Открытый урок по дисциплине «Инженерная графика

Аспектный анализ открытого урока по дисциплине

«Инженерная графика»

Тема урока: «Зубчатые передачи. Эскиз зубчатой цилиндрической передачи»

Тип урока: комбинированный

Форма урока: урок закрепления и усвоения новых знаний.

Оборудование: доска, проектор, раздаточный материал, компьютер

Цели урока:

Для преподавателя:

- закрепить знания студентов по теме: «Зубчатые передачи» и научить правильно изображать цилиндрическую зубчатую передачу на рабочих чертежах;

- развить пространственное воображение, память, способности мыслить творчески;

- воспитать у студентов интерес к предмету и добросовестное отношение к труду.

Для студентов:

- научиться условно, изображать зубчатые колёса, цилиндрическую зубчатую передачу на рабочих чертежах.

- изучить требования, предъявляемые к оформлению и правила выполнения чертежей зубчатых колес (ГОСТ 2.402-68);

- приобрести практические навыки по определению основных параметров зубчатого колеса  

Задание:

Выполнить расчёт цилиндрической зубчатой передачи (по формулам)

Выполнить чертёж согласно ГОСТ 2.402-68. 

Этапы урока:

- воспроизведение и коррекция опорных знаний;

- постановка цели урока и мотивация учебной деятельности;

- изучение нового материала;

- обобщение и систематизация понятий для выполнения практической работы;

- практическая работа;

- подведение итогов урока.

Методы:

- Информационный (словесный)

- Наглядный

- Иллюстративный.

- Репродуктивный (индивидуальная практическая работа)

Межпредметные связи:

- Материаловедение,

- Техническое обслуживание и ремонт автомобиля

- Техническая механика

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

План урока

1. Оргмомент (5 мин.)

2. Сообщение темы, целей и задач.

3. Изучение нового материала с опорой на знания студентов, полученные ранее при изучении других дисциплин.

4. Закрепление (презентация)

5. Подготовка к графической работе.

6. Графическая работа.

7. Итог урока.

8. Домашнее задание.

Ход урока

1. Оргмомент

Приветствие студентов. Отметка отсутствующих.

2. Сообщение темы, целей и задач.

3. Изучение нового материала с опорой на знания студентов, полученных ранее при изучении других дисциплин (сообщение студентов), (презентация)

Слово преподавателя: Зубчатые механизмы являются наиболее распространенным в машиностроении и приборостроении видом механических передач. Такие передачи применяют для передачи  вращательного  движения  с  одного  вала  на  другой  или  для преобразования вращательного движения в поступательное и изменение скорости вращения валов. Первое упоминание о  зубчатых передачах уходит глубоко в историю. Об этом нам расскажет…

Из истории зубчатого колеса (Сообщение студента) (слайд2)

Первое применение зубчатых передач началось несколько тысячелетий назад. В Древнем Египте на берегах Нила для орошения плодородных земель уже использовались оросительные устройства, состоявшие из деревянной зубчатой передачи и колеса с большим числом ковшей. Такое устройство приводилось в действие быком. Вода поднималась на более высокий уровень и по каналам доставлялась к потребителю.

Первоначально зубчатые колеса изготовлялись ремесленниками и имели самую простую форму. Вместо зубьев применяли деревянные цилиндрические или прямоугольные пальцы, которые устанавливали по периферии деревянных ободьев.

Для откачки воды из шахт или подъема воды для орошения в древности использовались как архимедовы винты, так и водочерпальные колеса. Это устройство – «архимедов винт» - состояло из наклонной деревянной трубы, погруженной одним концом в воду, подлежащую откачке. Внутри трубы была укреплена винтовая переборка. «Улитка» вращалась мускульной силой рабов или животных. Вода выливалась из верхнего конца трубы. Использовался «архимедов винт» и для откачки воды из трюмов больших грузовых судов. Сами по себе нехитрые механизмы, тем не менее они означали гигантский технологический прорыв человечества, сравнимый с высадкой на Луну. Часто древними для привода этих механизмов использовался труд рабов и осужденных преступников, практически ничего не стоивший. В середине 20 века была попытка вернуться к подобной системе (ГУЛАГ) ради достижения благой цели – построения идеального коммунистического общества. Всем известно, чем она закончилась. А в античности различного рода механизмам и автоматам была уготована участь потешных диковинок, призванных развлекать богатых и власть имущих, но никак не облегчать труд человека.

