機械設(shè)計基礎(chǔ)(曹井新)項目4教案

授課教案授課教師課程名稱機械設(shè)計基礎(chǔ)項目4授課時間年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第節(jié)第節(jié)第節(jié)班班班授課項目其他常用機構(gòu)的認識教學目標知識目標：了解棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)的特點、螺旋傳動中的自鎖、掌握棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)的組成、螺紋的主要參數(shù)、螺紋聯(lián)接與螺旋傳動常用的牙型能力目標：能夠分析常用棘輪機構(gòu)的特點、區(qū)分螺紋聯(lián)接與螺旋傳動常用的牙型素質(zhì)目標：分析常用棘輪機構(gòu)的特點、區(qū)分螺紋聯(lián)接與螺旋傳動常用的牙型重點難點重點：了解棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)的特點、螺旋傳動中的自鎖、掌握棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)的組成、螺紋的主要參數(shù)、螺紋聯(lián)接與螺旋傳動常用的牙型難點：螺旋傳動的自鎖教學地點普通教室□一體化教室□多媒體教室實訓室□實驗室□企業(yè)現(xiàn)場□其他教學方法及手段常規(guī)教學□啟發(fā)式教學□現(xiàn)場教學□案例教學□問題教學□項目教學□多媒體教學□演示教學其他教學過程設(shè)計一、復習復習上次課學習的內(nèi)容。二、課程導入：本任務(wù)通過對自行車后輪超越離合機構(gòu)（內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu)）的學習來認識棘輪機構(gòu)；通過對電影放映機中槽輪機構(gòu)工作原理的學習來認識槽輪機構(gòu)；通過對矩形螺紋牙型和三角形螺紋牙型的螺旋機構(gòu)進行受力分析來認識螺旋傳動機構(gòu)三、課程設(shè)計過程（6學時）教師指導學生活動時間分鐘任務(wù)4.1棘輪機構(gòu)的認識復習上次課學習的內(nèi)容。提問+討論學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記10教師導課：學習提示【任務(wù)引入】通試描述自行車后輪超越離合機構(gòu)（內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu)）的工作過程。教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容。學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記15分小組學習:1.棘輪機構(gòu)的工作原理及應(yīng)用討論：你所見到的平面連桿機構(gòu)。舉一例。2．棘輪機構(gòu)的主要類型討論：各種類型輪機構(gòu)的特點3．齒式棘輪機構(gòu)和摩擦式棘輪機構(gòu)的特點討論：兩種棘輪機構(gòu)的適用場合閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫發(fā)言提綱、學生發(fā)言匯報，課，記錄學習筆記40任務(wù)實施以學生學習小組為單位進行任務(wù)實施匯報10教師點評任務(wù)實施情況并進行評價學生自我評價，記錄學習筆記5教師小結(jié)，解析本任務(wù)的重點和難點。布置作業(yè)與下次課預(yù)習內(nèi)容。閱讀教材、記錄學習筆記10任務(wù)4.2槽輪機構(gòu)的認識復習上次課學習內(nèi)容學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記10教師導課：學習提示【任務(wù)引入】試描述電影放映機中槽輪機構(gòu)的工作原理。教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容。學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記15分小組學習:1．槽輪機構(gòu)的工作原理和應(yīng)用提問+討論：槽輪機構(gòu)的應(yīng)用場合2槽輪機構(gòu)的主要參數(shù)閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫發(fā)言提綱、學生發(fā)言匯報，課，記錄學習筆記40任務(wù)實施以學生學習小組為單位進行任務(wù)實施匯報10教師點評任務(wù)實施情況并進行評價學生自我評價，記錄學習筆記5教師小結(jié)，解析本任務(wù)的重點和難點。布置作業(yè)與下次課預(yù)習內(nèi)容。閱讀教材、記錄學習筆記10任務(wù)4.3螺旋傳動機構(gòu)的認識復習上次課學習內(nèi)容學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記10教師導課：學習提示【任務(wù)引入】本任務(wù)通過對矩形螺紋牙型和三角形螺紋牙型的螺旋機構(gòu)進行受力分析來認識螺旋傳動機構(gòu)。