差动螺旋传动题型解题探究.doc

--差动螺旋传动分析及解答摘要：中职机电机械专业《机械基础》课程对“差动螺旋传动机构”的知识要求是“掌握差动螺旋传动移距的计算，并能进行移动件移动方向的判定。”差动螺旋传动的移动件移距计算和移动方向判定是必须掌握的知识。近年来差动螺旋传动考题，已不再局限于计算移动件移距和判定移动方向，出现多种题型的变化。本文作者通过对差动螺旋传动的分析，分类差动螺旋传动题型，并归纳解题思路和方法。关键词：差动螺旋传动螺旋传动螺旋副一、差动螺旋传动机构的结构与工作原理分析1．差动螺旋传动机构的组成和运动副分析（1）分析图1所示差动螺旋机构简图，机构由主动件（双螺纹螺杆）1、移动从动件（移动螺母）2和机架（固定螺母）3三个构件组成。图1（2）差动螺旋传动机构的运动副=1\*GB3①主动件螺杆1与机架3在A处组成“一件固定、一件自转自移”型螺旋副；=2\*GB3②主动件螺杆1与移动从动件螺母2在B段螺纹处组成“一件原位回转、一件直线移动”型螺旋副；=3\*GB3③移动从动件螺母2与机架3两构件以移动副相连接。2．机构运动分析（设图1中A、B两段螺纹均为右旋，主动件螺杆1按图示方向转动1r。）运用螺旋传动的左右手定则对机构的运动进行分析。分析如图2中（a）和（b）：（1）主动件螺杆1向左移动距离L1；（“一件固定、一件自转自移”型螺旋副。）（2）从动件2相对螺杆1朝右移动距离L21；（“一件原位回转、一件直线移动”型螺旋副。）（3）合成两移动量，即可得移动从动件螺母2（相对机架3）的移动距离L2大小和方向。（PhA、PhB都为右旋，PhA＞PhB）（PhA、PhB都为右旋，PhA＜PhB）（PhA为右旋，PhB为左旋）（a）（b）（c）图2差动螺旋传动合成运动分析图2（a）中，PhA＞PhB，则运动合成：L2＝L1—L21＝PhA—PhB＞0，L2与L1的移动方向一致。图2（b）中，PhA＜PhB，则运动合成：L2＝L1—L21＝PhA—PhB＜0，L2与L1的移动方向相反。图2（c）中，将B段螺纹的旋向为左旋，则运动合成：L2＝L1+L21＝PhA+PhB＞0，L2与L1的移动方向一致。3．差动螺旋传动机构从动件移距L的计算公式基于前述对图1所示差动螺旋传动机构运动的分析，从动件移距计算公式可写成：L＝N（PhA±PhB）差动螺旋传动机构简图中的构件序号和螺纹段字母标识并无统一约定，若机械套用上式将造成题意曲解和解答错误。在此，建议差动螺旋传动机构从动件的移距L的计算公式写为：L＝N（Ph架Ph从）式中代号含义：L——从动件（相对机架）的移动距离；N——主动件转动的周数；Ph架——机架螺纹的导程；Ph从——从动件螺纹的导程。关于差动螺旋传动机构从动件移距L计算的几点说明：（1）计算公式括号中两导程严格按“前架（Ph架）后从（Ph从）”次序书写，问题解答时将不受机构简图中各螺纹段字母标识的影响。（2）两螺纹旋向一致时，公式中两导程间用“－”号运算；旋向相反时，用“＋”号运算。（3）除L计算值可为正值或负值外，公式中其余量只为正值。关于L计算值的说明：L为正值，表明从动件与主动件的移动方向一致；若L为负值，则从动件与主动件的移动方向相反。依据说明（3），经两个步骤可正确判断机构从动件移动方向：第一步，依据“一件固定不动、一件自转自移”型普通螺旋传动的左右手定则判断主动件的移动方向；第二步，依据从动件移距L计算值正负，判断出从动件（移动螺母2）的移动方向。这在图4（a）（b）（c）三图中的L2与L1的方向关系判断中得到验证。从结构角度分析差动螺旋传动机构，正确辨识机构中的主动件、从动件和机架三构件及运动副类型，才能原理上理解差动螺旋传动中三个移动量关系，进而透彻理解差动螺旋传动计算公式的意义，正确计算移动从动件的移动距离大小和判别移动方向。这也是解决其他不同的题型（如求解主动件转动周数和转向，主、从动件螺纹的导程和旋向等题型）的基础。二、差动螺旋传动题型与解答题型一——“计算移动从动件移距、判定从动件移动方向”属基本题型。例题1：如图3所示差动螺旋传动机构，若PhA=4mm，PhB=3.5mm，两段螺纹均为右旋。当手轮按图示方向转1周时，活动螺母2向______移动_______mm。图3分析与解答：（1）机构简图分析：件1为主动件，件2为从动件，件3为机架。从动件螺纹在A段螺旋副中，机架螺纹在B段螺旋副中。（2）根据条件立式并计算：L＝N（Ph架－Ph从）＝1（PhB－PhA）＝1×（3.5－4）＝－0.5mm（3）从动件移向判别：=1\*GB3①经右手定则判断主动件螺杆1移向向右；=2\*GB3②L计算值为负，则可判断从动件螺母2移向向左。所以，正确答案为：向左，0.5mm。易见错误解答：L＝N（PhA－