司開(kāi)妹
摘要:“機(jī)械基礎(chǔ)”是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)中的一門(mén)必修課,也是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。教材中包括機(jī)械傳動(dòng)知識(shí),常用機(jī)構(gòu)、軸系零件等,原理多,內(nèi)容抽象,實(shí)踐性強(qiáng)。針對(duì)職業(yè)學(xué)生的現(xiàn)狀、生理心理特點(diǎn),文章通過(guò)體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)可以很好地促進(jìn)他們的思維、好奇心、主觀能動(dòng)性等,對(duì)學(xué)好本課程本章節(jié)內(nèi)容有事半功倍的效果。
關(guān)鍵詞:體驗(yàn)活動(dòng);齒輪傳動(dòng);機(jī)械基礎(chǔ)
對(duì)于機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的職校生而言,“機(jī)械基礎(chǔ)”是必修的課程之一,但它概念繁雜,且實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)匱乏,理解掌握有一定的深度和難度。怎樣讓學(xué)生能輕松學(xué)習(xí),并更好地為專(zhuān)業(yè)技術(shù)課服務(wù)?對(duì)于任課老師來(lái)說(shuō),首先是穩(wěn)定學(xué)生的情緒,樹(shù)立他們的信心,然后再激發(fā)他們的學(xué)習(xí)樂(lè)趣。通過(guò)多年的實(shí)踐教學(xué),發(fā)現(xiàn)體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué),對(duì)學(xué)生理解抽象概念,提高思維效率,發(fā)揮創(chuàng)造性方面有較好的成效。
體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)是學(xué)生的一種學(xué)習(xí)方式,主要是通過(guò)觀摩或直接使教學(xué)活動(dòng)再現(xiàn),使學(xué)生進(jìn)入教學(xué)內(nèi)容所描述的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)、體驗(yàn)、感悟來(lái)得到知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的一種學(xué)習(xí)方法。
1 導(dǎo)入過(guò)程體驗(yàn)
(1)課前準(zhǔn)備:分組,搜集資料,學(xué)生拍攝帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)及普車(chē)溜板箱視頻。
小組歸納:①工作原理。帶傳動(dòng)則依靠帶與帶輪接觸面間產(chǎn)生的摩擦力或嚙合力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的;而鏈傳動(dòng)是依靠鏈輪輪齒與鏈條的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。②傳動(dòng)比。帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速之比,與各自的帶輪直徑和鏈輪齒數(shù)成反比。
(2)導(dǎo)入新課:觀看溜板箱中的車(chē)床變速機(jī)構(gòu)。
教師問(wèn):視頻中的學(xué)生在干什么?學(xué)生答:通過(guò)換擋改變卡盤(pán)或工件的轉(zhuǎn)速。
教師問(wèn):不同材質(zhì)的工件或不同技術(shù)要求的工件在車(chē)削時(shí),常需要變換主軸轉(zhuǎn)速,思考下車(chē)床是用何種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速要求的呢?
PPT展示:齒輪傳動(dòng)的世界。齒輪的發(fā)展要追溯到公元前,迄今已有3 000年的歷史。從古代時(shí)期的青銅齒輪、鑄造齒輪、人字齒輪傳動(dòng)等到現(xiàn)在的新型齒輪傳動(dòng),目前正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展,從而導(dǎo)入齒輪傳動(dòng)世界的第1學(xué)時(shí)——齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、分類(lèi)及應(yīng)用。
2 實(shí)施過(guò)程體驗(yàn)
2.1 體驗(yàn)活動(dòng)l
(1)學(xué)生思考:4小組分發(fā)齒輪傳動(dòng)模型,動(dòng)一動(dòng),看看它有什么功用?能產(chǎn)生什么運(yùn)動(dòng)?又是怎么來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功用的?
