第12章 轮系
（一）教学要求
1、掌握定轴轮系，周转轮系传动比的计算
2、了解其他新型齿轮传动装置
（二）教学的重点与难点
1、 定轴轮系转向判别
2、 转化机构法求解周转轮系传动比
2、复合轮系的分析
（三）教学内容
12.1 轮系的分类
轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。
定轴轮系（普通轮系）
周转轮系
复合轮系 定+周（复杂轮系）
周+周
12.2 定轴轮系及其传动比计算
一、传动比
A ——输入轴
B ——输出轴
B
A B A AB n n W W i == 二、定轴轮系的传动比计算
43215432543243215443231215'
'''''===Z Z Z Z Z Z Z Z W W W W W W W W i i i i i ∴所有主动轮齿数的乘积
所有从动轮齿数的乘积=15i 三、输出轴转向的表示
1、首末两轴平行，用“+”、“-”表示。
Z ——惰轮：不改变传动比的大小，但改变轮系的转向
2、首末两轴不平行（将轮5擦掉）
用箭头表示
3、所有轴线都平行
所有主动轮齿数的乘积
所有从动轮齿数的乘积m W W i )1(51-== m ——外啮合的次数
12.3 周转轮系的传动比计算
一、周转轮系
224243=-?-?=F
差动轮系：F=2
行星轮系：F=1（轮3固定）（123233=-?-?=F ）
二、周转轮系的构件
行星轮
行星架（系杆）、中心轮
基本构件（轴线与主轴线重合而又承受外力矩的构件称基本构件）
行星架绕之转动的轴线称为主轴线。
ZK-H （K —中心轮；H —行量架；V —输出构件）
还有其他：3K ，K-H-V
三、周转轮系传动比的计算
以差动轮系为例（反转法）
-W H （绕O H —主轴线）
转化机构（定轴轮系）
13313113
)1(Z Z W W W W W W i H H H H H ?'-=--==
举例：图示为一大传动比的减速器，Z 1=100，Z 2=101，Z 2'=100，Z 3=99
求：输入件H 对输出件1的传动比i H1
解：1，3中心轮
2，2'行星轮
H 行星架
给整个机构（-W H ）绕OO 轴转动
213223113)1('
???-=--=Z Z Z Z W W W W i H H H 周转轮系传动比是计算出来的，而不是判断出来的。
四、圆锥齿轮组成的周转轮系
1，3中心轮
2行星轮
2
13223113)1(Z Z Z Z W W W W i H H H -=--= H H H W W W W i --=
2112 12.4 复合轮系传动比的计算
一、步骤：H i 1
1、分析轮系的组成
1，2，2'，3——定轴轮系
找行星轮：
1'，4，3'，H ——周转轮系
2、分别写出各轮系的传动比 定：2132231
13)1('
-==Z Z Z Z
W W i
（1） 周：311313)1('
'
''''-=--=Z Z W W W W i H H
H （2） 3、找出轮系之间的运动关系
?
??
==''3311W W W W
（
3） 4、联立求解：
3
23211
31111Z Z Z Z Z Z Z Z W W i H H '
''
'
'++
==
（H ，5这一整体）
例：电动卷扬机减速器
Z 1=24，Z 2=48，Z 2'=30，Z 3=90
Z 3'=20，Z 4=30，Z 5=80
求i 1H
二、轮系的应用
1、 定轴轮系的应用
①实现大传动比传动
②实现较远距离的传动
1441i i =''（大小，方向）
（减小机构的尺寸和重量）
③实现换向传动
④实现变速传动
汽车齿轮变速箱
拨动双联齿轮到不同位置时，可得到几种不同的输出转速
⑤实现多分路传动
机械式钟表机构就是一例
2、周转轮系和复合轮系的应用
①实现大传动比（例12-1）
②实现运动的合成（例12-3）
③实现运动的分解。（汽车后桥差减速器）
④实现变速、换向传动
⑤结构紧凑的大功率传动
⑥利用行星轮输出的复杂运动满足某些特殊要求。
（四）本章小结
本章分析了齿轮系的传动比计算和转向确定。在现代机械中，为了满足不同的工作要求只用一对齿轮传动往往是不够的，通常用一系列齿轮共同传动。这种由一系列齿轮组成的传动系统称为齿轮系。根据齿轮系运转时齿轮的轴线位置相对于机架是否固定，又可将齿轮分为定轴轮系和固定轮系。
（五）作业与思考
1．定轴齿轮与行星齿轮系的主要区别是什么。
2．各类型齿轮系的转向如何确定。
3．“转化机构法”的根据何在。
4．根据给定的图示，求出轮系的传动比。
4-1解分度圆直径 齿顶高 齿根高 顶隙 中心距 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 齿距 齿厚、齿槽宽 4-2解由可得模数 分度圆直径 4-3解由得
4-4解分度圆半径 分度圆上渐开线齿廓的曲率半径 分度圆上渐开线齿廓的压力角 基圆半径 基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0； 压力角为。 齿顶圆半径 齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径 齿顶圆上渐开线齿廓的压力角 4-5解正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径： 基圆直径 假定则解得 故当齿数时，正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆；齿数，基圆小于齿根圆。 4-6解中心距 内齿轮分度圆直径 内齿轮齿顶圆直径 内齿轮齿根圆直径 4-7 证明用齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱齿轮，不发生根切的临界位置是极限点正好在刀具 的顶线上。此时有关系： 正常齿制标准齿轮、，代入上式
