浅论归纳法在《机械基础》课教学中应用.docVIP

浅论归纳法在《机械基础》课教学中应用[摘 要] 归纳是从一个或几个具体的或特殊的事例中归纳概括出一般的具有普遍性的规律。它是科学研究和学习中经常用到的极为重要的方法。笔者对归纳法在《机械基础》教学中的应用作了一些粗浅的分析：一是在螺旋传动中的应用；二是在蜗杆传动中的应用；三是在定轴轮系传动比计算中的应用 [关键词] 归纳法 螺旋传动 蜗杆传动 左、右手法则 定轴轮系传动比 平行轴齿轮传动 空间轴齿轮传动 归纳是从一个或几个具体的或特殊的事例中归纳概括出一般的具有普遍性的规律。它是科学研究和学习中经常用到的极为重要的方法。在机械基础学习中巧妙地利用此法，能起到事半功倍的效果，可以把一些零碎的知识系统化、简单明了化。下面就归纳法在机械基础教学中的应用作一些粗浅的分析 一、在螺旋传动中的应用 螺旋传动是用内、外螺纹组成的螺旋副传递运动和动力的传动装置。它可以方便地把主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动。例如，车床的大拖板，借助开合螺母与长螺杆的啮合，实现其纵向直线往复运动；转动铣床工作台螺杆，可使工作台作直线移动等。这类看似很简单的问题，让学生自行去判定螺杆（螺母）的移动方向，却经常会出现错误。原因在于教材中给出的左、右手法则是有一定的限制条件的 为了叙述方便，现提出四个问题： 1）根据螺杆的转动方向，判断台式虎钳活动钳口的移动方向； 2）根据螺母的转动方向，判断螺旋千斤顶中螺母的移动方向； 3）根据螺杆的转动方向判断铣床工作台的移动方向； 4）根据螺母的转动方向，判断观察镜的移动方向 分析：在台式虎钳和螺旋千斤顶中，根据教材中的判定法则：左旋螺杆（螺母）伸左手，右旋螺杆（螺母）伸右手，并手握空拳，四指顺着螺杆（螺母）的回转方向，则大拇指指向即为主动件螺杆（螺母）的移动方向。同学们都能顺利地判定出台式虎钳中螺杆向右移动，螺旋千斤顶中螺母向上移动。但在铣床工作台和观察镜的调整中，则没有同学能判定对。根据教材中的判定法则，铣床工作台判定出向左移动，但实际操作中是向右移动；观察镜的调整也出现类似问题，学生判定出观察镜向下移动而实际是向上移动。那么出现问题的原因在哪里呢? 统观以上四个例子发现，在台式虎钳、螺旋千斤顶两例中，组成螺旋副的螺杆、螺母只有其中一个件运动。在台式虎钳中是螺杆既转动又移动，在螺旋千斤顶中是螺母既转动又移动。而后面的两例中，组成螺旋传动的螺杆和螺母都运动：在铣床工作台中螺杆原位回转，螺母作往复运动，带动工作台移动；在观察镜调整中，螺母原位回转，螺杆往复运动，带动观察镜移动。再推敲教材中的判定方法，它只适用于组成螺旋副中一件运动（即螺杆或螺母既转动又移动）的情况，而不适用于两件都运动（一件作转动，一件作移动）的情况。可见同学在判定后面两个例子时，之所以出错，就在于没有考虑到判定方法应用的条件，也没有仔细去分析后两例中的条件 通过以上分析，归纳出螺旋传动中运动件的移动方向可按如下步骤判定： 1）判定螺杆（螺母）的旋向（即左旋或右旋） 2）左旋伸左手，右旋伸右手，半握拳，四指顺着螺杆(螺母)的旋转方向 3）判定是一动或两动（即螺杆、螺母中是两件都动，还是只有一件运动） 4）看大拇指的指向。一动时，大拇指的指向即为螺杆(螺母)的移动方向；两动时，大拇指的反方向即为螺杆(螺母)的移动方向（简单表示为一动，同；两动，反） 利用此法，同学们都能准确地判定对以上四个例子中的移动方向。这样通过归纳，不仅总结出了简单准确的判定螺旋传动中移动方向的方法，而且对教材中判定方法的应用条件有了更深刻的理解 二、在蜗杆传动中的应用 在蜗杆传动中，蜗轮的转动方向不仅与蜗杆回转方向有关，而且与其螺旋方向有关，可用左右手定则来判定。即当蜗杆为左（右）旋时，用左（右）手，半握拳，四指顺着蜗杆转动方向，则蜗轮转动方向与大拇指指向相反。如图1所示： a图，已知蜗杆的转向及旋向，经判定，蜗轮逆时针旋转，b图，已知蜗杆的转向及旋向，经判定，蜗轮顺时针旋转 a 右旋蜗杆传动 b左旋蜗杆传动 图1 但在实际操作中遇到下面一个实例,如图2所示 a 右旋蜗杆传动 b 图2 当蜗杆按图示方向旋转时，蜗轮作顺时针转动。这样蜗轮的转动方向好像与判定时的大拇指的指向相同，都是向右，因此，有同学对判定法则的正确性产生怀疑。那么这个问题该如何解释呢？ 仔细观察图1中的a、b两图，图中蜗轮的转动方向都与大拇指指向相反，同时还看出，是与蜗杆相接的半边蜗轮的转动方向同大拇指指向相反，而另半边蜗轮的转动方向与大拇指的指向相同。这说明左右手定则判定蜗轮转向，指的是与蜗杆相接的半边蜗轮的转向。 因此图2中，学生出现疑问的原因，在于没有把握住定则中判定出的是与蜗