《機械設計基礎》教學實例探討

滕兵

摘 要：創新的基礎是扎實的功底和嚴謹的科學態度，教師在授課中應向學生傳遞出此種觀念。《機械設計基礎》作為近機類的主業基礎課之一，在倡導創新教學的環境下，亦應保證教學基礎內容的嚴謹性及透徹性，結合教學工作中的實例，著重討論輪系傳動比計算中的正負號意義及應用。

關鍵詞：周轉輪系;復合輪系;傳動比;轉向

2017年教育部提出了“新工科建設”的要求，歷經三年，取得了豐碩的成果，對于教學一線的高校教師而言，問學生志趣變方法，創新工程教育方式與手段是研究最多的內容，個人在研究創新教學方法過程中不斷反思，認為教學方法、培養模式應不斷改革創新，但授課教師的授課基本功也應不斷加強訓練。在教學過程中偶得一例，與同事頗有不同意見，在此寫出供同道中人斧正。

1 問題實例

圖1所示輪系中，已知各輪模數相同，都采用標準齒輪，齒數分別為Z1=40，Z′2=64，Z3=18，Z4=100，Z5=Z6=Z7，齒輪1的轉速為100rpm，求齒輪1、7的傳動比。此題看來平淡無奇，可是在解題過程中由于對概念理解的不透徹，許多教師也會“陰溝里翻船”，原解答如圖2所示。

此解答粗看無甚問題，但是細究之下暴露出基礎知識的不扎實或授課的不嚴謹，眾所周知輪系不僅能改變輸出軸的轉速，也可以進行動力的分配以及改變輸出軸的轉向，而此題的求解過程只針對了傳動比的大小，而忽略了傳動比的方向。

2 問題分析

對于輪系轉向的判斷公認有兩種標識方式，一種是通過正負號表示，此種方法僅限于輸入輸出兩輪的軸線相平行（或重合）時;另一種就是通過畫箭頭標識各輪轉動方向，然后通過文字表述出輸出軸的轉動方向，這種方法僅限于定軸輪系。圖1中的輪系為復合輪系，由齒輪1、2組合的定軸輪系，混合齒輪2′、4、3及行星架H組成的周轉輪系，再混合上齒輪5、6、7組成的定軸輪系所形成的，所以在計算傳動比的時候三部分輪系應各自計算出傳動比的大小以及分析出各自的轉動方向（或轉動關系），基于以上的分析，圖1中復合輪系的正確求解過程應如圖3所示，通過比較可以看出，圖3所示的求解過程利用正負號表示了輸出軸的轉向關系，需要特別注意的是這里的轉向關系均是以齒輪1的轉向為標定標識的，以齒輪5為例，表示意義為齒輪5的轉速為78rmp，方向與齒輪1的轉向相反。

此題求解過程亦可以如圖4所示，

此解法不被大多數教師接受，為此爭論多時，問題的關鍵出現在齒輪5的轉速n5=78rmp上，持否定意見的教師認為此處錯誤，個人的觀點是，圖4所示解法中，轉速中的正負號表示的是各分解輪系中的齒輪轉向關系，如齒輪5的轉速數值為78rpm，僅意味著齒輪5的轉向與輸入齒輪2的轉向相同，所以圖4的解法也是正確的。

3 總結

繼承創新，只有在繼承的基礎上才能有創新，創新不可是無根之木、無源之水，希望一線教師盡力做好教學工作，將知識講解透徹的基礎上，通過發散教學培養學生的綜合素質。

參考文獻

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