短齿制标准齿轮、，代入上式 图 4.7 题4-7解图 4-8证明如图所示，、两点为卡脚与渐开线齿廓的切点，则线段即为渐开线的法线。根据渐开线的特性：渐开线的法线必与基圆相切，切点为。 再根据渐开线的特性：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长，可知： AC 对于任一渐开线齿轮，基圆齿厚与基圆齿距均为定值，卡尺的位置不影响测量结果。 图 4.8 题4-8图图4.9 题4-8解图 4-9解模数相等、压力角相等的两个齿轮，分度圆齿厚相等。但是齿数多的齿轮分度圆直径大，所以基圆直径就大。根据渐开线的性质，渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆小,则渐开线曲率大,基圆大，则渐开线越趋于平直。因此，齿数多的齿轮与齿数少的齿轮相比，齿顶圆齿厚和齿根圆齿 厚均为大值。 4-10解切制变位齿轮与切制标准齿轮用同一把刀具，只是刀具的位置不同。因此，它们的模数、压 力角、齿距均分别与刀具相同，从而变位齿轮与标准齿轮的分度圆直径和基圆直径也相同。故参数、 、、不变。 变位齿轮分度圆不变，但正变位齿轮的齿顶圆和齿根圆增大，且齿厚增大、齿槽宽变窄。因此、 、变大，变小。 啮合角与节圆直径是一对齿轮啮合传动的范畴。
教案首页
科目：机械基础（第四版） 授课班级：08级模具（1）班 授课地点：多媒体教室（一）室 课时：2课时 课题：§6—2 定轴轮系的传动比 授课方式：讲授 教学容：定轴轮系的传动比及其计算举例 教学目标：能熟练进行定轴轮系传动比的计算方法及各轮回转方向的判定 选用教具：三角板、圆规、平行轴定轴轮系模型、非平行轴定轴轮系模型 教学方法：演示法、循序渐进教学法、典型例题法 第一部分：教学过程 一、复习导入新课（约7分钟） （一）组织教学（2分钟） 学生点名考勤，课前6S检查，总结表扬上次优秀作业学生，调节课堂气氛，调动学生主动性。 （二）教学回顾（2分钟） 1、什么是轮系？ 2、轮系有什么应用特点？ 3、轮系的分类依据是什么？可分为哪几类？ 4、什么是定轴轮系？（让学生回顾上次课的容） （三）复习，新课导入（2分钟） 演示减速器、车床主轴箱、钟表机构等，我们看到的这些都是定轴轮系的应用，请问：我们生活中常见钟表里的时针走一圈，分针走了12圈，秒针走了720圈，那么由时针到秒针是如何实现传动的？时针把运动传到秒针时，其转速大小有何变化？具体比值如何确定？ （四）教学容介绍（1分钟） 重点：定轴轮系的传动路线的分析、传动比的计算及各轮回转方向的判定。 难点：非平行轴定轴轮系传动比公式推导及各轮回转方向的判定。 二、新课讲解（约32分钟） （一）定轴轮系的传动比概念（2分钟）
教师先展示定轴轮系模型，引导学生参与到演示教学中来，通过一对齿轮的传动比概念，教师提出问题：定轴轮系的传动比是否就是输入轴的转速与输出轴的转速之比？引发学生思考。演示得出定轴轮系的概念：定轴轮系的传动比是指首末两轮的转速之比。 （二）知识分解（12分钟） 对于定轴轮系，我们不但要能求出传动比的大小，还要能确定末轮的回转方向。如车床主轴箱，我们知道了电动机的转速和旋转方向，主轴的转速和旋转方向从何而得？因此，我们先把定轴轮系分解为各对齿轮副，如果知道了各对齿轮副的传动比大小和回转方向，那总的传动比大小和末轮的回转方向就不得而知了。 1、齿轮副的作图 讲解轴承与固定齿轮的作图表示法，引出、外啮合圆柱齿轮副、圆锥齿轮副、蜗轮蜗杆副和齿轮齿条的作图。 2、齿轮副的传动比和回转方向（重点容） （1）一对圆柱齿轮： ①传动比i ：外啮合：i = 1 2 2 1 z z n n －=；啮合： i = 12 21z z n n +=。 ②回转方向：a 、用传动比表示：i 的结果为正值，表示两轮的回转方向相同；为负值，表示回转方向相反。b 、用箭头表示：用相同指向的箭头表示回转方向相同；相反指向的箭头表示回转方向相反。（口诀：外改同） （2）一对圆锥齿轮： ①传动比i ：i = 1 22 1 z z n n = 。②回转方向：只能用箭头表示，箭头应同时指向或同时背离 啮合点。（口诀：同时指向或背离） （3）蜗杆蜗轮副： ①传动比i ：i = 1 22 1 z z n n = 。（口诀：左旋左，右旋右） ②回转方向：只能用箭头表示，左旋用左手，右旋用右手。 （三）知识组合（18分钟） 1、定轴轮系的作图 定轴轮系是由各齿轮副连接而成的，对于它的作图，只要把各齿轮副拼连而成即可。 2、定轴轮系传动比的计算 1) 分析轮系的组成:
XXXXX学校《机械基础》练习题 一、填空题 1．由一系列相互啮合齿轮所构成的传动系统称为_________． 2．按照轮系传动时各齿轮的轴线位置是否固定，轮系分为________和________两大类． 3．当轮系运转时，所有齿轮几何轴线的位置相对于机架固定不变的轮系称为_______． 4．轮系中，既有定轴轮系又有行星轮系的称为________． 5．采用行星轮系，可以将两个独立的运动_______为一个运动，或将一个运动_______为两个独立的运动．6．轮系中含有圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、齿轮齿条，其各轮转向只能用_________的方法表示． 7．定轴轮系中的传动比等于_________的转速之比，也等于该轮系中________与_______之比． 8．在各齿轮轴线相互平行的轮系中，若齿轮的外啮合对数是偶数，则首轮与末轮的转向_______；若为奇数，则首轮与末轮的转向__________． 9．在轮系中，惰轮常用于传动距离稍__________和需要改变________的场合． 10.在轮系中，末端件若是齿轮齿条，它可以把主动件的________运动变为齿条的______运动． 11.轮系的特点：(1)可获得_________的传动比；(2)可实现__________距离传动；(3)可实现________、________要求；(4)可_________或__________运动． 12.平面定轴轮系中传动比计算公式为_________，其中(-1)的n次方，n表示 ________．若(-1) 的n次方为正，则首、末两轮转向____． 13.定釉轮系中任一从动件的转速计算公式为______________________. 14.