简支梁挠度公式单位:“差动螺旋传动”教法释疑

“差动螺旋传动”教法释疑

余康文  湖南省澧县职业中专学校
【摘  要】《机械基础》是机电类专业的一门专业基础课，概念抽象，原理枯燥，差动螺旋传动更是其中《螺旋传动》一章的难点，学生难以理解“差动”的含义。如何改进教法，借以提高课堂效率，这是专业教师所关注的难题。
【关键词】差动螺旋传动  教法
【中图分类号】G712         【文献标识码】A         【文章编号】1674－4810（2010）12－0174－01 
        《机械基础》之差动螺旋传动是螺旋传动一章的难点，中职机电类专业学生在学习这部分内容时，常常出现一些典型问题，笔者根据多年的教学与探究，对此进行了一些归纳、分析，现见教于各位方家。
        一 学习中常见的障碍
        第一，难理解“差动螺旋传动”中“差动”的含义，往往认为“差动”就是某两个位移相减的意思。解决相关计算问题时，主要有两点障碍：一是求移动件位移时，常常错误运用公式，即L＝n（ph1－ph2）；二是运用公式L＝n（ph1±ph2）时，不知道ph1和ph2分别对应螺旋机构中的哪一处螺距。
        第二，判别移动件移动方向时，主要存在两种障碍：一是知道“左、右手定则”内容，但不会真正“操作”；二是将“差动螺旋传动”当作是“螺杆转动、螺母移动的普通螺旋传动”情形，认为“活动螺母”的移动方向始终与“螺杆”的移动方向相反。
        第三，对“差动螺旋传动”的位移判别方法呈现“零认知”。
        二 教学中的对策分析
        针对上述提出的中职生在学习《机械基础》“差动螺旋传动”相关内容时存在的障碍及做出的分析，在此，笔者提出一些教学建议，以期达到正确引导、启发学生积极思维、提高教学效果的目的。
        1．“差动”的概念教学：运用类比模型法
        由于中职生文化基础较差，并且缺乏机械生产实践经验，受教学条件限制，教师无法通过向学生提供直观教具或带领学生现场观摩，因而学生在学习专业知识时无法建立起感性认识，因此在学习时会产生很大的困难！这是笔者在教学中的深切体会。那么，作为教师，是否可以在教学中采取其他的方法，起到化难为易、最大限度地降低学生学习的困难呢？笔者认为，在讲解“差动螺旋传动的定义”时，教师可用恰当的类比模型帮助学生理解。
        教学中，实例分析：有一辆在地面上行驶的汽车，车内有一个沿车身方向走动的人，用这个形象生动的实例类比“差动螺旋传动”，降低学生想象的难度。下面是类比讲解：
        汽车（运动）→ 螺杆（既转又移）
        人（运动）  → 活动螺母（只移不转）
        地面（静止）→ 固定螺母（静止）
        汽车运动，带着车内的人一起向某个方向运动，若人在车内不走动，则人与汽车的位移（均相对地面）是相等（一致）的，若人在车内走动，人与汽车的位移（均相对地面）就不相等（一致）了。同样的道理（类比）：螺杆移动，带动螺杆上的活动螺母一起向某个方向移动，同时，活动螺母在螺杆上也做相对移动（相当于上例中的人在车内走动），因此，活动螺母的位移与螺杆的位移（相对于固定螺母）就不相等（不一致）了。这里，通过类比模型教学，学生可以运用自己熟悉的类比物对陌生领域（螺旋传动）中的问题进行推理，提高自己的理解力。
        2．差动螺旋传动公式：图解推导法
        螺杆相对固定，螺母、活动螺母相对螺杆的运动方向属于普通螺旋方向的判别，应该问题不大，这里不再加以赘述。
        （1）人在车内的走动方向与车的运动方向相同。

       
        L人＝L车＋L人对车      L＝n（ph1＋ph2）
        结果为“正”，两处旋向相反，ph1与ph2无大小关系。
        （2）人在车内的走动方向与车的运动方向相反。又分两种情形：①人的速度小于车的速度（人与车相对地面的位移方向相同）。

       
        L人＝L车－L人对车      L＝n（ph1－ph2）
        结果为“正”，两处旋向相同，ph1＞ph2。
        ②人的速度大于车的速度（人与车相对地面的位移方向相反）。

       
        L人＝L车－L人对车      L＝n（ph1－ph2）
        结果为“负”，两处旋向相同，ph1＜ph2。
        3．活动螺母的位移方向的判别
        仍然借助上述类比模型，可以看出，当计算结果为“正”时，人与车相对地面位移方向相同（类比：活动螺母与螺杆相对固定螺母的位移方向相同）；当计算结果为“负”时，人与车相对地面位移方向相反（类比：活动螺母与螺杆相对固定螺母的位移方向相反）。所以，差动螺旋传动中活动螺母的位移方向判别可以归结为三步曲：①判别螺杆的位移方向；②根据公式计算活动螺母位移L；③由L的符号确定活动螺母的位移方向（即：L为“正”，活动螺母与螺杆相对固定螺母的位移方向相同；L为“负”，活动螺母与螺杆相对固定螺母的位移方向相反）。
        机械基础与文化基础课有着不同的特点，中职生的认知水平和对学习的情感因素使得他们在学习专业知识时存在较大的障碍。教师需要分析和挖掘教材内容，根据学生特点，采用便于学生接受的教学方法进行教学，尽最大可能提高教学效果。