的计算，旋转方向则在图上用标注箭头的方法表示。
4、末构件是移动件移动速度的计算
Vk=nkL L-每转移距，对于螺纹L=P（导程）；对于齿轮齿条L=πmkzk;对于鼓轮L=πDk

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