资源简介

【课题】蜗杆传动
【教材版本】
【教学目标】
一、知识目标
1．了解蜗杆传动的主要特点及传动比的计算方法。
2．熟悉基本参数和几何尺寸的计算方法。
3．了解蜗杆传动的主要失效形式和常用材料。
4.能够计算蜗杆传动比，能应用几何尺寸公式计算蜗杆和蜗轮的基本参数。
【教学重点、难点】
教学重点：
蜗杆传动的主要特性及传动比计算。
教学难点：
蜗杆的直径系数 及中间平面的作用。
【教学媒体及教学方法】
借助于多媒体课件，将静态的图形直观展示；通过教师的讲解、学生的观察、分析、讨论，师生充分互动，做中教，做中学，采用大量联系实际的安例，调动学生的学习积极性，培养学生观察分析、自主探究的能力，使全体学生在合作学习中都能有所收获。
【课时安排】
2课时（45分钟×2）
【教学建议】
教学中应交替使用教材、实物和动画。根据学生基本情况及学习本次内容后的总体反应，使用不同的教学方法，加强和学生的互动，使学生积极地参与到教学活动中来。
【教学过程】
任务导入（5分钟）
通过零件互换性的实际应用，设疑引入保证产品互换性的方法，从而引入本课题。
新课讲授（75分钟）
一、蜗杆传动
蜗杆传动的两轴成空间90 交错，蜗杆类似于螺杆，蜗轮类似于斜齿轮。
1.蜗杆传动的类型
蜗杆分为圆柱形蜗杆和圆弧形蜗杆两种。蜗杆传动按螺旋面的形状分为阿基米德螺杆传动、渐开线蜗杆传动等，以阿基米德螺杆传动为最常见。
2.蜗杆传动的传动比
蜗杆传动的蜗杆有单头和多头之分，以、分别表示蜗杆的头数和蜗轮的齿数。其传动比为
由于很小，常取单头蜗杆，其传动比比齿轮传动的传动比大得多，一般～。
蜗杆传动的特点
传动平稳，传动比大，能够自锁是蜗杆传动的主要优点，这是由于蜗杆是连续的螺旋形齿，所以其传动平稳且噪声很小。自锁只能是蜗杆带动蜗轮，而不能用蜗轮带动蜗杆，这在起重设备中非常有用，如自动升降晾衣架、钓鱼竿的收放线装置和手拉葫芦起重机。
但是蜗杆传动效率低，需要用青铜制造蜗轮，成本较高。
二、基本参数和几何尺寸计算
由于蜗杆与蜗轮成空间90 交错，需要借助中间平面来分析两轮的基本参数，规定经过蜗杆的轴线与蜗轮的轴线相垂直的平面去截蜗杆传动，所得到的蜗杆轴面和蜗轮端面的形状作为研究基本参数和几何尺寸的平台。
基本参数
模数和压力角关系
用角标x和t分别表示轴面和端面参数，则关系为：
；
模数标准值可查相关表格，标准压力角仍为20 。
（2）蜗杆分度圆直径与导程角
由式可知，由于的关系，分度圆必然是无理数，给设计和制造带来了极大的不便，所以令，称为直径系数，所以
值是蜗杆传动所特有的，、与之间的关系，考虑蜗杆直径的强度，所以规定了最小的为18 mm，最大的为200 mm。
在传动中，由于两轴空间交错，所以蜗杆的导程角必须与蜗轮的螺旋角相等，且方向相同。
(3）蜗杆头数和蜗轮齿数
常取为1、2、4，头数越多，传动效率越大，但越难加工。通常单头蜗杆应用较多，由于加工要求避免出现切齿干涉，蜗轮常选齿数为28～。
蜗杆传动的基本参数为、、、和，。
2.几何尺寸计算
（略）
三、失效形式、材料和结构
1. 失效形式
由于蜗杆与蜗轮的两轴处于空间交错的状态，所以其相对接触面的滑动速度非常大，使接触表面产生摩擦，发热严重，导致齿面胶合和磨损，这是蜗杆传动的主要失效形式。
2. 选用材料
防止出现胶合的最佳方法是提高表面硬度和选用不同的材料，所以蜗杆常选用中碳钢,经表面淬火后可以提高硬度和耐磨性，如45、40Cr钢等。而蜗轮选用铸造青铜，如ZCuSn10P1。对于不重要或低速齿轮，也可以选用强度较高的铸铁来制造蜗轮。
四、润滑与维护
蜗杆传动的滑动速度大，油可以起到润滑和降温的作用。当，采用喷油润滑，一般选用油浴润滑，最好将蜗杆浸入油中。
五、小结
1）蜗杆传动的最大特点是传动比大，两轴成空间交错状态，且有自锁功能。常用阿基米德蜗杆，其基本参数是在中间平面上测得的。直径系数是蜗杆传动所特有的，正确啮合时，除了模数和压力角相等外，还要求蜗杆的导程角等于蜗轮的螺旋角，而且方向相同。
2）常用蜗杆为单头，蜗轮齿数为28～80。蜗杆为中碳钢淬火，蜗轮选用铸造锡青铜。
学习评价及作业（10分钟）
1．学习评价
充分体现学生在教学中的主体地位。通过学生的自我评价，使其能够进行客观地自我反思，清晰地认识自我、自我总结的一个过程；通过小组评价，可以使学生更加注重小组的团结协作、互相学习，加强团队意识；通过教师评价，体现教师在教学中的另一主体地位，引导教学的方向和进程，指导学生掌握学习方法，学会探索、发现规律，同时，培养能力强的学生积极思考，主动探究；激励能力弱的学生认真观察，积极参与，以提高教学效果。
2．课堂小结
简要小结本次课程的内容（学生归纳，老师点晴并指出需要注意的问题）。
3．布置作业：
1）预习课题五内容
2）见课后习题

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