春季高考《機械基礎》中定軸輪系傳動比分析計算的教學效果

劉巧玲

摘要：《機械基礎》是中等職業學校機械專業的一門重要基礎課。也是春季高考（以下簡稱春考）必考之專業課，其內容涉及面廣而抽象，知識容量大等特點。齒輪傳動系統（以下簡稱輪系）這章內容在春考中往往是以分析計算題的形式出現占分比重大，特別是定軸輪系傳動比的計算，在考試中約占25%。下面我將介紹定軸輪系的相關內容怎樣快速拿到高分。

關鍵詞：定軸輪系；傳動比計算；教學方法；教學手段；教學效果

中圖分類號：G648文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2019）25-0005-01

1.定軸輪系傳動比計算的有關概念

由一系列相互嚙合的齒輪組成的傳動系統稱為輪系。在輪系中，所有齒輪軸的相對位置是固定的，如果所有軸線都平行稱為平面定軸，如果有一根軸線與其它軸線不平行，則稱為空間定軸。輪系的傳動比等于輪系中主動輪轉速與從動輪轉速之比。定軸輪系傳動比包括輪系比的大小、末輪的旋轉方向及轉速。在輪系中，為改變從動輪的轉向，在主、從動輪之間增加一個齒輪，增加的這個齒輪就叫做惰輪，惰輪只改變從動輪轉向，不影響傳動比，當增加奇數個惰輪，則主、從動輪轉向一致；反之，則相反。

教師在講解這些概念時要結合日常生活實踐，借助PPT動畫，力求準確生動，注重措辭的嚴密性、科學性、直觀性，使學生充分理解并消化達到教學效果。

2.傳動路線和傳動比的計算

2.1平面定軸輪系的傳動比：

定軸輪系傳動比等于各嚙合齒輪傳動比的連乘積，在齒輪系中，假設齒輪數為1-k，其總傳動比公式：i1k=n1nk=（-1）m×所有從動輪齒數的連乘積所有主動輪齒數的連乘積式中：n1表示輸入轉速，nk表示輸出轉速；（下同）。（-1）表示齒輪外嚙合，m表示外嚙合次數。 若m為奇數，則首末兩輪方向相反，若m為偶數，則首末兩輪的方向相同。也可用畫箭頭標注各輪方向。如圖：試寫出（雙點畫線框內屬于平面定軸輪系）i13

2.2空間定軸輪系的傳動比。

空間定軸輪系比較復雜，它里面可能含有圓錐齒輪、蝸輪蝸桿、齒輪齒條等。在分析路線時必須沿著輸入軸的首輪開始直至輸出軸的末輪的傳動路線。其傳動比的大小就是要去掉定軸輪系數傳動比中的（-1）m，方向只能用畫箭頭法。

i1k=n1nk=所有從動輪齒數的連乘積所有主動輪齒數的連乘積

如上圖空間定軸輪系，其傳動路線為：n1→軸1→z1z2→軸2→z2′z3→軸3→z3′z4→軸4→z5z6→z7→齒條8；試計算i17

總之，分析傳動路線是計算輪系傳動比的關鍵，教師通過ppt課件及gif動態圖采用講練結合法、討論法等多種教學方法讓學生明確傳動路線。

推導公式：

末輪轉速：nk=n1i1k=n1所有從動輪齒數的連乘積所有主動輪齒數的連乘積

末輪極限轉速：nkmax=n1i1k，≠nk min =n1i1k，≠nk

輪系末端為滾筒，其線速度為：Vk=nk×π×D=n1i1k×π×D

輪系末端是齒輪齒條，其齒條移動速度為：Vk=nk×π×mk×Zk

mk為齒輪齒條中齒輪的標準模數，zk為齒輪齒條中齒輪的齒數。

輪系末端為螺旋傳動，其螺母的移動速度：

Vk=nk×Ph=n1i1k×Ph

此時，教師要結合專業實際，優化題型，學-思-練-比-評，培養學生的計算速度，分析問題和解決問題的能力。

3.惰輪

由平面定軸輪系圖知，輪2同時嚙合輪1和k，只改變從動輪k的方向；輪1和2嚙合時輪2從動，同時輪2和k嚙合時輪2又是主動，故為齒輪2為惰輪，其不影響總的傳動比；惰輪主要用于兩輪稍遠且轉向變化場合。為了使主、從動輪的傳動方向相反，增加偶數個惰輪；反之增加奇數個。

教師結合實際創設情境教學。如：問汽車運行時是如何使前進和后退的？引起學生思考、討論再結合實際、PPT演示課件等講清惰輪的特點、定義和應用。

總之，提高課堂教學教師主導學生主體，注重培養學生變被動為主動思維。從近幾年帶過80%以上的春考學生通過此種教學方式使其掌握了好的復習方法及答題技巧，以至該類型的題在春考中得分率較高，達到事半功倍的教學效果。

參考文獻：

[1]欒學鋼主編.《機械基礎》（多學時）高等教育出版社·北京，2010版.

[2]《學海領航》根據最新春季高考考試說明編寫的機電一體化《機械基礎與鉗工》，2018版.

[3]各期專業學習報刊隨筆.

[4]機電一體化專業春季高考大綱，2018版.