摘 要:差动螺旋传动教学难点在于学生对概念的不理解、手则的不会运用,从理解概念入手解决这一教学难点,提高教学质量。
关键词:差动螺旋传动 分运动 复合运动 手则
在中职学校《机械基础课》中,差动螺旋传动部分是难点内容,解决不好,导致学生产生畏难情绪,还对学习专业课产生负影响。近年来,应用差动螺旋传动较多的数控、汽车、新能源等专业“热门”,处理这一难题进一步引起重视,在教学实践中,笔者做了一些探索和研究,取得了较好的教学效果。
一、抓根本,理解概念
1.普通螺旋传动是基础。
普通螺旋传动有四种应用形式,其中,螺母固定、螺杆即转动又移动和螺杆转动、螺母移动是差动螺旋传动的两个分运动。只有掌握了普通螺旋传动的应用形式,才能进一步学习上述两种分运动的复合运动——差动螺旋传动。另外,普通螺旋传动中移动件运动方向的判断规则,是确定差动螺旋传动中螺杆和螺母移动方向的步骤之一,从而才能最终知道差动螺旋传动的结果。因此,普通螺旋传动的应用形式及其左、右手定则是学习差动螺旋传动的基础,在讲授普通螺旋传动中就要心中有数,予以铺垫,为学习差动螺旋传动做必要的准备。
2.位移“不一致”是关键。
有的教材中讲:“两处螺旋方向相同的螺旋传动称为差动螺旋传动”。可以产生极其微小的位移。“两处螺旋方向不同的螺旋传动称为复合螺旋传动”。可以产生很大的位移。还有的教材中讲:“由两个螺旋副组成的,使活动螺母与螺杆产生差动(即不一致)”的螺旋传动称为差动螺旋传动。无论哪种讲法,活动螺母和螺杆的移动量不同,才是这两构件移“动”有“差”别、运“动”的“不一致”。这是“差动”的实质含义,只有抓住了这个关键,才能让学生理解什么是差动螺旋传动。讲解时,把固定螺母和螺杆组成的运动副,看成是普通螺旋传动中螺母固定、螺杆即转动又移动的应用形式,来确定螺杆的移动量;把螺杆和活动螺母组成的运动副,看成是普通螺旋传动中螺杆转动、螺母移动的应用形式,来确定活动螺母的移动量。学生很清楚地就理解了螺杆和活动螺母运动的“不一致”、二者的运动差别。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆避免了学生对“差动”、“不一致”的不理解,只要清楚了这一关键,“差动”、“不一致”就成了这种传动形式的约定说法,后面的问题才可以继续进行。
3.复合运动是本质。
上述“不一致”中,只强调了两个分运动的位移不是一个,没有考虑活动螺母的最终位置,它相对于固定螺母(机架)的位置,才是机械实现的最终运动——微调或快速移动。所以,还要讲清这两个分运动的合运动。差动螺旋传动中,三个构件(固定螺母、活动螺母和螺杆)组成两个运动副,其中,固定螺母和活动螺母之间没有直接的连接关系,螺杆移动是主运动,活动螺母相对于螺杆移动是子运动,活动螺母相对机架的运动是这两个分运动的复合运动。“产生微小位移”还是“快速运动”均为主、子运动的叠加结果。实际教学中,告诉学生这个复合运动相当于人乘车时在车厢中前行或后退,这样类比生活中的熟悉场景,学生容易理解分运动的合成结果是两个构件移动距离的和或差。从根本上理解了差动螺旋传动的基本概念后,才可以进一步确定活动螺母相对于机架的位置。因此说,普通螺旋传动是学习差动螺旋传动的基础。
二、用手则,确定结果
1.由螺旋方向决定伸手。
教材中确定螺纹的螺旋方向通常是用右手定则,其实,就告诉学生无论螺纹处于什么安放位置,都假设将其垂直于水平放置,然后,看可见侧螺纹的倾斜情况,哪侧位置高,就是哪侧的螺旋方向。这样判断螺旋方向,简单、直观、学生容易接受。经过多年实践证明,这种讲法,学生没有不会确定螺纹螺旋方向的,它可以推广到所有需要学生判定螺旋方向的问题上。还可以防止于后面的左右手定则相混淆。判定差动螺旋传动中螺杆和活动螺母移动方向时,左螺纹伸左手,右螺纹伸右手,正确确定螺纹螺旋方向后,学生就可以知道用左手还是右手定则了,解决了学生“无从下手”的难题。
2.由旋转方向决定握拳。
螺纹旋向和件的旋转方向学生容易混,需要强调。教学实践证明用顺时针旋转或逆时针旋转来说明旋向,学生比较容易接受,按顺(逆)时针旋向握空拳大拇指竖直伸开,大拇指所指的方向就是移动件的移动方向(反方向)。解决了以往学生只知道手则内容、用手则不“顺手“的难题。
3.由移动方向决定加减。
用手则判定出螺杆和活动螺母的移动方向后,同向叠加结果就是两位移量相加——和,方向不言而喻,机械实现快速运动;反向叠加结果就是两位移量相减——差,方向与移动量大者相同,机械实现微量调节。这样活动螺母相对于固定螺母的位置就计算出来了。这样教授差动螺旋传动,学生口算就能解决练习题 ,避免了死记硬背套公式、手则不会用等难题。
总之,从建立概念入手,巧妙运用手则,分步骤进行,对解决差动螺旋传动这一教学难点还是比较行之有效的。
论文作者:闻立
论文发表刊物:《教育学文摘》2017年6月总第230期
论文发表时间:2017/5/24
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