บทที่ 6

ร า ย วิ ช า ชิ้ น ส่ ว น เ ค รื่ อ ง ก ล ห ลั ก สู ต ร ป ร ะ ก า ศ นี ย บั ต ร วิ ช า ชี พ 20111-2003

76 แผนการเรียนรู้ท่ี 6 แผนการจดั การเรียนรทู้ ี่ 6 เร่อื ง เฟอื งและการคำนวณพิกัดเฟือง

แผนการจดั การเรียนรูท้ ี่ 6 77 ชื่อวิชา ชิน้ ส่วนเครือ่ งกล ช่วั โมงรวม 36 ชม. ชอ่ื หน่วย เฟืองและการคำนวณพกิ ัดเฟือง สอนครง้ั ท่ี 6 ชอ่ื เรื่อง เฟืองและการคำนวณพิกัดเฟือง จำนวน 2 ชว่ั โมง 1. หวั ข้อเรอื่ ง 1.1 คุณลกั ษณะเฟืองฟันตรงและเฟืองฟันเฉยี ง 1.2 คณุ ลักษณะเฟืองดอกจอกและเฟืองหนอน 1.3 การคำนวณพกิ ดั การผลิตเฟือง 2. สาระสำคญั เข้าใจถึงคุณลักษณะเฟืองฟันตรง เฟืองฟันเฉียง เฟืองดอกจอก และเฟืองฟันหนอน และคำนวณพิกัดการ ผลิตเฟืองไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง 3. สมรรถนะหลกั (สมรรถนะประจำหน่วย) แสดงความรู้เกยี่ วกบั หลักการใชเ้ คร่ืองมือและอุปกรณ์ 4. สมรรถนะย่อย (สมรรถนะการเรียนร)ู้ สมรรถนะทั่วไป (ทฤษฎี) 1) แสดงความรู้เก่ียวกบั การติดตงั้ อุปกรณ์ 2) แสดงความรเู้ กย่ี วความปลอดภยั และการบำรุงรกั ษาเครอ่ื งมือกล สมรรถนะทพ่ี ึงประสงค์ (ทฤษฎี) เม่ือผ้เู รยี นไดศ้ กึ ษาเนื้อหาในบทน้ีแล้ว ผูเ้ รียนสามารถ 1) บอกหลักการใช้เครือ่ งมือและอุปกรณ์ไดถ้ ูกต้อง 2) บอกหลักความปลอดภยั และการบำรงุ รักษาเครอ่ื งมือกลได้ถูกต้อง 5. กจิ กรรมการเรียนการสอน ในการจัดการเรียนการสอนรายวิชาทฤษฎเี ครื่องกล หน่วยที่ 6 เรื่องเฟืองและการคำนวณพิกัดเฟือง ได้ กำหนดกิจกรรมการเรียนการสอนให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้โดยใช้วิธีการจัดการเรียนรู้ฐานสมรรถนะเชิงรุก (Active Learning Competency Based) ด้านเทคนิคการจัดการเรียนการสอนแบบ MAIP โดยมีขั้นตอนใน การดำเนนิ กิจกรรมการเรียนการสอน ดงั น้ี สอนคร้งั ท่ี 1 1. ข้ันนำเข้าส่บู ทเรียน 1.1 กจิ กรรมผ้สู อน 1) ผู้สอนนำเข้าสู่บทเรียนโดยกล่าวถึงความสำคัญของเรื่องที่จะเรียน และโดยเชื่อมโยงความรู้ เดิม กับความรู้ใหมท่ ่ีผเู้ รยี นจะไดเ้ รียนรู้ โดยการใชค้ ำถาม 2) ผู้สอนชีแ้ จงจุดประสงคข์ องการเรียนรหู้ น่วยท่ี 6 กอ่ นทำการเรยี นการสอน

แผนการจัดการเรียนรทู้ ่ี 6 78 ชอ่ื วิชา ชนิ้ สว่ นเครื่องกล ชวั่ โมงรวม 36 ชม. ชอื่ หน่วย เฟอื งและการคำนวณพกิ ัดเฟือง สอนครั้งที่ 6 ช่อื เรอ่ื ง เฟอื งและการคำนวณพิกัดเฟือง จำนวน 2 ชว่ั โมง 1.2 กิจกรรมผเู้ รยี น 1) ผ้เู รยี นตอบคำถามทผี่ ู้สอนกำหนดให้ 2) ผู้เรยี นรบั ฟงั พรอ้ มทำความเขา้ ในกบั คำอธิบายของผู้สอน 2. ขน้ั ปฏบิ ัตกิ ิจกรรมการเรยี นรู้ 2.1 กจิ กรรมผู้สอน 1) ผสู้ อน สอนทฤษฎีหน่วยที่ 6 เฟืองและการคำนวณพิกดั เฟือง 2) ผสู้ อนแจกแบบฝึกหัด หน่วยที่ 6 เฟืองและการคำนวณพิกัดเฟือง 3) ผ้สู อนแจกใบกิจกรรมการเรียนรกู้ ับผู้เรียนพร้อมท้ังอธิบายวิธีการดำเนินกจิ กรรม โดยผู้สอน จะคอยเป็นผ้แู นะนำ 4) ให้ผู้สอนแจง้ ให้ผเู้ รยี นสรุปความรู้หรือประสบการณใ์ หม่ดว้ ยตนเอง โดยการทำแบบทดสอบ 2.2 กจิ กรรมผเู้ รียน 1) ผ้เู รียนทำแบบฝกึ หัด หนว่ ยที่ 6 2) ผเู้ รียนปฏบิ ัติกจิ กรรมตามที่ไดร้ ับมอบหมาย 3) ผูเ้ รียนทำแบบทดสอบ 4) ผเู้ รียนสรปุ ความร้หู รือประสบการณ์ใหม่ด้วยตนเอง 3. ขัน้ สรปุ กิจกรรมการเรยี นรู้ 3.1 กจิ กรรมผสู้ อน 1) ผ้สู อนตรวจสอบการสรปุ ความรู้หรือประสบการณ์ใหมข่ องผเู้ รยี น (ตรวจใบงาน/ใบกจิ กรรม) 2) ผู้สอนสะทอ้ นข้อมูลเกยี่ วกบั การสรปุ ความร้ขู องผูเ้ รยี น เพื่อใหผ้ เู้ รียนนำไปปรับปรงุ ตนเอง 3) ถ้าผู้เรียนมีผลการสรุปความรู้ไม่เป็นไปตามเกณฑ์ ใหผ้ สู้ อนกระตุน้ ใหเ้ กิดความม่นั ใจและหากผูเ้ รยี นมผี ลการ เรยี นรเู้ ปน็ ไปตามเกณฑ์ ผสู้ อนกระตุ้นใหผ้ ู้เรยี นรู้สกึ เกิดแรงบันดาลใจ 3.2 กจิ กรรมผู้เรียน 1) ผเู้ รียนรับทราบข้อมูลสะท้อนกลบั เพ่ือปรับปรงุ การเรยี นรขู้ องตนเอง 4. ขนั้ สะท้อนความคดิ 4.1 กจิ กรรมผู้สอน 1) ผ้สู อนมอบหมายให้ผูเ้ รยี นสะท้อนความรู้ นำเสนอความสำเรจ็ หรอื ความผิดพลาดของ ตนเอง (อาจมอบหมายใหค้ นทสี่ ำเรจ็ 1 คน และคนท่ีไม่สำเร็จ 1 คน เพื่อนำเสนอ)

แผนการจดั การเรยี นรู้ที่ 6 79 ชอ่ื วิชา ชน้ิ ส่วนเครอื่ งกล ชั่วโมงรวม 36 ชม. ชือ่ หน่วย เฟืองและการคำนวณพิกัดเฟือง สอนครงั้ ที่ 6 ชือ่ เรือ่ ง เฟืองและการคำนวณพกิ ัดเฟือง จำนวน 2 ชวั่ โมง 4.2 กจิ กรรมผเู้ รียน 1) ผ้เู รียนสะทอ้ นความรู้ นำเสนอความสำเร็จ หรือความผิดพลาดของตนเอง 5. ขนั้ สรุปผลการจดั การเรยี นรู้ 5.1 กจิ กรรมผู้สอน 1) ผสู้ อนแจง้ ใหผ้ ู้เรยี นประเมนิ ตนเอง 2) ผ้สู อนมอบหมายงานใหผ้ เู้ รยี นศึกษาค้นควา้ หรือเรยี นรเู้ พิ่มเตมิ 5.2 กิจกรรมผู้เรียน 1) ผูเ้ รยี นประเมนิ ตนเอง 2) ผูเ้ รยี นศึกษาคน้ คว้า หรือเรยี นร้เู พิม่ เติมจากประเดน็ ที่ผู้สอนได้มอบหมาย 6. ส่อื การสอน 6.1 เอกสารประกอบการสอน 6.2 เอกสารประกอบการเรยี น 6.3 ส่ือนำเสนอ PowerPoint 7. งานทีม่ อบหมาย/กิจกรรม 7.1 แบบฝึกหดั 7.2 แบบทดสอบ 7.3 ใบงานที่ 6.1 8. การวดั และประเมินผล สมรรถนะทพี่ ึง วิธีการวดั เครื่องมอื เกณฑ์การประเมนิ ประสงค์ 1. ดา้ นความจำ - ปฏบิ ตั ิกิจกรรม - ใบกิจกรรมการเรยี น - ผา่ นเกณฑร์ ้อยละ 70 (Knowledge) การเรียนรู้ 2. ดา้ นความเขา้ ใจ - การอธบิ าย - แบบประเมนิ ผลการ - ผ่านเกณฑ์รอ้ ยละ 70 (Skill) ปฏิบตั งิ าน 3. คุณลักษณะอนั พงึ - ประเมินคณุ ลักษณะ - แบบประเมนิ คุณลกั ษณะ - ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 80 ประสงค์ (Attitude) อันพงึ ประสงค์ อนั พงึ ประสงค์

80 ช่อื เรอ่ื ง ใบความรู้หน่วยท่ี 6 ชั่วโมงรวม 36 ชม. สอนครั้งท่ี 6 ช่ือวิชา ชิน้ ส่วนเคร่ืองกล ชอื่ หน่วย เฟอื งและการคำนวณพกิ ัดเฟือง จำนวน 2 ชั่วโมง เฟอื งและการคำนวณพกิ ัดเฟือง หน่วยที่ 6 เฟืองและการคำนวณพกิ ัดเฟอื ง เฟืองเป็นชนิ้ สว่ นเครอ่ื งกลทีส่ ำคัญตวั หนึง่ สามารถส่งถ่ายกำลงั ได้เท่ียงตรงจากเพลาหนง่ึ สู่อีกเพลาหน่ึง ไม่มีการ ล่นื ไถล ประเภทเฟืองแบ่งตามโครงสร้าง ไดแ้ ก่ เฟืองฟนั เฟืองฟนั เฉยี งเฟืองกา้ งปลา เฟอื งดอกจอก เฟืองหนอน เป็นต้น ใช้ส่งกำลังทั้งน้อยและมากอย่างแพร่หลาย เช่น นาฬิกาข้อมือ นาฬิกาแขวน ปุ่มควบคุมเครื่องเสียง กระปุกเกียรร์ ถยนต์ ชดุ เฟอื งทดในเคร่ืองกลงึ และเครื่องเจาะ เปน็ ต้น หนา้ ที่เฟือง คอื สง่ ถ่ายแรงบิด (Torque) จากเพลาหนึ่งไปอีกเพลาหนึ่ง ด้วยฟันเฟืองงัดส่งกำลังด้วยอัตราทดความเร็วคงที่ ทดรอบการหมุน ( Speed Ratio) ทดให้หมุนเร็วขึ้น กำลังจะลดลง ถ้าทดให้หมุนช้าลง กำลังจะเพิ่มขึ้นเปลี่ยนทิศทางการหมุน (Change Direction) คือ เฟือง 2 ตัวขับกัน ทั้งคู่จะหมุนคนละทิศทางถ้าจะให้หมุนทิศทางเดียวกันได้ ต้องมีเฟืองกลาง เป็นเฟืองสะพานอีก 1 ตัว รปู ที่ 6.1 เฟือง 6.1 คณุ ลกั ษณะเฟืองฟนั ตรงและเฟืองฟนั เฉียง 6.1.1 เฟอื งฟันตรง (Spur Gear) เฟอื งตรงมีลกั ษณะเป็นล้อทรงกระบอกกลม มีฟนั ขนานกับแกนของตวั เฟืองหรือแกนของเพลา หนา้ ตดั ของ ฟนั เฟืองมีขนาดเทา่ กนั และเหมือนกนั ตลอดทั้งฟนั เฟือง, เฟืองตรงผลิตงา่ ย ราคาถกู มีใช้งานอย่างกวา้ งขวาง

81 ใบความรหู้ นว่ ยที่ 6 ช่ือวิชา ชน้ิ ส่วนเครื่องกล ชว่ั โมงรวม 36 ชม. ชอื่ หน่วย เฟอื งและการคำนวณพกิ ัดเฟือง สอนครง้ั ท่ี 6 ชื่อเรื่อง เฟืองและการคำนวณพิกัดเฟือง จำนวน 2 ช่ัวโมง เช่น ในเครื่องจักรนาฬิกา ในเครื่องวัดท่ีมเี ข็ม ชุดเฟืองทดในเคร่ืองจักรกลต่าง ๆ ในกระปุกเกียร์รถยนต์สำหรบั เฟืองขนาดใหญ่จะพบได้ตามโรงงานรดี เหลก็ หรือเคร่ืองปัม๊ โลหะ การใชง้ านเฟอื งฟันตรง เฟืองตรงเหมาะสำหรบั การส่งกำลังขับทีม่ ีความเร็วขอบต่ำ ถึงปานกลาง หรือไม่เกิน 20 ม./วินาที และมีความ ต้องการในการใช้งานธรรมดา เช่น สำหรับเป็นชุดทดรอบทั่วไปแบบง่าย ๆเครื่องจักรกลงานก่อสร้าง เคร่ืองจกั รกลการเกษตรเปน็ ต้น ขอ้ ดขี องเฟอื งตรง คือ ไม่เกดิ แรงในแนวแกน ประสิทธิภาพการทำงานสูง ความ กว้างของเฟืองสามารถออกแบบให้กว้าง เพื่อเพิ่มจำนวนผิวสัมผัส ซึ่งเท่ากับเป็นเวลาลดความกดดันที่ผิวและ การสึกหรอให้น้อยลง ข้อเสีย ของเฟืองตรง คือ มีเสียงดังในขณะที่ใช้ความเร็วสูง มีความสามารถรบั โหลดน้อย กวา่ เฟอื งฟันเฉยี งขนาดเดยี วกนั นอกจากนีย้ งั ไวต่อการคลาดเคล่ือนของรูฟัน รูปที่ 6.2 เฟืองฟันตรง 6.1.2 ชุดเฟืองฟันใน (Internal Gear) ชุดเฟืองฟันใน เป็นชุดเฟืองฟันตรง ตัวใหญ่เป็นเฟืองฟันใน ส่วนตัวเล็กเป็นเฟืองฟันนอกใช้สำหรับเป็นป๊ัม นำ้ มนั เครอ่ื งของเครอ่ื งยนต์เฟอื งตวั เล็กเปน็ ตวั ขบั ใหเ้ ฟืองตัวใหญ่หมนุ ในลกั ษณะเย้ืองศนู ย์ ดูดสง่ น้ำมันเครื่องได้ รูปที่ 6.3 Internal Gear

82 ใบความรู้หน่วยท่ี 6 ชื่อวิชา ชิ้นสว่ นเคร่ืองกล ช่วั โมงรวม 36 ชม. ชอ่ื หน่วย เฟืองและการคำนวณพิกัดเฟือง สอนครัง้ ที่ 6 ช่อื เร่อื ง เฟืองและการคำนวณพิกัดเฟือง จำนวน 2 ช่ัวโมง 6.1.3 ชดุ เฟอื งบรรทดั (Rack Gear) บรรทัด (Rack) และเฟอื งพินเนยี น (Pinnion) ชดุ เฟืองบรรทัด ประกอบดว้ ยเฟืองจากตัวอย่างกระปุกพวงมาลัย รถนี้ เฟืองพินเนียนติดกับปลายแกนพวงมาลัย เฟืองบรรทัดต่อกับลูกหมากคันส่งล้อหน้ารถยนต์ทั้ง 2 ข้างเม่ือ หมนุ พวงมาลยั พินเนยี นจะขบั เฟืองบรรทัดใหเ้ คลื่อนที่ไปบงั คับล้อตามทศิ ทางบังคบั รปู ท่ี 6.4 Rack Gear 6.1.4 เฟืองฟนั เฉียงหรือเฟอื งฟันเล่อื ย (Spiral Gear) เฟืองฟันเฉียงจะมีลักษณะคล้ายกับเฟืองตรง ต่างกันตรงที่ฟันของเฟืองฟันเฉียงจะเอียงทำมุมกับแกนของตัว เฟืองหรือแกนของเพลาเฟืองฟันเฉียงใช้สง่ กำลังระหว่างเพลา ที่ขนานกันเพลาทำมุมตั้งฉากกันและเพลาทำมุม น้อยกว่ามมุ ฉาก รูปท่ี 6.5 Helical Gear

83 ใบความรู้หน่วยที่ 6 ชือ่ วิชา ชนิ้ ส่วนเคร่ืองกล ชวั่ โมงรวม 36 ชม. ชื่อหน่วย เฟืองและการคำนวณพิกัดเฟือง สอนครัง้ ที่ 6 ชอื่ เรือ่ ง เฟอื งและการคำนวณพกิ ัดเฟือง จำนวน 2 ชัว่ โมง 6.1.5 เฟอื งก้างปลา (Herringbone Gear) เฟืองก้งปลาเป็นเฟืองฟันเฉียงแฝดที่กลับมุมฟันเฉียง (Dual Helical) ออกแบบสร้างเพื่อลบล้างแรงดันที่ปลาย ฟันเฟือง ใช้ส่งกำลังได้ระหว่างเพลาที่ขนานกันเท่านั้น การส่งถ่ายกำลังด้วยเฟืองก้างปลานี้ ข้อดีคือ เฟืองจะ เลื่อนออกจากกันไม่ได้ รูปที่ 6.6 Herringbone Gear 6.2 คุณลักษณะเฟอื งดอกจอกและเฟอื งหนอน เฟืองดอกจอก (Bevel Gear) เฟืองดอกจอกหรือเรียกว่า เฟืองบายศรี มีลักษณะรูปร่างเป็นรูปทรงกรวย มี ฟันเฟอื งอยโู่ ดยรอบผวิ ของทรงกรวย ฟันตัดขนานกับแกนของเฟืองหรือแกนเพลา หนา้ ตัดด้านหน้ากับด้านหลัง ไม่เท่ากัน เฟืองดอกจอกใช้สำหรับส่งกำลังระหว่างเพลาที่ตั้งฉากกัน ส่งกำลังระหว่างเพลาที่ทำมุมกันน้อยกว่า 90 องศา และมากกว่า 90 องศาก็ได้ฟันของเฟืองดอกจอกจะมีหลายแบบ ได้แก่ ฟันตรง ฟันเลื้อย เป็นต้น' เฟืองดอกจอก ในระบบการส่งกำลังของเฟืองท้ายรถยนต์นั่งขับล้อหลังเป็นแบบไฮปอยด์ (Hypoid) เพื่อลด ระดับเพลากลางไม่ใหพ้ ืน้ รถสูง รปู ท่ี 6.7 เฟืองดอกจอก

84 ใบความรหู้ น่วยท่ี 6 ช่อื วิชา ชิ้นสว่ นเครือ่ งกล ชัว่ โมงรวม 36 ชม. ชื่อหน่วย เฟอื งและการคำนวณพิกัดเฟือง สอนครงั้ ท่ี 6 ชือ่ เรอื่ ง เฟืองและการคำนวณพกิ ัดเฟือง จำนวน 2 ช่ัวโมง 6.1.5 เฟืองก้างปลา (Herringbone Gear) เฟืองก้งปลาเป็นเฟืองฟันเฉียงแฝดที่กลับมุมฟันเฉียง (Dual Helical) ออกแบบสร้างเพื่อลบล้างแรงดันที่ปลาย ฟันเฟือง ใช้ส่งกำลังได้ระหว่างเพลาที่ขนานกันเท่านั้น การส่งถ่ายกำลังด้วยเฟืองก้างปลานี้ ข้อดีคือ เฟืองจะ เล่ือนออกจากกนั ไมไ่ ด้ เฟอื งหนอน (Worm Gear) เฟืองหนอนประกอบด้วยตัวเกลียวหนอนและเฟืองหนอน ซึ่งต้องใช้งานร่วมกัน โดยเกลียวหนอนส่งกำลังหมุน ไปขับให้เฟืองหนอนให้หมุนตามให้เฟืองหนอนขับตัวหนอนไม่ได้ ระยะพิตช์ของเกลียวหนอนกับระยะพิตช์ของ เฟืองหนอนจะตอ้ งมีค่าเทา่ กนั เกลียวหนอนและเฟืองหนอนจะสง่ กำลังระหว่างเพลาท่ีตง้ั ฉากกันและเป็นเพลาที่ วางข้ามกันชุดเฟืองหนอนมใี ช้ในชุดรอกโช่หัวแบ่ง มอเตอร์เกียรใ์ นเครือ่ งจักรกลบางชนิดที่ต้องการทดรอบจาก ความเรว็ สูงให้เป็นความเรว็ ต่ำมาก ๆ รอกโซใ่ ชเ้ ฟอื งหนอน เนือ่ งจากคณุ สมบตั ขิ องชุดเฟอื งหนอนท่ีตัวเกลยี วหนอนจะเปน็ ตวั ขบั อย่างเดียว เฟืองหนอนเปน็ ตวั ขบั ไม่ได้ เมื่อ ดงึ โซ่สาว ไม่ว่าดงึ ซา้ ยหรือดึงขวา เกลียวหนอนจะขบั ใหเ้ ฟอื งหนอนหมุนดึงโซ่ยกวสั ดุขน้ึ หรอื หมนุ ผอ่ นโซ่ยกวัสดุ ลงได้อยา่ งปลอดภยั

หน่วยที่ 6 แบบฝกึ ทกั ษะหน่วยท่ี 6 85 ช่ือวิชา ชิ้นส่วนเครอื่ งกล ช่ัวโมงรวม 36 ชม. ช่อื หน่วย เฟืองและการคำนวณพกิ ัดเฟือง สอนครง้ั ที่ 6 จำนวน 2 ชั่วโมง เฟืองและการคำนวณพกิ ัดเฟือง หน่วยท่ี 6 เฟืองและการคำนวณพกิ ัดเฟือง ใบฝกึ ทักษะหน่วยที่ 6 แบบทดสอบหนว่ ยที่ 6

86 แผนการเรียนรู้ท่ี 6 ส่อื การสอน 6 เร่อื ง เฟอื งและการคำนวณพิกัดเฟือง

87

88

89