螺旋傳動,尤其是普通螺旋傳動,以其結構簡單、工作連續平穩、承載能力大、傳動精度高等優點,廣泛應用于各種機械和儀表中。在《機械基礎》教材中,螺旋傳動也是重點講授的內容之一。
一、普通螺旋傳動的形式及其應用種類
1.螺桿轉動并且軸向移動,螺母固定(既不轉動也不移動)
如圖1所示,臺虎鉗的轉動副中,右旋螺桿1轉動并且移動,螺母4與固定鉗口3一體而不動。
2.螺桿轉動并且不軸向移動,螺母軸向移動但不轉動
如圖2所示,機床工作臺移動機構的轉動副中,左旋螺桿1只轉動而不軸向移動,與工作臺一體的螺母2只軸向移動但不轉動。
3.螺母轉動并且軸向移動,螺桿固定不動(既不轉動也不移動)
如圖3所示,螺旋千斤頂的轉動副中,螺母2在手柄3的作用下既轉動又軸向移動,螺桿4則固定不動。
4.螺母轉動,且不軸向移動;螺桿軸向移動,但不轉動
如圖4所示,觀察鏡螺旋調整裝置中,螺母3只轉動而不軸向移動,與觀察鏡一體的螺桿2只軸向移動但不轉動。
二、判斷普通螺旋傳動中移動件的移動方向
現實中,正確判斷普通螺旋傳動中移動件的移動方向十分重要,要求學生準確掌握。對于判斷方法,不同教材有不同的敘述。
1.《機械基礎》(第三版)敘述方法
中國勞動社會保障出版社出版的全國中等職業技術學校機械類專業通用教材《機械基礎》(第三版)(以下簡稱中職版),敘述的方法如下:
(1)右旋螺紋用右手,左旋螺紋用左手。手握空拳,四指指向與螺桿(或螺母)回轉方向相同,大拇指豎直。
(2)若螺桿(或螺母)回轉并移動,螺母(或螺桿)不動,則大拇指指向即為螺桿(或螺母)的移動方向。
(3)若螺桿(或螺母)回轉,螺母(或螺桿)移動,則大拇指指向的相反方向即為螺母(或螺桿)的移動方向。
2.《機械基礎》(2005年8月第1版)敘述方法
中國勞動社會保障出版社出版的高等職業技術學校機械設計制造類專業教材《機械基礎》(2005年8月第1版)(以下簡稱高職版),以上述圖1為例是這樣敘述的:
(1)首先判斷螺紋的旋向。已知該螺紋為右旋,所以用右手判定。
(2)右手握空拳,四指的指向與螺桿的回轉方向相同,大拇指豎立。
(3)若螺母不動,螺桿回轉并移動時大拇指的指向即為螺桿的移動方向。因此,大拇指向右的指向即為螺桿的移動方向。
上述高職版的判斷方法,只是講述了普通螺紋傳動中的第一種情況(圖1)的判斷方法,且該法不適用于另外三種情況;對于其他三種情況的判斷方法該書并未講述。
中職版的判斷方法,雖然包括了普通螺旋傳動的四種情況,但要準確判斷移動件的方向,必須搞清“若螺桿(或螺母)回轉并移動,螺母(或螺桿)不動,則大拇指的指向即為螺桿(或螺母)的移動方向”和“若螺桿(或螺母)回轉,螺母(或螺桿)移動,則大拇指指向的相反方向即為螺母(或螺桿)的移動方向”這兩種情況。這種方法的難點,在于分清什么情況下是大拇指的指向,在什么情況下是大拇指的相反方向。筆者多年的實踐教學發現,學生對這種方法很不容易理解,更不便于記憶。
3.筆者總結的方法
為解決此問題,筆者經過多年的教學實踐摸索,總結出了一種新的、便于學生理解記憶,且簡便易學的普通螺旋傳動中移動件移動方向的判斷方法:第一步:按螺紋旋向確定用右手還是用左手,右旋螺紋用右手,左旋螺紋用左手;第二步:判斷出誰是移動件;第三步:用右手(或左手)握住移動件,大拇指豎直、四指彎曲的方向與移動件的旋轉方向(或相對旋轉方向)一致,大拇指的指向就是移動件的移動方向。
(說明:“相對旋轉方向”是指移動件只移動、不轉動時,移動件相對于旋轉件的旋轉方向。如圖2機床工作臺移動機構中,螺母2只移動而不轉動,它相對于螺桿1的旋轉方向為逆時針(從左向右看)。因其螺旋為左旋,所以用左手握住螺母、四指逆時彎曲(從左向右看)指向其相對旋轉方向,則大拇指指向右,即螺母2連同工作臺4一起向右移動。對于上述其他三種傳動形式,判斷方法與此相同,不再贅述。)
(作者單位:山東省臨沂市高級技工學校)