В книге Герона Александрийского «Механика», дошедшей до нас полностью лишь в арабском переводе, Герон подробно рассматривает простые механизмы (ворот, рычаг, блок, клин, винт), зубчатые передачи и другие более сложные механизмы. «Механика» Герона являлась своеобразной энциклопедией античной техники. По-настоящему полезным было следующее изобретение Герона. Герон изобрел механизм, названный им годометром (измерителем пути). В настоящее время такие приборы называются в зависимости от назначения спидометрами и таксометрами. Годометр Герона состоял из системы зубчатых колес, приводившихся в движение при езде повозки. Пройденный путь фиксировался стрелками на циферблате с делениями. Усовершенствовав водяные часы (клепсидру), известные в Греции с V в. до н. э., древнеримский изобретатель Витрувий в I в. до н. э. присоединил к клепсидре механизм, где зубчатое колесо, приводимое в движение поплавком, передвигало стрелки на циферблате. Это был один из первых примеров создания привода с постоянной заданной скоростью вращения. Однако в конструкции древних часов входили зубчатые колеса, но регулирование их движения, т. е. измерение времени, производилось скоростью истечения воды. Поэтому отличительным признаком клепсидры служат не сами зубчатые колеса и не гири как движущая сила, а именно течение воды. Древними римлянами в это же время была изобретена и широко начала использоваться мельница на водяном колесе, в которой применялись зубчатые передачи. Витрувий описывает большое лопастное колесо, которое приводилось в движение водой с помощью двух поставленных под углом зубчатых колес. Это колесо и вращало жернова, на которых размалывалось зерно.

А вот найденный в 1901 году археологами на затонувшем судне античный астрономический прибор, известный как «компьютер Антикиферы», изготовленный из бронзы, служил для определения положения Луны и Солнца. Это оказался очень сложный прибор, состоящий из десятков зубчатых колес. Механизм загадочного артефакта сложнее любого другого устройства, относящегося к древнегреческой культуре. В нем применены дифференциальная передача (считалось, что она была изобретена не ранее XVI века), бронзовые шестерни, циферблаты со стрелками. При этом уровень механической обработки деталей (их размеры и сложность изготовления) сравним с тем, что был достигнут в производстве механических часов XVII века. Изготовленный в 1 веке до н.э., этот древний «компьютер» предвосхитил и массовое появление астролябий и механизмов на основе зубчатых колес (первых редукторов) в Западной Европе в Средние века, и создание механических арифмометров в 20 веке. Несомненно, это меняет наши представления об уровне развития античной цивилизации и о влиянии технологий на ход исторического развития. Чем же является «компьютер Антикиферы» - результатом технической эволюции некой исчезнувшей «цивилизации Атлантиды» или прорывом античного духа, преобразившего косную материю в упорядоченный механизм?

Слово преподавателя: С тех пор прошло много времени, развивалась промышленность, индустрия и зубчатое колесо совершенствовалось. Зубчатые передачи нашли широкое распространение в современном машиностроении. О разнообразии зубчатых передач послушаем краткое сообщение.

Зубчатые передачи (сообщение студента) (слайд3 презентации)

Зубчатой передачей называется механизм, служащий для передачи вращательного движения с одного вала на другой и изменения частоты вращения посредством зубчатых колес и реек.

Зубчатое колесо, сидящее на передающем вращение валу, называется ведущим, а на получающем вращение — ведомым. Меньшее из двух колес сопряженной пары называют шестерней; большее — колесом; термин «зубчатое колесо» относится к обеим деталям передачи.

