机械设计基础第七章轮系的设计(上课)一、教学内容本节课的教学内容来自于机械设计基础第七章，主要讲解轮系的设计。
轮系是由齿轮、蜗轮、蜗杆等传动元件组成的机械传动系统，广泛应用于各种机械设备中。
本节课将介绍轮系的基本原理、类型、设计和计算方法。
二、教学目标1. 让学生掌握轮系的基本原理和类型，了解各种轮系的结构特点和应用范围。
2. 培养学生运用轮系进行传动设计的能力，掌握轮系的设计和计算方法。
3. 提高学生分析问题和解决问题的能力，使他们在实际工程中能够灵活运用轮系知识。
三、教学难点与重点重点：轮系的基本原理、类型、设计和计算方法。
难点：轮系的设计和计算方法，特别是多种轮系组合时的传动比计算。
四、教具与学具准备教具：多媒体教学设备、黑板、粉笔、轮系模型。
学具：教材、笔记本、尺子、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示一台采用轮系传动的机械设备，让学生观察并分析其工作原理。
2. 知识点讲解：(1) 轮系的基本原理：齿轮传动、蜗轮传动、蜗杆传动的特点和关系。
(2) 轮系的类型：定轴轮系、周转轮系、混合轮系的结构及应用。
(3) 轮系的设计和计算方法：包括齿轮尺寸计算、传动比计算、齿轮啮合参数计算等。
3. 例题讲解：分析一个轮系设计实例，讲解设计过程和计算方法。
4. 随堂练习：让学生分组讨论，设计一个简单的轮系传动系统，并计算其传动比。
5. 课堂互动：邀请学生上台演示轮系设计过程，解答其他学生的疑问。
六、板书设计板书内容主要包括轮系的基本原理、类型、设计和计算方法。
通过图文结合的方式，展示轮系的结构特点和传动原理。
七、作业设计1. 题目：设计一个由两个齿轮组成的定轴轮系，齿轮直径分别为40mm和80mm，求传动比。
答案：传动比为2:1。
2. 题目：计算一个周转轮系中，齿轮A与齿轮B的传动比，已知齿轮A的齿数为30，齿轮B的齿数为15。
答案：传动比为2:1。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入，让学生了解轮系的实际应用，通过知识点讲解、例题分析和随堂练习，使学生掌握轮系的基本原理、类型、设计和计算方法。
思考题7-1 什么叫周转轮系的“转化机构”？它在周转轮系传动比中起什么作用？答：将整个周转轮系所有构件加上一个附加的的公共转动后，其相对运动不变，但行星架速度为零，此时的轮系称为原来周转轮系的转化轮系。
转化轮系相当于一个定轴轮系，可以直接利用定轴轮系传动比计算公式进行计算。
7-2 什么是惰轮？它在轮系中起什么作用？答：定轴轮系中，只影响后面构件运动方向，而不改变其传动比大小的齿轮称为惰轮。
作用：可以改变运动方向，在机构中可以起换向作用。
7-3 周转轮系中两轮传动比的正负号与该周转轮系转化机构中两轮传动比的正负号相同吗？为什么？答：不相同。
周转轮系中的正负号代表两者实际运动方向是否相同；转化轮系中的正负号只表示转化后首末两轮方向，并不代表其实际运动方向。
习题7-1 如图所示的轮系中，已知z 1＝ z 3'＝20， z 3 ＝z 5＝60，试求该轮系的传动比i 15。
题7-1图 题7-2图 7-1答案：9'315315==z z z z i 7-2 如图所示的滚齿机传动系统中，已知1z =15，1'z =15，2z =35，右旋蜗杆4'z =1, 5z =40，6z =28，A 为单线滚刀，B 为被切齿坯。
现欲加工齿数为64的齿轮，试求齿轮4和齿轮 2'的齿数比。
(提示:滚刀每转过一圈，被切齿轮应转过一个齿，即B A AB =n n i /=64)7-2答案：4'2251'1'462451'1'2'46'111z z z z z z z z z z z z z z z z z z z z i A B A B ∙∙=== 2532'24=z z 7-3 如图所示的轮系中，已知1z =20，2z =40，蜗杆2'z =2，3z =120，鼓轮与蜗轮同轴，鼓轮直径D =200mm ，手柄的转动半径r =100mm ，当重物重30kN 时，试求作用在手柄上的圆周力（不考虑效率损失）。
