高职《机械设计基础》齿轮传动部分情境教学法探索

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇高职《机械设计基础》齿轮传动部分情境教学法探索范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】齿轮传动是高职《机械设计基础》课程的重难点内容，该内容理论性强，学生不容易接受也很难产生兴趣，采用传统教学法学生和老师都感觉教学和学习效果不佳。针对齿轮传动部分设计合理情境可以激发学生的学习兴趣，引导学生积极思考讨论，使学生更好地掌握该部分内容。

【关键词】齿轮传动；情境教学法；机械设计基础

情境教学法是指在教学过程中，教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景，以引起学生一定的态度体验，从而帮助学生理解教材，并使学生的心理机能能得到发展的教学方法。根据高职《机械设计基础》齿轮传动部分的实际情况，特设计如下情境，并对该情境进行分析。

一、情境设计

前不久，车间一台车床出现故障，此设备运行时会有噪声，陈师傅打开主轴箱发现一个齿轮磨损严重，因此交给实习生小王一个任务：带着一张写着模数、齿数及相关参数的纸条到仓库去找一个齿轮进行更换。小王拿着师傅写的纸条：标准直齿圆柱齿轮；齿顶高系数 ha*=1；顶隙系数 c*=0.25；压力角α=20°；模数m=2mm；齿

数 Z=57奔到仓库，结果愣住了。

二、情境分析

这个情境看似很简单，只需按照纸条上的参数去仓库找合适的齿轮即可，且纸条上给出的参数有很多。其实这个情境并不简单，要完成这项任务，不仅需要掌握直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算方法和用游标卡尺测量直齿圆柱齿轮基本参数这两部分的知识，还要求学生具有一定的逻辑分析能力及利用所学知识解决实际问题的能力。

1. 直齿圆柱齿轮齿顶圆直径、齿根圆直径的计算与测量

通过纸条上的数据可以得到，该齿轮是渐开线标准直齿圆柱齿轮，根据计算公式可以得到齿顶圆直径da，齿根圆直径df

da=（Z﹢2ha*）m（1）

df=Z-2ha*-2c*）m（2）

分别将纸条上的数据代入公式（1）、公式（2）计算得到：齿顶圆直径da=118mm，齿根圆直径df=113mm。

标准直齿圆柱齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径可以用游标卡尺测得，奇数齿数直齿圆柱齿轮齿顶圆直径、齿根圆直径测量方法——间接测量，如图1所示，各量三次，取平均值。

本案例中小王需要去仓库中找出所有57个齿数不同型号的齿轮，然后用游标卡尺三次测量H1和H2，取平均值，代入公式（3）、公式（4），留下计算结果分别为da=118mm，df=113mm的齿轮，其余齿轮不符合情境要求。

2.直齿圆柱齿轮模数m的测量

直齿圆柱齿轮模数m的测量原理如图2所示。

m=Pbπcosα

=Wk+1-Wkπcosα（5）

我国采用模数制齿轮，若压力角为20°，齿数为57个，则跨齿数k为7。将上一步骤余下的齿轮分别用游标卡尺测量公法线长度WK+1和Wk，当游标卡尺卡脚在被测齿轮上跨8个齿时，其公法线长度为W8，当游标卡尺卡脚在被测齿轮上跨7个齿时，其公法线长度为W7，三次测量取平均值，代入公式（5）中，计算模数m，留下计算结果为m=2mm的齿轮，其余齿轮不符合情境要求。

3.计算变位系数x

若实测得齿轮的公法线长度Wk，标准齿轮的理论公法线长度为W′k（可从机械零件设计手册中查得），则变位系数按公式（6）求出：

x=Wk-W′k2msinα

（6）

当x>0时，为正变位齿轮；当x 0.1时定为是变位齿轮，否则为标准齿轮。

将公法线长度测量平均值W7，标准齿轮的理论公法线长度为W′7代入公式（6）中，计算得|x|≤0.1的齿轮满足情境要求，至此小王便可以拿着满足计算和测量要求的齿轮交给陈师傅了。

根据以上情境分析，可见这个模拟的工作任务并不简单。学生一开始看到这个情境可能认为自己马上就能想到解决的办法，积极性很高。随着思考的深入会遇到一些困惑，同学们便开始讨论得出各种不同的方法。这时让同学们自由发言，说说自己想出的方案，然后老师引导出正确方法，这种情境教学法可以达到良好的教学效果。

三、结束语

工科机械类的课程大都比较枯燥乏味，如若采取情境教学法，将书本上的一些知识点设计成一个个的情境，让学生思考分析，这样不仅可以让学生主动去学习，增加课堂的趣味性和互动性，还能锻炼学生分析解决问题的能力。且这些情境都是实际的生产实例，以后同学们毕业工作时都可能碰到类似问题，到那时同学们会得心应手。

参考文献：

[1]王增荣. 机械设计基础[M].机械工业出版社， 2011

[2]濮良贵，纪明刚.机械设计[M].机械工业出版社，2003