金属切削机床主运动传动链分析及拟定教学难点的突破.doc

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1、金属切削机床主运动传动链分析及拟定教学难点的突破摘要：本文结合教学实际，着重论述了主运动传动链的分析及拟定中几个关键问题教学的理解与把握，即通过简单化、直观化、对比化等措施深入浅出地解析问题，并进行归纳总结，逐一击破教学难点。巧妙利用实例、习题，充分调动学生的积极性，很好地完成教学。　　关键词：金属切削机床；主运动传动链；传动特性；难点突破　　劳动版《金属切削机床》作为高职院校机械类专业教材，对有一定代表性的机床进行介绍、分析、总结、概括，进而归纳出机床的一般设计原理与原则，能够有效培养学生对机床选择、使用、调

2、整及简单设计的思路，从而提高学生分析与解决问题的实际能力。由于该教材知识面广，具有一定的深度，所以学生理解起来比较吃力。而该教材的第二章第二节“主运动传动链的分析及拟定的基本原理”这种情况尤为突出。　　对于重点问题，要讲清、讲透；难点问题要深入浅出，使学生易于理解，感到难点不难。要做到这两点，就要求教师必须吃透教材，寻找行之有效的方法，来突出重点，突破难点。而我们这一节内容可以说既是重点又是难点。说其重要，因为它较详细地分析了有级变速传动系统中传动组的转换规律，为机床的设计打开了思路，为后续学习做好了铺垫；说其

3、难，因为这部分知识独立性强，相对生疏，同时知识点多，彼此联系紧密。因此，讲授中必须要突破这个难点，其重要性才能彰显。　　笔者经过对教材的认真钻研和几轮的教学实践，感觉要想突破这个难点，应考虑以下几种措施。　　繁琐分析，简单法　　为使主轴转速能获得连续而不重复且以φ为公比的等比数列，变速传动系统中各变速组的传动比必须符合一定的规律。为了得到这个规律，教材中所举的X6132有三个传动组，各组传动副数分别为3、3、2，共18级转速，通过分析主轴转速与各传动组中传动副的速比关系及传动组级比之间的关系，得出了传动组特性（

4、也称为级比指数）。　　这个分析过程既要熟悉传动系统的组成，又要通过转速图找出主轴相应转速的传动过程。三个传动组中，既要有传动比假定不变的，又要有变化的，整个过程繁琐、复杂。对于刚刚接触这部分知识的学生来讲，的确有点摸不着头绪，弄不清分析这些的目的。所以笔者认为应该由易到难，故而在讲授中应该先直接分析同一传动组中各传动副之间的速比规律，省略其与主轴转速间的关系，这样就很容易得到结论，使问题简单化。　　无形知识，直观法　　仍以传动组特性χ为例，教材中提到了χ的计算方法，但是对于大多数不长于计算的技校生来讲，这无疑又

5、多了一道学习的障碍。实际上除了计算之外，传动组特性χ在转速图上也有明确的表示。　　如图1所示，χ的数值就是同一传动组中相邻传动比连线相距的格数，这样由计算变成了数格，既简单又直观。但实际上每个传动组中的χ3数值为什么必须等于扩大顺序在该组之前各传动组的传动副数的乘积，这也是困扰学生的关键所在。例如，倘若X6132中第一扩大组φχ中的χ不等于3而等于2，则表示在转速图上相邻传动比连线相距2个格，结果什么样呢？无疑用图来反映最理想，将会出现转速的重复，如图2所示。如果比3大，将会使转速不连续，规律性变差。又如，在速

6、比合理分配的问题中，如果电机转速和主轴最高、最低速是确定的，中间各轴的转速则随传动比分配方案不同而不同。如图3所示，轴I的转速A点和轴V的转速E点已定时，运动可通过折线A-B-C-D-E所代表的各传动副传动，或通过折线A-B’-C’-D’-E所代表的各传动副传动。显然，采用第一种方案时，中间各轴的转速较高，这样所需传递的扭矩较小，轴、齿轮等传动件的尺寸可以小些，以保证结构紧凑，重量轻，效率高，运转平稳等要求。　　所以借助于图形来说明问题就会很自然地得到其设计的原则即“前多后少”、“前缓后急”。当然，如果条件允许

7、，还可以借助于多媒体课件教学等扩充教学手段，既能活跃课堂气氛，又能使视听设备完美地呈现出来，表现力更强。这种全方位的描述法，能够直接地提供教学素材，有效地弥补文字、口头表达形象性的不足，再加上教师的引导讲解，将有助于学生得到更清晰的印象，形成良好的记忆。　　综合知识，单一法　　教材中还涉及了结构网及其选择的问题。结构网的作用主要是用来分析与比较机床的传动方案，通过对结构网的分析可以得出传动系统的组成（即传动轴数、传动组数和传动副数）、传动组的特性、变速级数、变速范围、传动顺序、扩大顺序等。这部分内容由于知识点多

8、，问题错综复杂，难度较大。为了能够清晰、明确地分析出各个方案的优劣与可行性，就要化整为零，层层分析，分散难点。　　例如，X6132的传动方案共有18种，即要对18种结构网进行分析，逐一比较得出结论。这里只任取其中两种进行示例性的简单分析，如图4所示，从速比的分配角度看，显然方案2的中间轴变速范围过大，即高速过高，低速过低。强度计算时其尺寸大，结构紧凑性变差。从变速范围考虑，方案一的R1