(2)教師引導(dǎo):要產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),單個(gè)齒輪是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,必須要有一對(duì)齒輪,是不是任意兩個(gè)齒輪放在一起就能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的?不是的,它必須滿(mǎn)足一對(duì)齒輪嚙合。要實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞,必須一對(duì)齒輪的齒依次交替接觸。
(3)歸納總結(jié):齒輪傳動(dòng)是利用齒輪副(一對(duì)齒輪的齒依次交替接觸)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和(或)動(dòng)力的一種機(jī)械傳動(dòng)。
2.2 體驗(yàn)活動(dòng)2
2.2.1 齒輪的類(lèi)型
(1)學(xué)生思考:桌上的齒輪傳動(dòng)模型各不相同,觀看其差異,并為其起個(gè)響亮的名字。引入齒輪傳動(dòng)的常用類(lèi)型及應(yīng)用。
(2)教師引導(dǎo):兩齒輪的軸線位置關(guān)系?(平行?相交?垂直?交錯(cuò)?)這些齒輪輪齒方向都有什么樣的不同?(直的?斜的?外表面??jī)?nèi)表面?)想一想:他們是如何進(jìn)行齒輪傳動(dòng)的?各齒輪的旋轉(zhuǎn)方向又如何?
(3)學(xué)生體驗(yàn):將下發(fā)的齒輪傳動(dòng)模型進(jìn)行分類(lèi)。
(4)活動(dòng)提升:大家各抒己見(jiàn),討論熱烈,單對(duì)的齒輪傳動(dòng)類(lèi)型不在話下,接下來(lái)列舉復(fù)雜的模型,里面有很多齒輪副在進(jìn)行傳動(dòng),那么這叫什么?后面會(huì)介紹到,它的名字叫輪系。
2.2.2 齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型
(1)學(xué)生體驗(yàn):各齒輪副的軸線位置關(guān)系?是如何傳遞運(yùn)動(dòng)的?
(2)教師引導(dǎo):模型中有哪些齒輪傳動(dòng)類(lèi)型?現(xiàn)代機(jī)器中廣泛采用各種類(lèi)型的齒輪傳動(dòng),其中直齒圓柱齒輪傳動(dòng)是最基本的一種傳動(dòng)形式,接下來(lái)引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)分析直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合。
(3)師生演示:沿齒寬同時(shí)進(jìn)入或退出嚙合,容易產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和噪音,傳動(dòng)不平穩(wěn),與其他類(lèi)型的齒輪比較,制造簡(jiǎn)單,成本低。
2.3 體驗(yàn)活動(dòng)3
2.3.1 傳動(dòng)比的概念
學(xué)生體驗(yàn):手拿模型,轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒輪軸,觀察運(yùn)動(dòng)情況。
教師提問(wèn):在這對(duì)齒輪傳動(dòng)中哪個(gè)是主動(dòng)件?主動(dòng)件如何運(yùn)動(dòng)?哪個(gè)是從動(dòng)件?從動(dòng)件怎樣運(yùn)動(dòng)?
歸納總結(jié):齒輪傳動(dòng)的工作原理:轉(zhuǎn)動(dòng)軸,通過(guò)鍵帶動(dòng)軸上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)齒輪嚙合,把運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給另一個(gè)齒輪。
教師提問(wèn):傳動(dòng)比大小是如何的?
(5)觀察分析:主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒,從動(dòng)齒輪也轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒,假設(shè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為N1,齒數(shù)為Z1,從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為N2,齒數(shù)為Z2,那么在單位時(shí)間內(nèi)兩個(gè)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)應(yīng)該是相等的。
n1z1=n2z2
引入傳動(dòng)比一主從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比,即:
i12=n1/n2=z2/z1
結(jié)論:齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比是主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速之比,也等于兩齒輪齒數(shù)之反比。
2.3.2 傳動(dòng)比的練習(xí)鞏固
學(xué)生體驗(yàn):轉(zhuǎn)動(dòng)模型,觀看主從動(dòng)輪;細(xì)點(diǎn)齒數(shù),得出Z1,Z2。
分析計(jì)算:代入公式,得出傳動(dòng)比大小。
2.3.3 活動(dòng)提升
(1)學(xué)生體驗(yàn):蝸桿傳動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)并細(xì)點(diǎn)齒輪。蝸桿齒輪沒(méi)法數(shù),怎么辦?