教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容。學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記15分小組學習:1．螺紋的形成、基本要素和分類討論：你所見到的螺紋。舉一例。2．螺旋傳動的類型討論：你所見到的螺旋傳動。舉一例。3．滑動螺旋副中的摩擦討論：摩擦錐與自鎖。閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫發(fā)言提綱、學生發(fā)言匯報，課，記錄學習筆記40任務(wù)實施以學生學習小組為單位進行任務(wù)實施匯報10教師點評任務(wù)實施情況并進行評價學生自我評價，記錄學習筆記5教師小結(jié)，解析本任務(wù)的重點和難點。布置作業(yè)與下次課預(yù)習內(nèi)容。閱讀教材、記錄學習筆記10四、、課后任務(wù)1.完成作業(yè)。2.讓學生在生活中去發(fā)現(xiàn)本任務(wù)講解的內(nèi)容。3.復習并預(yù)習下次課內(nèi)容教學后記No授課內(nèi)容任務(wù)4.1棘輪機構(gòu)的認識一、復習10分鐘復習上次課學習內(nèi)容二、教師導課與課程學習：（1）學習提示，教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容。15分鐘本任務(wù)將通過對自行車后輪超越離合機構(gòu)（內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu)）的學習來認識棘輪機構(gòu)。教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容：棘輪機構(gòu)的工作原理及應(yīng)用；棘輪機構(gòu)的主要類型。（2）分小組學習:40分鐘4.1.1棘輪機構(gòu)的工作原理及應(yīng)用1.棘輪機構(gòu)的工作原理如圖所示的外嚙合式棘輪機構(gòu)由棘輪1、棘爪2、扭簧3搖桿4止動棘爪5及機架組成。棘輪1安裝在搖桿4的固定轉(zhuǎn)動軸上，可繞機架定軸轉(zhuǎn)動。棘爪2鉸接于搖桿4上，搖桿4可繞棘輪軸自由擺動，將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成往復運動。是一種典型的間歇運動機構(gòu)，其運動簡圖如右圖所示。外嚙合式棘輪機構(gòu)2.棘輪機構(gòu)的應(yīng)用卷揚機、提升機中常用棘輪停止器，棘輪停止器的主要作用是防止機構(gòu)自主逆轉(zhuǎn)，從而有效阻止重物墜落。提升機的棘輪停止機構(gòu)學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記學生發(fā)言匯報并記錄學習筆記閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫發(fā)言提綱、學生發(fā)言匯報，課，記錄學習筆記No授課內(nèi)容4.1.2棘輪機構(gòu)的主要類型1.按照結(jié)構(gòu)特點來劃分，常用的棘輪機構(gòu)有齒式棘輪機構(gòu)和摩擦式棘輪機構(gòu)兩大類。其中，齒式棘輪機構(gòu)的內(nèi)、外緣或端面上具有剛性的輪齒。2.按照嚙合方式來劃分，可分為外嚙合式棘輪機構(gòu)和內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu)兩種形式。3.按照棘輪輪齒形式來劃分，可分為鋸齒形棘輪機構(gòu)和矩形齒棘輪機構(gòu)兩種。4.按照棘輪可轉(zhuǎn)動方向來劃分，可分為單動式棘輪機構(gòu)、可變向式棘輪機構(gòu)、雙動式棘輪機構(gòu)。雙動式棘輪機構(gòu)4.1.3齒式棘輪機構(gòu)和摩擦式棘輪機構(gòu)的特點1.齒式棘輪機構(gòu)的特點棘輪機構(gòu)只適用于低速、輕載和棘輪轉(zhuǎn)角不大的場合，通常用來實現(xiàn)間歇進給式輸送和超越運動等工作要求。2.摩擦式棘輪機構(gòu)的特點為了減少棘輪機構(gòu)的沖擊及噪聲，并實現(xiàn)棘輪轉(zhuǎn)角大小的無級調(diào)節(jié)，可以采用摩擦式棘輪機構(gòu)。由于摩擦式棘輪機構(gòu)是依靠主動棘爪與無齒棘輪之間的摩擦力來推動棘輪轉(zhuǎn)動的，所以摩擦力足夠大。No授課內(nèi)容（3）任務(wù)實施10分鐘【任務(wù)內(nèi)容】：試描述如圖4-8所示的自行車后輪超越離合機構(gòu)（內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu)）的工作過程。1-內(nèi)棘輪（與鏈輪為一個構(gòu)件）2-棘爪3-輪轂當自行車正常騎行時，鏈輪由鏈條帶動逆時針轉(zhuǎn)動，內(nèi)棘輪1、棘爪2和輪轂3剛化一個構(gòu)件，自行車由后輪驅(qū)動向前行駛。