Зубчатые передачи представляют собой наиболее распространенный вид передач в современном машиностроении. Они очень надежны в работе, обеспечивают постоянство передаточного числа, компактны, имеют высокий КПД, просты в эксплуатации, долговечны и могут передавать любую мощность (до 36 тыс. кВт).

К недостаткам зубчатых передач следует отнести: необходимость высокой точности изготовления и монтажа, шум при работе со значительными скоростями, невозможность бесступенчатого изменения передаточного числа.

В связи с разнообразием условий эксплуатации формы элементов зубчатых зацеплений и конструкции передач весьма разнообразны.

Зубчатые передачи классифицируются по признакам, приведенным ниже.

По взаимному расположению осей колес: с параллельными осями (цилиндрическая передача — I—IV); с пересекающимися осями (коническая передача со скрещивающимися осями (винтовая передача —VII; червячная передача — рис. VIII).

В зависимости от относительного вращения колес и расположения зубьев различают передачи с внешним и внутренним зацеплением. В первом случае (рис. I—III) вращение колес происходит в противоположных направлениях, во втором (рис. IV) — в одном направлении. Реечная передача (рис. IX) служит для преобразования вращательного движения в поступательное.

По форме профиля различают зубья эвольвентные (рис. I, II) и неэвольвентные, например цилиндрическая передача Новикова, зубья колес которой очерчены дугами окружности.

В зависимости от расположения теоретической линии зуба различают колеса с прямыми зубьями (рис. I), косыми (рис. II), шевронными (рис. III) и винтовыми (рис. IV). В непрямозубых передачах возрастает плавность работы, уменьшается износ и шум. Благодаря этому непрямозубые передачи большей частью применяют в установках, требующих высоких окружных скоростей и передачи больших мощностей.

По конструктивному оформлению различают закрытые передачи, размещенные в специальном непроницаемом корпусе и обеспеченные постоянной смазкой из масляной ванны, и открытые, работающие без смазки или периодически смазываемые консистентными смазками .

По величине окружной скорости различают: тихоходные передачи (v равной до 3 м/с), среднескоростные (v равной от 3... 15 м/с) и быстроходные (v более 15 м/с).

4. Закрепление (демонстрация презентации)

Слово преподавателя: Зубчатые колеса нашли применение не только в технике, но и на гербах некоторых городов, например: г. Изобильный и г. Волгограда. Изображенная шестерня – символ развивающейся индустрии. (слайд 14,15)

А сейчас выполним  интересные задания, которые связаны с нашим предметом, темой:

1. Задача с шестеренкой.

На зубцах и на основании между зубцами шестеренки написаны слоги. Мысленно вращая шестеренку, найдите такое положение  когда буквы на зубцах и на основании совместятся так, чтобы можно было прочесть фразу из высказывания русского ученого В. И. Курдюмова о начертательной геометрии.

2. Техник сразу скажет, что изображено на представленных здесь разрезах.  Для тех же, кто плохо знаком с техническими конструкциями, разрезы составят загадку.

 А для вас? Скажите, как называются изображенные здесь «колеса», где они применяются. Определите, сколько колес вам известно, а сколько — нет.

5. Подготовка к графической работе. (слайды 21-26)

Задание:

1. По заданному модулю (m), числу зубьев (z), диаметру отверстия (dв) выполнить расчёты и вычертить детали зубчатой передачи.

2. Рассчитать и вычертить сборочный чертёж цилиндрической зубчатой передачи и заполнить спецификацию

3. Выполнить практическую работу по определению модуля и остальных параметров зубчатого колеса по модели.

4. Выполнить рабочий чертёж зубчатого колеса.

Оформление задания

1. Сборочный чертёж передачи выполнить на формате А3 (297х420)

Указания по выполнению задания

Сборочный чертёж зубчатой передачи выполнить в двух проекциях: главное изображение и вид слева. При выполнении сборочного чертежа нужно обратить особое внимание на правильное вычерчивание места зацепления двух зубчатых колёс – радиальный зазор передачи равный 0,25 m, а также изменение типов линий окружности выступов колеса.

