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定轴轮轮系的传动比计算

文章来源：[ 原创 ]
添加时间：2011年8月11日

课题

定轴轮轮系的传动比计算

教材分析

第四章轮系是前面几种传动的综合应用。其中定轴轮系在实际生产和生活中应用最多最广泛，它的学习将对今后生产岗位的实践与创新影响极大。本次课学习的“定轴轮系的传动比”是本章的核心内容，既是前面各章内容的综合运用，使学生知识组合与迁徙的学习能力得以提高；又是本章后续内容的基础，是培养学生推理分析问题、演绎组合解决实际问题的工作能力过程。

学情分析

目前技校学生普遍基础薄弱，学习兴趣不高，学习主动性欠缺。对理论课学习感觉更为枯燥，该班学生同样也存在以上的问题。但在前章的学习中，我用身边信息时代的魅力来证明机械加工专业的实用和前途之光明，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

以激趣为宗旨、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、周转轮系模型。

教学目标

知识目标：1.熟练绘制定轴轮系。

2.领会定轴轮系的识读、传动路线的分析。

3.掌握定轴轮系传动比的计算和各轮回转方向的判定。

能力目标：1.知识的获取、消化和吸收；

2.分析判断、解决问题的能力；

3.利用分解组合法应用知识的能力；

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

定轴轮系传动比公式中m的取值。这是因为学生没有充分理解（－1）m中的（－1）的含义，要让学生理解（－1）就是传动比的符号改变一次，即旋转方向改变一次，那么只有当圆柱齿轮外啮合时从动轮相对主动轮的转向才改变，内啮合则不改变。

2）非平行轴定轴轮系各轮回转方向的判定。这是因为学生对所学知识理解不深和掌握不牢，致使知识的转移和迁徙不顺甚至困难。

教学过程

教学内容

师生互动及教法设计

时间分配

一、引入新课

组织教学：

考勤，讲一个小故事,(今天在世界上是什么节日或是今天的小新闻)这时抓住学生的眼球调动学生主动参到课堂中来，共同创设和谐动感课堂，做好学习前的思想、情绪准备工作。

激励法

表扬法

（2分钟）

回顾旧知：

教师：1、什么是轮系？

学生：由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统称为轮系。

教师：2、轮系有什么应用特点？

学生：轮系的应用特点有：可获得很大的传动比；可作较远距离的传动；可变速；可变向；可合成或分解运动。

教师：3、轮系的分类依据是什么？可分为哪几类？

学生：轮系是按轮系传动时各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否固定来分类,分为定轴轮系和周转轮系。

教师：4、什么是定轴轮系？

学生：传动时轮系中各齿轮的几何轴线位置都是固定的称为定轴轮系。

复习和提问旧知识、做到温故知新

5分钟

新课导入：

大家可以想一下,在第三章中学过了两个齿轮传动的性质和应用,如果要是三个以上的齿轮啮合那它的转速和传动比是如何计算的呢?(这时教师演示模型用，如减速器、车床主轴箱、钟表机构、汽车变速器等)

3分钟

二、新课讲授

（一）定轴轮系的传动比概念

教师先展示定轴轮系模型，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。演示得出定轴轮系的概念：定轴轮系的传动比是指首末两轮的转速之比。（要求领会定轴轮系传动比概念）

演示模型

启发提问

引出概念

2分钟

知识分解

一、轴轮系，我们不但要能求出传动比的大小，还要能确定末轮的回转方向。如车床主轴箱，我们知道了电动机的转速和旋转方向，主轴的转速和旋转方向从何而得？因此，我们先把定轴轮系分解为各对齿轮副，如果知道了各对齿轮副的传动比大小和回转方向，那总的传动比大小和末轮的回转方向不就也知道了吗?下面我就先分析一下一对齿轮啮合的的传动比和回转方向的判断:

如下图

(a)

两个齿轮外啮合的两个齿轮的回转方向是相反的(用箭头表示)

两个齿轮内合的两个齿轮的回转方向是相同(箭头表示)

(b)

总结：i的结果为正值，表示两轮的转方向相同；为负值，表示回转方向相反

箭头表示：用相同指向的箭头表示回转方向相同；相反指向的箭头表示回转方向

(c)

两个锥齿轮啮合的回转方向是:箭头对箭头,箭尾对箭尾(用箭头表示)

(e)

(d)

蜗轮蜗杆啮合的回转方向: 左旋用左手，右旋用右手（用箭头来表示）

利用引导法让学生自己回答问题，投影演示各齿轮副的运动

80分钟

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的概念

2’

3’

定轴轮系的传动比是指轮系中首末两轮的角速度(或转速)之比

u 思考：齿轮4对轮系的传动比有何影响？

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

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

二、实现换向机构

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

三、方向的判断：

平行轴的方向判断

• 、

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。

非平行轴的方向判断

只能用箭头方法来判断IV轴的回转方向

四、定轴轮系中任意从动轮转速的计算、

滑移齿轮变速机构

如上图所示：eg:z1=26,z2=51z3=42,z4=29,z5=49,z6=36,z7=56,z8=43,z9=30,z10=90,轴Ⅰ转速n1=200r/min,试求当轴Ⅲ上的三联齿轮分别与轴Ⅱ上的三个齿轮啮合时，轴Ⅳ的三种转速。

分析如下:

1）齿轮4、7啮合时

2）齿轮5、6啮合时

3）齿轮3、8啮合

三、（1）末端带移动件的计算

分析如下:

eg:在上图中已知:丝杠Tr50×3当手轮按图示方向以n1=50r/min回转时，试计算手轮回转1周砂轮架移动的距离、砂轮架的移动速度和移动方向

解：分析代如公式计算结果

（2）末端带齿轮齿条传动

分析由上例题的基础上在加上齿轮齿条啮合

分析如下：

eg: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。

eg：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。（练习）

教师分析让学生试着来归纳结论。

要求学生理解、领会定轴轮系传动比公式

结合例题来证明结论

教师演示学生参与

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

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）

8分钟

四、布置作业

（二）布置作业

1、教材P84的第3、4、7题及P85的第9题。

2、题册P20填空的第2、3、4题,P20判断的第1、2、3、6题,P21选择的第2、4题及P21计算的第1题P22计算的第4题。

3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。

二、齿轮副的传动比及回转方向（知识点分解）

1、圆柱齿轮副（作图略）

外啮合

传动比：i12=－方向：相反

内啮合

传动比：i12=＋方向：相同。

2、圆锥齿轮副（作图略）

传动比：i12=

方向：同时指向或背离啮合点

3、蜗杆蜗轮副（作图略）

传动比：i12=

方向：左旋用左手，右旋用右手

三、定轴轮系的传动比计算公式（重点掌握和理解）

1、传动比公式：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。

许继电气股份有限公司技工学校

定轴轮轮系的传动比计算