定轴轮系末端通常有下列三种传动形式，则末端件的移动速度v(或移动距离L)的计算公式分别为： (1)末端为螺旋传动时：________________ (2)末端为滚动轮传动时：______________ (3)末端为齿轮齿条传动时：_____________ 二、单选题 1．若齿轮与轴之间( )，则齿轮与轴各自转动，互不影响． A.空套 B．固定 c．滑移 D．空间配合 2．如图所示的轮系中，设已知Z1= Z2=Z3′=Z4= 20，Z3=Z5= 60，又齿轮1、3、3′与5同轴线，试求传动比i15。( ) A.3 B．6 C．9 D． 12 3．汽车后桥传动轴部分组成的轮系为( ) A.平面定轴轮系 B．空间定轴轮系 c．周转轮系 D．都有可能 4．定轴轮系传动比大小与轮系中惰轮的齿数 ( ) A.无关 B．有关，成正比 C．有关，成反比D．有关，不成比例 5．若主动轴转速为1 200 r/min，若要求从动轴获得12 r/min的转速，应采用( )传动． A. -对直齿圆柱齿轮 B．链 c．轮系 D．蜗轮蜗杆6．关于轮系的说法，正确的是 ( ) A.所有机械传动方式中，轮系的传动比最大 B．轮系靠惰轮变速，靠离合器变向 C．周转轮系只能实现运动的合成与分解 D．轮系的传动比，是构成该轮系所有机械传动方式传动叱的连乘积 7．在轮系中，两齿轮间若增加( )个惰轮时，首、末两轮的转向相同． A.奇数 B．偶数 c．任意数 D．以上都可以 8．轮系的末端是螺旋传动，已知末端轴转速行n=80 r/min，三线螺杆的螺距为4 mm，则螺母每分钟移动距离为( )mm． A. 240 B．320 C．960 D. 160 9．轮系的末端是齿轮齿条传动，已知小齿轮的模数，m=3 mm，齿数z=25，末轴转速n=75r/mln，则齿条每分钟移动的距离为( )mm. A．17662.5 B．5625 C.5887.5 D．8331 10.如图所示轮系，Ⅳ轴可得到几种转速( ) A.3种 B．6种 C．9种 D．12种 三、计算题 1．如图所示为多刀半自动车床主轴箱传动系统．已知带轮直径D1=D2-=180 mm，z1=45，z2=72，z3=36，z4 =81，z5 =59，z6 =54，z7=25，z8=88.试求当电动机转速n=1443 r/min时，主轴Ⅲ的各级转速.
第10章 轮系（习题答案） 10.1 解： 1、2－2’、3－3’、4－4’和5组成定轴轮系 200 ' 4'3'2154325 115== = z z z z z z z z n n i mm mz r r n n 402 min /5.2'5'5'55== == s mm v v n r r v /5.1060 26'5' 5'5'5'5=== =π? 10.2 解： 定轴轮系：1、2、3 1313311376 121276n n z z n n i = ?= + ==， 121 22 112521212 52n n z z n n i - =?- =-== 周转轮系：4、5、6和H 49734 66446 - =- =--= z z n n n n i H H H 497376 12 5212 49 731164- =--- ? -=--H H H H n n n n n n n n 因为6342,n n n n ==
所以 558 11+== H H n n i 10.3 解： 3 1 33113 -=- =--= z z n n n n i H H H 因为0 3 =n 所以 4 11+== H H n n i 结论：当手柄转过90°（即 901=?）时， 5 .224 11==??H ，且同向。 10.4 解： 3 2' 21323113 + =+ =--= z z z z n n n n i H H H 把120,12031-==n n 代入上式， 3 212012031= ---= --H H H H n n n n n n 得：min /600r n H +=，方向与1n 相同。
柳州市第一职业技术学校级2012— 2013学年上学期教学教案 授课班级：12模具班 教案使用时间：第_14_周第3课时 科目〈〈机械基础》 任课教师： 单均镇
柳州市第一职业技术学校教师备课纸
l_l rn|_| rn l_l 1--1 1 J— 1 1 分组讨论完成学习项目活动书。 根据咨询的知识，且已知n1转向，试判断车床中 托板各齿轮的传动方向。 IH 一3 巡视指导 ■- 9 讨论，总结完 成项目活动 书 VI 养成自学的 习惯；培养 严谨的学习 态度。 （四）展示及评价 1）提交学习任务完成材料； 2）学生分组展示评价； 3 ）老师归纳总结。（学习态度、掌握情况等。） 评价、总结给 出本节课最理 想答案 学生总结、自 评、互评 培养科学严 谨的态度； 提高口头表 达能力。 （五）巩固练习 查阅资料完成活动书思考与练习部分。 布置练习课后做练习。反复加深印 象（六）布置作业布置作业课后作业加深印象
课题：定轴轮系各轮回转方向的判定 班级： ___________ 组号： __________ 姓名：________________ 学习目标： 知识与技能目标： 1、认识什么是定轴轮系传动； 2、领会定轴轮系传动路线的分析方法； 3、掌握定轴轮系各轮回转方向判定的方法。 过程与方法目标： 1、通过阅读项目活动书完成信息查，逐渐培养学生自学的能力。 2、通过小组学习、教师指导，掌握判定定轴轮系各轮回转方向及传动路线的分析方法。 情感态度与价值观目标： 1、通过分组学习锻炼学生协作能力、交流沟通能力、表达能力、组织能力； 2、逐步养成自学的好习惯； 3、培养出科学严谨的学习态度。 教学重点： 1、定轴轮系传动路线的分析方法。 2、定轴轮系各轮回转方向的判定方法。 教学难点：定轴轮系各轮回转方向的判定方法。 教学重点、难点解决方法：讲授法、任务驱动法、分组讨论法。 教学程序设计：回顾旧知T应用赏析T新课点拨T下发活动项目书并分组完成T分组展示及对比评价T归纳总结T布置作业。 一、回顾旧知 一对内啮合与外啮合圆柱齿轮转向的判断圆柱齿轮传动并各齿轮轴线相互平行时回转方向: （速记口诀：内啮合齿轮转向相同，外啮合齿轮转向相反） 二、咨询 1、什么是轮系（阅读课本71页）？ 2、什么是定轴轮系（阅读课本71页）？ 3、填写下列问题（阅读课本表格74页6-3和课本77页惰轮的应用）？