6. Графическая работа.

Студенты самостоятельно выполняют графическую работу «Эскиз цилиндрической зубчатой передачи» (индивидуальные задания по вариантам)

7. Итог урока.

8. Домашнее задание.

Оформить графическую работу.

Используемая литература:

1. Бродский А.М., Фазлулин Э.М., Халдинов В.А. Инженерная графика-М; ФГАУ «ФИРО»- 11-е изд., 2016-400с..

2. Бродский А.М., Фазлулин Э.М., Халдинов В.А. Практикум по инженерной графике-М; ФГАУ «ФИРО»- 10-е изд., 2016-192с.

3. Миронов Б.Г. Сборник упражнений для чтения чертежей по инженерной графике. учебное пособие: Рекомендовано ФГАУ «ФИРО»- М. . Издательский центр «Академия». 2016г. 320с.

Интернет ресурсы:

1.Инженерная графика-ingenerai-grafika. Narod. ru

2.Инженерная графика-(конспект лекций)-obradiw. ru

3. http://www.academia-moskow.ru/inet_order/history/?ID=11511

Оформление текстовых документов и графических материалов при подготовке дипломных проектов, курсовых и письменных экзаменационных работ (требования ЕСКД), Ганенко А.П., Лапсарь М.И., 11-е изд., 2015.

4.http://www.academia-moskow.ru/inet_order/history/?ID=11511 Сборник упражнений для чтения чертежей по инженерной графике, Миронов Б.Г., Панфилова Е.С., 8-е изд., 2015.

Нормативная литература:

• Основные положения. Общие положения: ГОСТ- 2.001-70. Виды изделий: ГОСТ- 2.10168. Стадии разработки : ГОСТ- 2.103-68. Основные надписи: ГОСТ- 2.104-68. Основные требования к текстовым документам: ГОСТ- 2.105-68. Основные требования к рабочим чертежам: ГОСТ-2.107-68. Спецификация: ГОСТ- 2.108-68. Правила выполнения чертежей деталей, сборочных, общих видов, габаритных и монтажных: ГОСТ- 2.109-68. Технические условия, Правила построения, изложения и оформления: ГОСТ- 2.114-70.

• Общие правила выполнения чертежей. Форматы: ГОСТ- 2.301-68. Масштабы: ГОСТ- 2.302-68. Линии: ГОСТ- 2.303-68. Шрифты чертежные: ГОСТ- 2.304-81. Изображения - виды, разрезы, сечения: ГОСТ- 2.305-68. Обозначение графических материалов и правила их нанесения на чертежах: ГОСТ- 2.306-68. Нанесение и указание размеров и предельных отклонений: ГОСТ- 2.307-68, ГОСТ- 2.308-68. Нанесение на чертежах обозначений шероховатости поверхностей: ГОСТ- 2789-73. Нанесение на чертежах обозначений покрытий, термической и других видов обработки: ГОСТ- 2.310-68. Изображение резьбы: ГОСТ- 2.311-68. Условное изображение и обозначение швов сварных соединений: ГОСТ- 2.312-68. Условное изображение и обозначение швов неразъемных соединений: ГОСТ- 2.313-68. Изображения упрощенные и условные крепежных деталей : ГОСТ- 2.315-68. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц: ГОСТ- 2.316-68. Аксонометрические проекции: ГОСТ- 2.317-69.

- Правила выполнения чертежей различных изделий (пружин, зубчатых колес, реек, червяков, звездочек цепных передач, подшипников и т.п.) ГОСТ- 2.401-68 .... ГОСТ- 2.421-70.

- Правила выполнения схем и условные графические обозначения (общие требования, схемы электрические, кинематические, машины электрические и их элементы, гидравлические насосы и двигатели, трубопроводы и их элементы) ГОСТ- 2.701-68

.....ГОСТ- 2.786-70.