(2)教師引導(dǎo):Z1不代表齒數(shù),而是指他的頭數(shù)。一般蝸桿頭數(shù)為1,2,4,6。
(3)觀察分析:學(xué)生分析頭數(shù),計(jì)算傳動(dòng)比,得出結(jié)論:蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比比較大。
(4)教師總結(jié):對(duì)于一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比不宜過(guò)大,否則將增加傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸,并使兩齒輪的工作狀況差別增大。通常,圓柱齒輪副的傳動(dòng)比i≤8,圓錐齒輪副的傳動(dòng)比i≤5。
2.4 體驗(yàn)活動(dòng)4
(1)觀察視頻圖片:學(xué)生打開(kāi)身邊的電腦,從資源庫(kù)中點(diǎn)開(kāi)齒輪傳動(dòng)方面的實(shí)例,進(jìn)行分析思考。
(2)教師提問(wèn):齒輪傳動(dòng)是生活與生產(chǎn)實(shí)踐中最常用的一種機(jī)械傳動(dòng),那么認(rèn)識(shí)這些裝置嗎?齒輪傳動(dòng)應(yīng)用如此廣泛,想一想:它有什么特點(diǎn)?
(3) PPT展示:將齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化成四大塊,各小組根據(jù)所選的任務(wù),進(jìn)行討論。
(4)學(xué)生體驗(yàn)觀察。①動(dòng)手體驗(yàn)觀察:打蛋器、手表、時(shí)鐘、卷筆刀等生活中的齒輪傳動(dòng);②資源庫(kù)中觀察:減速器、齒輪泵、車(chē)床、汽車(chē)、摩托車(chē)等生產(chǎn)實(shí)踐中的齒輪傳動(dòng)。
教師引導(dǎo),學(xué)生觀察分析,得出相應(yīng)任務(wù)中的特點(diǎn)。
(5)歸納總結(jié):齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)(優(yōu)點(diǎn):瞬時(shí)傳動(dòng)比叵定不變,工作可靠性高,傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠;傳遞的功率和圓周速度范圍較寬;結(jié)構(gòu)緊湊,可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比;傳動(dòng)效率高,使用壽命長(zhǎng);維護(hù)簡(jiǎn)便。缺點(diǎn):運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有振動(dòng)、沖擊和噪聲;齒輪安裝要求較高;不能實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速;不適宜用在中心距較大的場(chǎng)合)。
3 練習(xí)鞏固體驗(yàn)
課堂練習(xí)是課堂教學(xué)的重要組成部分,恰到好處的練習(xí)不僅能鞏固知識(shí),而且能啟發(fā)思維,培養(yǎng)能力。因此,要精心設(shè)計(jì)練習(xí),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和注意力。通過(guò)設(shè)置選擇題、判斷題、填空題三大類(lèi)型,引導(dǎo)學(xué)生思考回答。
學(xué)生體驗(yàn):小組論,翻閱書(shū)籍,查看資源庫(kù),動(dòng)手演示等完成布置的任務(wù)。
教師總結(jié):①對(duì)練習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題,進(jìn)行解答,并鼓勵(lì)大家積極動(dòng)腦,理論聯(lián)系實(shí)際,真正掌握所需的知識(shí)點(diǎn)。②羅列本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)——齒輪傳動(dòng)的概念;齒輪傳動(dòng)的常用類(lèi)型及應(yīng)用;齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比;齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。
4 拓展提升體驗(yàn)
“機(jī)械基礎(chǔ)”的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合得很緊密,為了能為學(xué)生提供獲取知識(shí)、內(nèi)化價(jià)值觀和掌握技能的機(jī)會(huì),教師可布置一些拓展提升題。
(1)布置任務(wù):去生活、生產(chǎn)實(shí)踐或網(wǎng)上多搜集些齒輪傳動(dòng)的實(shí)例,然后判別下它們所屬的類(lèi)型。
(2)學(xué)生體驗(yàn):找一找,連一連常用齒輪傳動(dòng)他們各自的類(lèi)型及應(yīng)用,不斷充實(shí)豐富本堂課的知識(shí)。
5 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)體驗(yàn)活動(dòng)教學(xué),除了讓學(xué)生掌握所傳授的知識(shí)點(diǎn)外,還能讓學(xué)生養(yǎng)成多看、多想、多動(dòng)手的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣;提高學(xué)生理論與實(shí)際的銜接能力、善于觀察、分析和解決問(wèn)題的能力;培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,大大激發(fā)學(xué)生對(duì)“機(jī)械基礎(chǔ)”這門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣。