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机械传动中压力角教学探索
作者:管理员    发布于:2015-09-30 11:17:46    文字:【】【】【

  机械传动中压力角教学探索严岩压力角是机械基础课程的教学难点,如何使学生掌握有关内容,笔者结合教学实际就此问题加以探索,具体做法是正确理解定义、统一两种认识、理论联系实际,取得了较好的教学效果。

  压力角是机械传动中的一个重要参数,它直接影响到各种机械传动的运动特性和工作效率,在机械基础教程中,在讲授齿轮传动和凸轮传动时,对压力角的定义前后有两次不同的说法,由于两处的说法不同,使学生不易理解和记忆,针对这种情况,笔者在压力角的教学中进行了一些探索和改进,收到了较好的教学效果,具体做法是:在讲授渐开线齿轮传动时,“压力角”定义为:在端平面内,过端面齿廓上任意点处的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角,称任意点端面压力角,简称任意点压力角“。在这个定义中,强调的是把握径向和切向两个方向。学生在分析齿轮压力角时,只要画出该点的径向与切向两条直线,就能正确标出压力角(见)因此可把定义简化为:径向与切向之间所夹锐角。

  齿轮传动压力角凸轮传动压力角在讲授凸轮传动章节中提出:压力角定义为“从动件与凸轮轮廓在某点接触,凸轮对从动件的作用力,其方向为沿接触点的法线方向,我们把这个力的作用线方向与从动件运动方向之间的夹角,叫做凸轮传动在该点的压力角。在这个定义中强调的是把握运动方向和受力方向,在分析时,只要画出接触点从动件的受力方向和运动方向,压力角就能标出(见)所以可以把定义简化为:受力方向与运动方向之间所夹锐角。

  虽然齿轮传动和凸轮传动都有压力角,然而它们定义的说法却不同。如果我们处理不当,往往造成学生概念模糊,无所适从。能否把二个压力角的定义从认识上统一起来呢,答案是肯定的。通过对的进一步分析,我们不难发现,作过该点的切线的垂线和径向的垂直线所夹锐角,与径向和切向所夹锐角是相等的,而切线的垂线即法线,法线的方向就是受力方向;齿轮运动是圆周运动,径向的垂直线即是该点的运动方向,就是说,齿轮的压力角也可以用过该点的受力方向和运动方向标出(见)至此我们可以将以上两个概念统一定义为:在齿轮和凸轮传动中,受力方向与运动方向所夹锐角为压力角。

  在讲授齿轮传动实际教学中,一开始就注意引导学生从两个方面来认识压力角的概念,继而在讲授凸轮传动内容时,又对统一的定义进行强化,使学生对压力角概念的认识进一步明确。在具体操作中,我尤其注重启发学生运用所学力学知识对压力角进行分析,使学生能够准确画出各种传动的受力方向和运动方向。

  凸轮传动事实证明,这种教法前后连贯、相辅相成,使学生解题时思路清晰,易于掌握,不仅使学生感受到文化课和专业课的密切联系,同时也充分调动了学生的学习积极性。例如中要作出A点的压力角时,受力方向很容易画出,而运动方向却需要分析,首先明确从动件,其次分析从动件是绕着O点转动,A点的运动方向应该是从动杆作圆周运动的线速度方向,也就是作OA的垂线,运动方向和受力方向所夹锐角就是压力角。

  三、理论联系实际正确应用机械基础教程中,除了齿轮、凸轮传动存在压力角外,曲柄摇杆、曲柄滑块、导杆等其他传动机构也存在压力角,那么这些机构的压力角又是如何作出呢,下面通过几个实例来说明统一的压力角的定义,也完全适用于其他存在压力角的传动机构之中。

  例一:曲柄摇杆传动机构(曲柄为主动件)主动曲柄BC,通过连杆BA带动从动件摇杆AD,要作出A点的压力角必须分析清楚受力方向和运动方向。AD杆绕D点摆动,A点运动方向与AD杆垂直;由于AB杆是二力杆,AD杆所受力必然和AB杆共线,从而画出A点的压力角。

  例二:曲柄滑块传动机构(曲柄为主动件)主动件曲柄CB,通过连杆BA带动滑块往复移动,A点运动方向为水平方向;同样连杆BA是二力杆,故滑块的受力方向与BA共线,运动方向和受力方向所夹的锐角即为A点的压力角。

  从以上事例可以看出,在分析各种机构传动过程中,只要准确找出运动机构的运动方向和受力方向,其传动压力角就会迎刃而解。

  综上所述,对于压力角这个教学难点,我从“学生怎么学”的角度出发,发挥教师的主导作用,对教材进行了全面、仔细分析,探索出了以上教学方法,并在实际教学中,收到了良好的教学效果。

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