轮系
定轴轮系传动比计算 李静 2008-7-11 教学目的： 掌握定轴轮系的传动比计算方法，能够独立解决相关实际应用问题 教学重点： １、平行轴定轴轮系传动比计算 ２、非平行轴定轴轮系传动比计算 教学方法： 讲授法 课时安排：
１课时 学生情况分析： 通过前面的讲授，学生已经认识了轮系并了解轮系不同于齿轮副的传动特点，会简单得齿轮副传动比计算，在此基础上介绍轮系的传动比计算，学生对新课的接受应比较快。 大专院校的学生领悟能力及自学能力都比较高，所以在讲授新课的时候对于轮系传动比的推导没有过多解释。 教学安排： 由前面所学的轮系引入新课程，开始介绍定轴轮系的传动比计算。 一、轮系简介： 轮系：由一系列齿轮组成的传动系统。 按照各齿轮轴线位置是否均固定，可以分为： 定轴轮系（又称普通轮系） 周转轮系两类 二、定轴轮系 （一）、定义 定轴轮系：各个齿轮轴线均固定，并只绕其自身轴线回转的轮系。 （二）、分类 平行轴定轴轮系：各齿轮的轴线均平行的定轴轮系。 非平行轴定轴轮系：各齿轮的轴线不全部平行的定轴轮系。
三、传动比计算 （一）、平行轴定轴轮系: 方向相反：轮系中首末两轮回转方向相同：轮系中首末两轮回转结果分析： 副数目 轮系中所有外啮合齿轮有主动轮齿数连乘积 轮系中各级齿轮副中所有从动轮齿数连乘积 轮系中各级齿轮副中所） （-+=:m 1-i m （二）、非平行轴定轴轮系： 有主动轮齿数连乘积 轮系中各级齿轮副中所有从动轮齿数连乘积 轮系中各级齿轮副中所= i （三）、比较 平行轴定轴轮系的传动比计算不仅可以得到传动比的大小还可以判定首末两轮的回转方向的同异。 非平行轴定轴轮系的传动比计算只能得到传动比的大小，首末轮的方向需用其他方法判别。 定轴轮系的传动比计算还可以用首末两轮的转速来计算。 末轮 首轮 末轮首轮ωω== n n i （四）、例题 例1:在如图所示定轴轮系中，已知：n 1=1440r/min ，各齿轮齿数分别为z 1=z 3=z6=18，z 2=27, z 4=z 5=24, z 7=81。试求末轮7转速n 7。
第10章部分题解参考 10-4 在图10-23所示的轮系中，已知各轮齿数，3'为单头右旋蜗杆，求传动比15i 。 解 9030 120306030431543432154325115-=????-=-=-==''''z z z z z z z z z z z z z z n n i 10-6 图10-25所示轮系中，所有齿轮的模数相等，且均为标准齿轮，若n 1=200r/min ，n 3=50r/min 。求齿 数2'z 及杆4的转速n 4。当1）n 1、n 3同向时；2）n 1、n 3反向时。 解 ∵ )(2 )(22321'-=+z z m z z m ∴ 202515602132=--=--='z z z z ∵ 520 15602521324341413-=??-=-=--='z z z z n n n n i ∴ 6/)5(314n n n += 设 1n 为“＋” 则 1）n 1、n 3同向时：756/)505200(6/)5(314+=?+=+=n n n r /min （n 4与n 1同向） 2）n 1、n 3反向时：33.86/)505200(6/)5(314-=?-=+=n n n r /min （n 4与n 1反向） 10-8 图10-27所示为卷扬机的减速器，各轮齿数在图中示出。求传动比17i 。 解 1-2-3-4-7周转轮系，5-6-7定轴轮系 ∵ 21 1692124785231427471714-=??-=-=--=z z z z n n n n i 3 131878577557-=-=-==z z n n i 54n n = ∴ 92.4363 27677117===n n i （n 1与n 7同向） 10-9 图10-28所示轮系，各轮齿数如图所示。求传动比14i 。 解 ∵ 518 90 133113-=-=-=--=z z n n n n i H H H 58 553687903324323443=??==--='z z z z n n n n i H H H 03=n ∴ 611==H H n n i 58 344==H H n n i
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 第一讲绪论 教学目标 (一）能力目标 1.解本课程的内容、性质和任务 2.掌握学习本课程的方法 (二)知识目标 1.了解机器的组成及其特征 2.熟悉机构、构件、零件、部件的概念及其区别 教学内容 1.机械设计基础研究的对象 2.本课程的作用 3.机械设计的基本要求和一般过程 教学的重点与难点 (一）重点 本课程的研究对象、内容。 (二)难点 机构、构件、零件、部件的概念及其区别。 教学方法与手段 采用动画演示,注重启发引导式教学。 一、机器的组成及特性 （一）机器的组成及其特征 以内燃机为例 1、工作原理
内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器。 2、组成 内燃机由三部分组成：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构。 3、机器的特性 （二）机构、构件、零件 1、机构 机构是用来传递运动和力，有一个构件为机架，用运动副连接起来的构件系统。 一台机器可以由一个机构，也可以由多个机构组成。 常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等。 2、构件 构件是指机构的运动单元体。如键、齿轮、螺栓等。 构件可能是一个零件，也可能是由若干个零件组合的刚性体。如内燃机连杆就是由连杆体、连杆盖、螺母和螺栓等零件组成的构件，因为组合成连杆的各零件之间没有相对运动。 3、零件及其分类 机械零件是指机器的制造单元体。 机械零件又分通用零件和专用零件。通用零件是指各种机器普遍用到的零件，如螺栓、螺母、键、销等；专用零件是指某种机器才用到的零件，如内燃机的曲轴、活塞等。 二、本课程的内容、性质和任务 1、本课程的性质 专业基础课 2、本课程的研究对象 常用机构和通用零件 3、本课程的研究内容
第四章 齿轮传动（10课时） 教 学 目 标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型 齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动
（1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两轴 不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半 开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外， 不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 传递功率和圆周速度范围较宽，传递功率可达50000kw ,圆周速度300m/s 结构紧凑，可实现较大传动比 传动效率高，使用寿命长，维护简便 缺点：运转中有振动、冲击和噪声 齿轮安装要求高 不能实现无级变速 不适用中心距较大的场合 第二节渐开线齿廓 一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 一是传动要平稳，二是承载能力要强 二、渐开线的形成、性质 1、 渐开线的形成 当一条动直线（发生线），沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，动直线上任意一点K 的轨 迹称为该圆的渐开线。 1212 21n z i n z ==
第四章齿轮传动（10课时） 教学目标 1、了解齿轮传动的分类、特点 2、理解渐开线的形成及性质，了解齿廓的啮合的特点 3、掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮基本参数、几何尺寸计算 4、了解渐开线齿廓的啮合的特点 5、掌握标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的正确啮合条件 6、了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的应用特点 7、了解齿轮轮齿失效的形式 教学重点难点 上述3、5两点 【复习】1、链传动的组成及特点、类型和应用 2、链传动的传动比 3、滚子链的组成、标记和特点 第一节齿轮传动的类型及应用 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的类型
齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 （1）根据轴的相对位置，分为两大类，即平面齿轮传动（两轴平行）与空间齿轮传动（两 轴不平行） （2）按工作时圆周速度的不同，分低速、中速、高速三种； （3）按工作条件不同，分闭式齿轮传动（封闭在箱体内，并能保证良好润滑的齿轮传动）、 半开式齿轮传动（齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭）和开式齿轮传动（齿轮暴露在外，不能保证良好润滑）三种； （4）按齿宽方向齿与轴的歪斜形式，分直齿、斜齿和曲齿三种； （5）按齿轮的齿廓曲线不同，分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等几种； （6）按齿轮的啮合方式，分为外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动和齿条传动。 三、齿轮传动的应用 1、传动比 式中 n1、n2表示主从动轮的转速 z1、z2 表示主从动轮的齿数 2、应用特点： 优点：能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确。 两轴平行 两轴不平行 按轮齿方向 按啮合情况 直齿圆柱齿轮传动 斜齿圆柱齿轮传动 人字齿圆柱齿轮传动 外啮合齿轮传动 内啮合齿轮传动 齿轮齿条传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 锥齿轮传动 交错轴斜齿轮传动 蜗轮蜗杆传动 1212 21n z i n z ==
《机械设计基础》试题库 一、填空题 （机械原理部分） 1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。 2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。 3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。 4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。 5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。 7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。 8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ = 30°，则其行程速比系数K的值为。9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。 10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。 11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__ 机构。 12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。 13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。 14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。 15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。 16 .在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。 17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。 18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。 19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 相等、相等、且相反。 20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。 21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。 22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。 23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。 24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。 26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。 28．齿轮切削加工方法可分为仿形法和范成法，用成形铣刀加工齿形的方法属法，用滚刀
机械设计基础陈立德版教 案课程 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
绪论 本章学习后，要使学生能解决三大问题，学什么，为啥学，怎样学三大问题。 01 机器的组成 人们广泛使用过，接触过机器，放一课件（单缸内燃机、颚式破碎机），图01，02所示，但定义如何，为什么称它为机器，学生们是不大清楚的。它要有三个特征，才能称上机器。 1）是一种人为的实物组合。 2）各部分形成运动单元，各单元之间具有确定的相对运动关系。 3）能实现能量转换或完成有用的机械功。 什么叫能量转换，指的是机械能转换成电能，或反之。这样具备三个条件者就称为机器，这样学生就可说出车床是机器吗电动机是否也是机器，电动机根据三个条件可得出一定为机器。 随着科学技术的发展，创造出各种新型机器，故对机器的定义也有了更广泛的定义，什么叫机器，是一种用来转换或传递能量、物料和信息的，能执行机械运动的装置，那么一台机器由什么组成，从装配角度来看：由零件→构件→机构→机器，因此设计制造一台机器必有零件开始，组装成构件，再由构件组装成机构，加上原动件装置就成为一台机器了。 接下来说说什么叫机构、构件、零件。 什么叫机构：具备前二个条件的称为机构，即为多个实物的组合，又能实现预期的机械运动，例齿轮机构、连杆机构等，放课件（连杆机构、齿轮机构）。 什么叫构件，构件为组成机械的各个相对运动的实物。例连杆，放课件（构件）从中可看连杆为多个零件装配而成的。 什么叫零件，零件是机械中不可拆的制造单元，因此构件可以是一个零件组成也可以由多个零件组成的。
轮系传动比计算(机械基础)教案
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科目：机械基础（第四版）授课班级：08级模具（1）班 授课地点：多媒体教室（一）室课时：2课时
课题：§6—2 定轴轮系的传动比 授课方式：讲授 教学内容：定轴轮系的传动比及其计算举例 教学目标：能熟练进行定轴轮系传动比的计算方法及各轮回转方向的判定 选用教具：三角板、圆规、平行轴定轴轮系模型、非平行轴定轴轮系模型 教学方法：演示法、循序渐进教学法、典型例题法 第一部分：教学过程 一、复习导入新课（约7分钟） （一）组织教学（2分钟） 学生点名考勤，课前6S检查，总结表扬上次优秀作业学生，调节课堂气氛，调动学生主动性。 （二）教学回顾（2分钟） 1、什么是轮系？ 2、轮系有什么应用特点？ 3、轮系的分类依据是什么？可分为哪几类？ 4、什么是定轴轮系？（让学生回顾上次课的内容） （三）复习，新课导入（2分钟） 演示减速器、车床主轴箱、钟表机构等，我们看到的这些都是定轴轮系的应用，请问：我们生活中常见钟表里的时针走一圈，分针走了12圈，秒针走了720圈，那么由时针到秒针是如何实现传动的？时针把运动传到秒针时，其转速大小有何变化？具体比值如何确定？ （四）教学内容介绍（1分钟） 重点：定轴轮系的传动路线的分析、传动比的计算及各轮回转方向的判定。 难点：非平行轴定轴轮系传动比公式推导及各轮回转方向的判定。 二、新课讲解（约32分钟） （一）定轴轮系的传动比概念（2分钟） 教师先展示定轴轮系模型，引导学生参与到演示教学中来，通过一对齿轮的传动比概念，教师提出问题：定轴轮系的传动比是否就是输入轴的转速与输出轴的转速之比？引发学生思考。演示得出定轴轮系的概念：定轴轮系的传动比是指首末两轮的转速之比。 （二）知识分解（12分钟）
复习：轮系测试题 姓名：______________________ 班级：_______________________ 一、选择题 1．如图所示的轮系中，设已知Z1= Z2=Z3′=Z4= 20，Z3=Z5= 60，又齿轮1、3、3′与5同轴线，试求传动比i15。( ) B．6 C．9 D．12 2.定轴轮系传动比大小与轮系中惰轮的齿数( ) A.无关B．有关，成正比C．有关，成反比D．有关，不成比例 3．在轮系中，两齿轮间若增加( )个惰轮时，首、末两轮的转向相同． A.奇数B．偶数c．任意数D．以上都可以 4.如图所示轮系，Ⅳ轴可得到几种转速( ) 种B．6种C．9种D．12种 二、名词解释题 1.带的打滑2．惰轮 3．轮系 4．简述模数与齿轮轮齿、承载能力的关系。 三、计算题 1．如图6所示，已知轮系中各齿轮齿数Z1=24，Z2=28，Z3=20，Z4=60，Z5=20，Z6=20，Z7=28。试计算传动比 17 i，并在答题卡图6上用箭头标出各个齿轮的转向。
2．图6为一简易卷扬机的传动系统，已知：z 1=18，z 2=36，z 3=20，z 4=40，n 1=100r/min，卷扬机卷筒的直径D=200mm，求卷扬机卷筒的转速和重物G 垂直方向的移动速度。（钢 索直径忽略不计） 3．如图所示为多刀半自动车床主轴箱传动系统．已知带轮直径D1=D2-=180 mm，z1=45，z2=72，z3=36，z4 =81，z5 =59，z6 =54，z7=25，z8=88.试求当电动机转速n=1443 r/min时，主轴Ⅲ的各级转速. 4．图示传动系统，已知z1= z2=z3=z4= 20，z5= 40，D1=130mm，D2 =260mm，双头蜗杆，蜗轮齿数z7= 80，卷简直径D=200mm． 求：(1)若要使重物G上升，n1转动方向如何蜗轮的螺旋方向如何 (2)传动比i17为多少 (3)若要使重物G下降，电动机需运转多少秒 (4)z4在系统中起何作用对系统总传动比有无影响 (5)写出z1和z2的正确啮合条件
第六章轴测图 第六章轴测图 §6-1轴测图的基本知识§6-2正等轴测图§6-3斜二轴测图 §6-1 轴测图的基本知识 一、轴测图的形成 轴测图的投影特性: 1、平行直线段的轴测投影仍保持平行 2、平行于坐标轴的直线段的轴测图，仍与相应的轴测轴平行 3、平行于坐标轴的直线段的轴测图与原线段的长度比，就是该轴测轴的轴向伸缩系数或简化系数 轴测图是将物体连同其直角坐标系，沿不平行于任一坐标平面的方向，用平行投影法将其投射在单一投影面上所得到的图形，也称轴测投影。P平面称为轴测投影面 §6-1 轴测图的基本知识二、轴向伸缩系数和轴间角 轴测轴:坐标轴O0X0、O0Y0、O0Z0的轴测图OX、OY 、OZ 轴向伸缩系数: 轴测轴的单位长度与相应直角坐标轴上的单位长度的比值，分别称为X、Y 、Z 轴的轴向伸缩系数，分别用p1、q1、r1表示；简化伸缩系数（简化系数）分别用p、q、r表示轴间角: 两根轴测轴之间的夹角∠XOY 、∠XOZ 、∠YOZ §6-1 轴测图的基本知识二、轴向伸缩系数和轴间角 轴测图的投影特性:1、平行直线段的轴测投影仍保持平行2、平行于坐标轴的直线段的轴测图，仍与相应的轴测轴平行 3、平行于坐标轴的直线段的轴测图与原线段的长度比，就是该轴测轴的轴向伸缩系数或简化系数 §6-1 轴测图的基本知识 三、轴测图的分类 轴测图正轴测图斜轴测图投射方向垂直于轴测投影面，由正投影法得到投射方向倾斜于轴测投影面，由斜投影法得到正等轴测图三个轴向伸缩系数均相等两个轴向伸缩系数相等三个轴向伸缩系数均不相等 三个轴向伸缩系数均相等轴测投影面平行于一个坐标平面，且平行于坐标平面的两个轴的轴向伸缩系数相等三个轴向伸缩系数均不相等正轴测图正二轴测图正三轴测图斜等轴测图斜轴测图斜二轴测图正三轴测图 §6-2 正等轴测图一、轴间角和各轴向的简化系数 1、正等轴测图的轴间角：
第九章齿轮传动（16学时） 一、教学目标及基本要求 1、了解齿轮的特点、类型及应用 2、掌握齿廓啮合基本定律 3、掌握渐开线齿廓齿轮传动及标准渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式 4、了解渐开线齿轮的加工，根切现象、最少齿数及变位齿轮 5、了解齿轮的失效形式及常用材料 6、掌握齿轮传动的设计准则 7、掌握标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算、设计参数及许用应力 8、了解齿轮传动的精度 9、掌握斜齿圆柱齿轮传动的设计 10、了解直齿圆锥齿轮传动的设计 11、了解齿轮传动的润滑和效率 12、掌握齿轮的结构设计 二、教学内容 第一节概述 第二节齿廓啮合基本定律 第三节渐开线齿廓齿轮传动 第四节渐开线齿轮的加工 第五节根切现象、最少齿数及变位齿轮 第六节齿轮常用材料
第七节标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 第八节设计参数、许用应力 第九节齿轮传动的精度 第十节斜齿圆柱齿轮传动 第十一节直齿圆锥齿轮传动 第十二节变载荷时齿轮的疲劳强度计算和短期过载时的静强度计算 第十三节齿轮传动的效率和 第十四节齿轮结构 第十五节圆弧齿圆柱齿轮传动简介 三、教学内容的重点和难点 重点： 1、标准直齿圆柱齿轮传动的啮合原理。 2、标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算。 难点： 1、针对不同的失效形式恰当地确定设计准则 2、针对不同的失效形式恰当地选用相应的设计数据 四、教学内容的深化与拓宽 了解其他结构形式的齿轮传动。 五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题 充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。在教学过程中，注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目 1、龙振宇主编．机械设计．北京：机械工业出版社，2002 2、濮良贵主编．机械设计．北京：清华大学出版社，2001 3、邱宣怀主编，机械设计（第四版），高等教育出版社，1998 4、余俊等主编，机械设计（第二版），高等教育出版社，1986 七、相关的实践性环节 齿轮范成实验齿轮参数测绘 八、课外学习要求 借助课外书籍了解其他结构形式的齿轮传动
1.如图所示轮系中，2525==z z ，202 ='z ，组成轮系的各齿轮模数相同。齿轮1'和3'轴线重合，且齿数相同。求轮系传动比54i 。 解：如图，5-2-2’-3-4组成周转轮系 4 53 i =' 25324345z z z z n n n n =-- 5-2-1-4组成周转轮系 5 141454 51z z n n n n i -=--= 因为齿轮1，5同轴，所以5221r r r r +=- 又因为组成轮系的各齿轮模数相同，所以75252522521=+?=+=z z z 同理，'2325r r r r +=+所以30202525'2253=-+=-+=z z z z 所以4 53i = 2 3 20253025'25324345=??==--z z z z n n n n (1) -325 75 -5141454 51==-=--= z z n n n n i (2)
