春季高考《机械基础》中定轴轮系传动比分析计算的教学效果

刘巧玲

摘要：《机械基础》是中等职业学校机械专业的一门重要基础课。也是春季高考（以下简称春考）必考之专业课，其内容涉及面广而抽象，知识容量大等特点。齿轮传动系统（以下简称轮系）这章内容在春考中往往是以分析计算题的形式出现占分比重大，特别是定轴轮系传动比的计算，在考试中约占25%。下面我将介绍定轴轮系的相关内容怎样快速拿到高分。

关键词：定轴轮系；传动比计算；教学方法；教学手段；教学效果

中图分类号：G648文献标识码：B文章编号：1672-1578（2019）25-0005-01

1.定轴轮系传动比计算的有关概念

由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统称为轮系。在轮系中，所有齿轮轴的相对位置是固定的，如果所有轴线都平行称为平面定轴，如果有一根轴线与其它轴线不平行，则称为空间定轴。轮系的传动比等于轮系中主动轮转速与从动轮转速之比。定轴轮系传动比包括轮系比的大小、末轮的旋转方向及转速。在轮系中，为改变从动轮的转向，在主、从动轮之间增加一个齿轮，增加的这个齿轮就叫做惰轮，惰轮只改变从动轮转向，不影响传动比，当增加奇数个惰轮，则主、从动轮转向一致；反之，则相反。

教师在讲解这些概念时要结合日常生活实践，借助PPT动画，力求准确生动，注重措辞的严密性、科学性、直观性，使学生充分理解并消化达到教学效果。

2.传动路线和传动比的计算

2.1平面定轴轮系的传动比：

定轴轮系传动比等于各啮合齿轮传动比的连乘积，在齿轮系中，假设齿轮数为1-k，其总传动比公式：i1k=n1nk=（-1）m×所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积式中：n1表示输入转速，nk表示输出转速；（下同）。（-1）表示齿轮外啮合，m表示外啮合次数。 若m为奇数，则首末两轮方向相反，若m为偶数，则首末两轮的方向相同。也可用画箭头标注各轮方向。如图：试写出（双点画线框内属于平面定轴轮系）i13

2.2空间定轴轮系的传动比。

空间定轴轮系比较复杂，它里面可能含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条等。在分析路线时必须沿着输入轴的首轮开始直至输出轴的末轮的传动路线。其传动比的大小就是要去掉定轴轮系数传动比中的（-1）m，方向只能用画箭头法。

i1k=n1nk=所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积

如上图空间定轴轮系，其传动路线为：n1→轴1→z1z2→轴2→z2′z3→轴3→z3′z4→轴4→z5z6→z7→齿条8；试计算i17

总之，分析传动路线是计算轮系传动比的关键，教师通过ppt课件及gif动态图采用讲练结合法、讨论法等多种教学方法让学生明确传动路线。

推导公式：

末轮转速：nk=n1i1k=n1所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积

末轮极限转速：nkmax=n1i1k，≠nk min =n1i1k，≠nk

轮系末端为滚筒，其线速度为：Vk=nk×π×D=n1i1k×π×D

轮系末端是齿轮齿条，其齿条移动速度为：Vk=nk×π×mk×Zk

mk为齿轮齿条中齿轮的标准模数，zk为齿轮齿条中齿轮的齿数。

轮系末端为螺旋传动，其螺母的移动速度：

Vk=nk×Ph=n1i1k×Ph

此时，教师要结合专业实际，优化题型，学-思-练-比-评，培养学生的计算速度，分析问题和解决问题的能力。

3.惰轮

由平面定轴轮系图知，轮2同时啮合轮1和k，只改变从动轮k的方向；轮1和2啮合时轮2从动，同时轮2和k啮合时轮2又是主动，故为齿轮2为惰轮，其不影响总的传动比；惰轮主要用于两轮稍远且转向变化场合。为了使主、从动轮的传动方向相反，增加偶数个惰轮；反之增加奇数个。

教师结合实际创设情境教学。如：问汽车运行时是如何使前进和后退的？引起学生思考、讨论再结合实际、PPT演示课件等讲清惰轮的特点、定义和应用。

总之，提高课堂教学教师主导学生主体，注重培养学生变被动为主动思维。从近几年带过80%以上的春考学生通过此种教学方式使其掌握了好的复习方法及答题技巧，以至该类型的题在春考中得分率较高，达到事半功倍的教学效果。

参考文献：

[1]栾学钢主编.《机械基础》（多学时）高等教育出版社·北京，2010版.

[2]《学海领航》根据最新春季高考考试说明编写的机电一体化《机械基础与钳工》，2018版.

[3]各期专业学习报刊随笔.

[4]機电一体化专业春季高考大纲，2018版.