自行車下坡或騎車人不踏自行車腳蹬（固定住腳蹬，腳蹬相對于自行車不動）時，鏈輪不轉(zhuǎn)，輪轂3的轉(zhuǎn)速比鏈輪的轉(zhuǎn)速快，此時，棘爪便在內(nèi)棘輪的內(nèi)棘齒上滑動，輪轂3繼續(xù)轉(zhuǎn)動而鏈輪不動，各自以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動或不動，這種運動特性稱為超越特性。（4）教師點評任務(wù)實施情況并進行評價。5分鐘（5）教師小結(jié)，解析本任務(wù)的重點和難點。布置作業(yè)與下次課預(yù)習內(nèi)容。10分鐘棘輪機構(gòu)的工作原理及應(yīng)用；棘輪機構(gòu)的主要類型。四、課后任務(wù)1.完成作業(yè)：課后練習。2.讓學生在生活中去發(fā)現(xiàn)本任務(wù)講解的內(nèi)容。3.復習并預(yù)習下次課內(nèi)容:任務(wù)4.2。學生在老師的指導下分組學習并進行小組學習成果匯報以學生學習小組為單位進行任務(wù)實施匯報No授課內(nèi)容任務(wù)4.2槽輪機構(gòu)的認識一、復習10分鐘復習上次課學習內(nèi)容二、教師導課與課程學習：（1）學習提示，教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容。15分鐘本任務(wù)將通過對電影放映機中槽輪機構(gòu)工作原理的學習來認識槽輪機構(gòu)。教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容：槽輪機構(gòu)的工作原理和應(yīng)用；槽輪機構(gòu)的主要參數(shù)。（2）分小組學習:40分鐘4.2.1槽輪機構(gòu)的工作原理和應(yīng)用1.槽輪機構(gòu)的工作原理如圖所示，槽輪機構(gòu)由帶有圓銷的主動撥盤1、具有若干徑向槽的從動槽輪2和機架組成。撥盤1為主動件，作連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動，通過主動撥盤1上的圓銷與徑向槽的嚙入或嚙出，推動從動槽輪2作單向間歇轉(zhuǎn)動。2.槽輪機構(gòu)的應(yīng)用槽輪機構(gòu)一般適用于各種轉(zhuǎn)速較低的自動機械中做轉(zhuǎn)位或分度機構(gòu)裝置。4.2.2槽輪機構(gòu)的主要參數(shù)槽輪機構(gòu)的主要參數(shù)有槽輪徑向槽數(shù)Z和撥盤圓銷數(shù)ｋ。槽輪每轉(zhuǎn)動一次，轉(zhuǎn)過的角度為；而主動撥盤轉(zhuǎn)動一周，槽輪轉(zhuǎn)動的次數(shù)主要取決于圓銷數(shù)ｋ。學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記學生發(fā)言匯報并記錄學習筆記閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫發(fā)言提綱、學生發(fā)言匯報，課，記錄學習筆記No授課內(nèi)容（3）任務(wù)實施10分鐘【任務(wù)內(nèi)容】：試描述如圖所示電影放映機中槽輪機構(gòu)的工作原理。電影放映機中的槽輪機構(gòu)電影放映機鏡頭里發(fā)出一束光，把膠片上的影像投射到銀幕上，觀眾在銀幕上就可以看到影像了。即膠片每秒鐘走24張，但觀眾在銀幕上確看不到膠片的連續(xù)運動，這就要求24張膠片不是連續(xù)播放的，而是每張都要有停頓，即每張膠片都是間歇運動的。電影放映機械中的卷片機構(gòu)要求電影膠片呈間歇運動形式，槽輪機構(gòu)滿足了這一工作要求，具有4個徑向槽的從動槽輪與卷片軸同軸轉(zhuǎn)動，帶有圓銷的主動撥盤為主動件，主動撥盤連續(xù)轉(zhuǎn)動帶動從動槽輪間歇運動就可以實現(xiàn)膠片的間歇運動，再配合光源的交替滅、亮就可以播放電影了。（4）教師點評任務(wù)實施情況并進行評價。5分鐘（5）教師小結(jié)，解析本任務(wù)的重點和難點。布置作業(yè)與下次課預(yù)習內(nèi)容。10分鐘槽輪機構(gòu)的工作原理和應(yīng)用；槽輪機構(gòu)的主要參數(shù)。三、課后任務(wù)1.完成作業(yè)：課后練習。2.讓學生在生活中去發(fā)現(xiàn)本任務(wù)講解的內(nèi)容。3.復習并預(yù)習下次課內(nèi)容：任務(wù)4.3學生在老師的指導下分組學習并進行小組學習成果匯報以學生學習小組為單位進行任務(wù)實施匯報No授課內(nèi)容任務(wù)4.3螺旋傳動機構(gòu)的認識一、復習10分鐘復習上次課學習內(nèi)容二、教師導課與課程學習：（1）學習提示，教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容。15分鐘本任務(wù)將通過對矩形螺紋牙型和三角形螺紋牙型的螺旋機構(gòu)進行受力分析來認識螺旋傳動機構(gòu)。教師介紹本任務(wù)的學習內(nèi)容：螺紋的形成、基本要素和分類；螺旋傳動的類型；滑動螺旋副中的摩擦。（2）分小組學習:40分鐘4.3.1螺紋的形成、基本要素和分類1.螺紋的形成當一個平面圖形（如三角形、梯形、矩形等）繞著圓柱面作螺旋運動時，形成的圓柱螺旋體稱為螺紋。2.螺紋的基本要素(1)牙型

