徐菊芳

摘要：差動螺旋傳動是《機械基礎(chǔ)》這門課程的難點，它是對口單招考試中年年出現(xiàn)的基本題。在教學(xué)實踐中，學(xué)生較難理解“差動”的含義，特別是在計算上和方向的判斷上有一定困難。用物理中的知識再結(jié)合實踐能更好地排除學(xué)生學(xué)習(xí)中的障礙。

關(guān)鍵詞：機械基礎(chǔ)；差動螺旋傳動；物理；障礙

中圖分類號：G712 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2013）32-0186-02

差動螺旋傳動是《機械基礎(chǔ)》中螺旋傳動章節(jié)中的難點，也是重點。每年對口單招的高考試題中都要出現(xiàn)，考試的題型一般是選擇題和填空題。雖然分?jǐn)?shù)比重不大，但正確率并不高。原因是學(xué)生沒有領(lǐng)會這個知識點，理解上有障礙。

一、學(xué)生學(xué)習(xí)“差動螺旋傳動”的障礙

學(xué)生學(xué)習(xí)“差動螺旋傳動”的障礙主要有以下幾點：①“差動”從字面意思容易誤導(dǎo)學(xué)生認(rèn)為“差”就是“減”的意思，所以求移動件位移時，學(xué)生會不假思索地用L=N（ph1-ph2）計算；②公式L=N（ph1±ph2 ），ph1，ph2不知道對應(yīng)的是哪個螺旋副的導(dǎo)程，這樣就會影響移動螺母的移動方向的判斷；③已知移動螺母的位移和一個螺旋副導(dǎo)程，求另一個螺旋副的導(dǎo)程時，學(xué)生往往不知道要進行討論；④移動件的移動方向要運用“左右手定則”，判斷時由于螺桿、螺母的運動形式不同，最后移動件的移動方向有區(qū)別，學(xué)生不能正確理解及操作；⑤“差動螺旋傳動”實際是兩種普通螺旋傳動形式運動的疊加，學(xué)生往往只根據(jù)“螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動”普通螺旋傳動的形式來直接判斷活動螺母的移動方向。

二、產(chǎn)生障礙的原因及排除方法

1.“差動”含義的理解出現(xiàn)差異

原因：受教師和教材的影響，以前教材有兩種公式L=N（ph1±ph2），其中減法公式可以產(chǎn)生極小位移，我們稱為“差動螺旋傳動”；加法公式產(chǎn)生較大位移，我們稱為“復(fù)合螺旋傳動”。而現(xiàn)在“差動螺旋傳動”是指由兩個螺旋副組成、使活動螺母與螺桿產(chǎn)生差動（即不一致）的螺旋傳動，此時的“差動”并不是單一地代表“減”。

排除方法：根據(jù)兩螺旋副的旋向來確定公式，旋向相同用減法公式，旋向相反用加法公式。

2.公式中的ph1，ph2對應(yīng)的導(dǎo)程不清楚

原因：不知道公式L=N（ph1±ph2 ）的由來。

排除方法：可以根據(jù)初中所學(xué)的物理知識進行排除?！安顒勇菪齻鲃印笔莾蓚€運動的疊加，可以視為兩物體的相對運動。例如，人走在自動扶梯上，求人相對地面移動了多少？這個實例可以進行對比理解“差動螺旋傳動”，如圖1，螺桿1相當(dāng)于扶梯，移動螺母2相當(dāng)于人。螺桿的位移由固定螺母的導(dǎo)程決定，因而把自動扶梯相對地面的位移當(dāng)做固定螺母3的導(dǎo)程。而活動螺母相對螺桿移動的位移由活動螺母導(dǎo)程決定，因而人相對扶梯移動的位移當(dāng)做活動螺母2的導(dǎo)程，求人相對地面移動的位移就是相當(dāng)于計算移動螺母相對機架的位移，在前面的ph1就是固定螺母的導(dǎo)程，因為它的移動是相對機架而言的。

3.已知移動螺母的移動位移和一個螺旋副導(dǎo)程，求另一個螺旋副的導(dǎo)程時，學(xué)生往往不知道要進行討論

原因：不理解“差動螺旋傳動”的原理，認(rèn)知不夠完善。兩螺旋副旋向相同時用L=N（ph1-ph2），旋向相反時用L=N（ph1+ph2），已知條件沒有說明是哪種情況，做題時就必須進行討論，可能兩種情況都符合要求。

排除方法：利用物理知識進行類比。例如，已知移動螺母向左的位移，固定螺母的導(dǎo)程，求活動螺母的導(dǎo)程？我們可以這樣理解：移動螺母向左的位移看做人相對地面上升的位移，固定螺母的導(dǎo)程可以看做扶梯相對地面上升的位移，求人相對扶梯移動的位移?？梢杂嬎阋幌?，這個題是否有兩種情況：一種情況是人相對扶梯的移動方向和扶梯相對地面的位移是相同的，這時人相對地面上升的位移=扶梯相對地面上移的位移+人相對扶梯上升的位移；另一種情況是人相對扶梯的移動方向和扶梯相對地面相反，這時人相對地面上升的位移=扶梯相對地面上升的位移—人相對扶梯下移的位移。由此可以看出，答案并不是唯一的，求人相對扶梯移動的位移可能是上移的距離，也可能是下移的距離。也就是說，活動螺母的導(dǎo)程和旋向有關(guān)，旋向可能是右旋，也可能是左旋。

4.移動件的移動方向要運用“左右手定則”，判斷時由于螺桿、螺母的運動形式不同，最后移動件的移動方向也有區(qū)別，學(xué)生不能正確理解及操作

原因：在題目中有兩種普通螺旋傳動的形式，一種是螺母不動，螺桿移動；另一種是螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動。用“左右手定則”判斷移動件的移動方向時，必須判別是上述哪種運動形式，才能得出正確的答案。學(xué)生往往在判斷形式時概念不清導(dǎo)致出錯。

排除方法：必須找到固定螺母（機架），與之對應(yīng)的就是螺母不動、螺桿移動的形式，另一種就是螺桿轉(zhuǎn)動、螺母移動的形式。這樣，運用“左右手定則”時就不會把移動件的移動方向弄反。

5.“差動螺旋傳動”實際是兩種普通螺旋傳動形式的運動組成，學(xué)生往往只根據(jù)“螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動”普通螺旋傳動的形式來判斷活動螺母的移動方向

原因：學(xué)生不清楚“差動螺旋傳動”的原理，此運動是兩個運動的疊加，則移動方向取決于物理知識中這兩個運動的方向和位移。

排除方法：利用物理知識進行類比。例如，人走在上升的扶梯上，問人相對地面是上升還是下降？這取決與兩個因素：人相對扶梯是上升還是下降，也就是說人和自動扶梯的移動方向是否一致；人相對扶梯移動的位移與自動扶梯相對地面移動的位移大小的關(guān)系。結(jié)論是：如果人相對扶梯的運動方向和自動扶梯一致，也就是人相對扶梯的運動方向是上升的，那么不管人相對扶梯移動距離的大小，則人相對地面是上升的。如果人相對扶梯的運動方向和自動扶梯不一致，也就是人相對扶梯的運動方向是下降的，那么人相對地面是上升還是下降就取決于人相對扶梯下降的位移與扶梯相對地面上升的位移。如果人相對扶梯下降的位移大于扶梯相對地面上升的位移，則人相對地面是下降的；如果人相對扶梯下降的位移小于扶梯相對地面上升的位移，則人相對地面是上升的。把固定螺母看做地面，螺桿看做扶梯，活動螺母看做人，判斷活動螺母的移動方向?qū)嶋H和上述判斷人上升或下降的方法類似。

接受新知識一般遵循溫故而知新的規(guī)律，通過舊知識推導(dǎo)出新知識，這樣學(xué)生理解起來就比較輕松，也不會忘記，做題時不容易出錯。本文通過物理中的相對運動的疊加進行類比，排除“差動螺旋傳動”學(xué)習(xí)的障礙。對口單招高考常見的是填空題和選擇題，筆者總結(jié)了做題步驟：①兩螺旋副的旋向是否一致；②旋向不一致就用L=N（ph1+ph2），移動螺母方向可由任意一個螺旋副進行判斷，但要注意是哪種形式，否則就會弄錯；③旋向一致時用L=N（ph1+ph2），注意導(dǎo)程的含義，上式的結(jié)果是“正”則移動螺母方向和螺桿移動方向一致，結(jié)果是“負”則移動螺母方向和螺桿移動方向相反。還有更快捷的方法，看哪個導(dǎo)程大。導(dǎo)程大的那個螺旋副決定移動螺母的移動方向；④如果要求旋向或某個導(dǎo)程時，必須分兩種情況討論，具體情況具體對待。