又因为齿轮1'和3'轴线重合，且齿数相同，所以31n n -=…………（3） 连立（1）（2）（3）式解得45-5n n = 所以54 5 54-== n n i ，负号表示齿轮5与杆4转向相反 2.如图所示轮系，已知各轮齿数为：Z 1=28，Z 2=20，Z 3=68，372Z ' =，1424Z Z '==, 齿轮4的转速n 4=100转/分。试求H 的转速n H 及回转方向。 解：如图，1-2-3-H 组成周转轮系 所以7 17 8682311331 -=-=-=--=z z n n n n i H H H 因为 3 17224'34'34===z z n n ，所以3100'33==n n 转/分 又因为 124 24 4,1'14-=-=-=z z n n ，所以100'11-==n n 转/分 所以 7 171003100 13-=---=--H H H H n n n n n n ，解得 5.56-=H n 转/分，负号表示转向与 齿轮4相反 3.在图示轮系中，已知各轮齿数为1330Z Z ==，902=Z ，240Z '=，340Z '=， 430Z =，311 ' H 4 n 32 ' 4
《机械设计基础》教案绪论 学时分配：1学时 教学目的与要求： 1. 了解机械的组成及机器、机构、构件和零件； 2. 了解本课程的性质、任务、内容和学习方法。 教学重点与难点： 1. 掌握机械的基本组成。 2. 掌握机器、机械、机构、零件等概念。 3. 机器与机构的区别。 教学手段与方式： 课堂讲授 教学内容：
第1章平面机构的结构分析 学时分配：5学时 教学目的与要求： 1. 熟悉运动副及其分类，明确运动链和机构的区别。 2. 掌握平面机构运动简图的绘制方法。 3. 掌握平面机构自由度的计算方法，明确平面机构具有确定运动的条件。 教学重点与难点： 1. 机构及运动副的概念、绘制机构运动简图。 2. 自由度计算，虚约束。 教学手段与方式： 课堂讲授 教学内容：
第2章平面连杆机构 学时分配：6学时 教学目的与要求： 1. 了解铰链四杆机构的基本类型及其演化。 2. 明确四杆机构的曲柄存在条件。 3. 熟悉铰链四杆机构压力角、传动角、行程速度变化系数和死点位置等基本概念。 4. 掌握平面四杆机构设计的图解法（按给定的连杆长度和连杆的两个位置设计四杆机构、按给定的行程速度变化系数设计四杆机构）。 教学重点与难点： 1. 四杆机构的曲柄存在条件。 2. 压力角、传动角、行程速度变化系数和死点位置。 3. 平面四杆机构设计的图解法 教学手段与方式： 课堂讲授 教学内容： 作业布置
第3章凸轮机构 学时分配：6学时 教学目的与要求： 1. 了解凸轮机构的特点，能按运动规律绘制S-ф曲线 2. 掌握图解法设计凸轮轮廓，了解凸轮机构的自锁、压力角与基圆半径的关系教学重点与难点： 1. 常用从动件运动规律的特点，刚性冲击，柔性冲击，S-ф曲线绘制 2. 凸轮轮廓设计原理—反转法，自锁、压力角与基圆半径的概念 教学手段与方式： 课堂讲授 教学内容：
《定轴轮系转动方向的判断》教学设计 一、教材教学简析 《定轴轮系转动方向的判断》是李世维主编的高等教育出版社发行的《机械基础》第七章第五节中的内容，也是四川省对口升学高考所要求的知识点。该书全面贯彻素质教育思想，从社会发展对高素质劳动者和初级专门人才需要的实际出发，注重对学生的创新精神和实践能力的培养。 在上这节课之前学生已学习了齿轮传动、蜗杆传动、锥齿轮传动以及轮系及其传动比的计算等内容。有了这些知识，对这堂课的学习将会有很大的铺垫作用。但对于较难知识点，仍需要借助实体模型或者动画图片来加深理解。 二、教学目标 (一)知识与能力 （1）掌握轮系传动比的计算公式及方向的判断方法 （2）培养学生分析问题、解决问题的能力 （3）培养学生的知识迁移及创新能力 （二）过程与方法 （1）培养学生“步步为营”、“一步一个脚印”的态度 （三）情感态度与价值观 （1）培养学生理解个人与集体的关系 （2）培养学生严谨细致、求真务实的学习、工作态度 三、教学重难点 教学重点：轮系传动比的计算公式；内、外啮合齿轮转动方向的判断；锥齿轮啮合方向的判断；蜗轮蜗杆啮合方向的判断；以及定轴轮系传动比的计算及方向的判断。 教学难点：定轴轮系传动比的计算及方向的判断 可借助模型或教学动画图片分析轮系的转动方向，给学生以直观的感受 四、教学准备 学生复习齿轮传动（直齿内外圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆）轮系传动比的计算公式等知识 教师准备相应的模型（内外圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆）、课件及动画图片等
五、课时安排一课时 六、教学方法启发提问法、仿真演示法、观察法、讲授法 七、教学过程 （一）复习提问（复习所学的相关知识，为新课的学习做铺垫） 1、我们学习了哪些传动方式？ 2、齿轮传动的类型有哪些？ 3、轮系的概念、分类、及传动比如何计算？ 4、教材P-147 例题7-2中都有哪些类型的传动？ 学生主体活动： 1、学生共同回答问题 2、学生独立回答问题 教师主体活动： 1、提出问题请同学回答 2、对学生回答的问题进行总结，对问题回答正确的同学进行鼓励、对回答不 正确的同学提出要求。 （二）导入新课（由学过的知识出发，引起学生的学习兴趣，激发学生学习的动力）由复习提问引出教材P-147 例题7-2中，我们通过轮系传动比的公式计算出了重物移动的速度，但是其运动的方向是怎么样的呢？是向上还是向下呢？ 为了解决这个问题我们先来分析例题7-2中，分别由哪些啮合传动构成呢？他们各自的旋转方向又是如何的呢？ 学生主体活动： 1、学生独立思考问题 2、学生共同回答问题 教师主体活动： 1、提出问题，引起学生的学习兴趣 2、播放图片，并和学生一起分析 （三）新课讲授（展示实物、播放动画，激发学习兴趣；提出问题，激发学生积极探索）播放几个动画图片，展示实体模型。并让学生思考：直齿内外啮合齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆的旋转方向是怎么样的？