沿螺紋軸線方向剖切，所得到的螺紋牙齒剖面的形狀稱為螺紋的牙型。常見的螺紋牙型有三角形、矩形、梯形、鋸齒形等，三角形螺紋主要用于聯(lián)接，梯形螺紋、鋸齒形螺紋和矩形螺紋多用于傳動。（2)螺紋直徑①大徑②小徑③中徑（3）旋向螺紋有右旋和左旋兩種。（4）線數(shù)或頭數(shù)螺紋有單線和多線之分。用ｎ表示。（5）螺距P和導程L螺紋相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點之間的軸向距離稱為螺距，用P表示；同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點之間的軸向距離，稱為導程，用L表示。3.螺紋的分類可以根據(jù)以下分類標準，對螺紋進行分類。（1）按螺紋要素來分①標準螺紋：牙型、直徑和螺距均符合國家標準的螺紋；

②特殊螺紋：牙型符合國家標準，直徑或螺距不符合標準的螺紋。

（2）按螺紋的用途來來分

①聯(lián)接螺紋，如普通三角形螺紋、管螺紋；

②傳動螺紋，如梯形螺紋、矩形螺紋、鋸齒形螺紋等。

（3）按制式來分：米制、英制，我國只有管螺紋采用英制螺紋，其他螺紋均為米制螺紋。（4）按螺紋所處的位置來分：內(nèi)螺紋和外螺紋。學生發(fā)言匯報、記錄學習筆記學生發(fā)言匯報并記錄學習筆記閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫發(fā)言提綱、學生發(fā)言匯報，課，記錄學習筆記No授課內(nèi)容（5）按螺紋牙型來分：三角形螺紋、矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋等。（6）按螺距（大徑d相同時）來分：粗牙（螺距值最大）螺紋和細牙（螺距值最?。┞菁y。（7）按螺旋線的線數(shù)來分：單線螺紋和多線螺紋。（8）按形成螺紋母體形狀來分：圓柱螺紋和圓錐螺紋。（9）按螺旋線的旋向來分：左旋螺紋和右旋螺紋。4.3.2螺旋傳動的類型1.按螺旋傳動的用途劃分（1）傳力螺旋。（2）傳導螺旋。（3）調(diào)整螺旋。2.按螺旋傳動副的摩擦性質(zhì)劃分（1）滑動螺旋。（2）滾動螺旋。（3）靜壓螺旋。4.3.3滑動螺旋副中的摩擦1.靜摩擦與滑動摩擦兩個相互接觸的物體發(fā)生相對滑動時，彼此之間就有阻礙滑動的力存在，此力稱為滑動摩擦力。只有滑動趨勢而無滑動事實的摩擦稱為靜滑動摩擦，簡稱靜摩擦。2.摩擦角當考慮摩擦時，全反力FR與接觸面公法線的夾角為，當靜摩擦力達到最大值時，夾角也達到最大值，稱為臨界摩擦角，簡稱摩擦角，如圖所示，由圖可知：圖4-18摩擦角如物體與支承面的摩擦系數(shù)在各個方向都相同，則這個范圍在空間就形成一個錐體，稱為摩擦錐3.自鎖如圖4-19所示，若主動力FQ作用在摩擦錐范圍內(nèi)，則約束面必產(chǎn)生一個與之等值、反向且共線的全反力FR與之平衡。不論怎樣增加FQ的大小，物體總能保持平衡，這種現(xiàn)象稱為自鎖。（3）任務(wù)實施10分鐘【任務(wù)內(nèi)容】：在螺旋機構(gòu)中，當螺紋的牙型為矩形和三角形時，試對螺旋副進行受力分析。學生在老師的指導下分組學習并進行小組學習成果匯報No授課內(nèi)容1.矩形牙型螺旋副的受力分析根據(jù)兩個平衡關(guān)系可得到各力平衡條件的關(guān)系式：①當滑塊等速上行時，需要的水平推力為其擰緊力矩為②反之，當滑塊下行時，為維持