时间：2022-07-18 09:08:48
摘 要：差动螺旋传动可以使活动的螺母产生极小的位移，方便地实现微量调节。本文通过对差动螺旋传动原理的解析，明确了掌握在差动螺旋传动中活动螺母直线移动方向的确定方法。
关键词：差动 螺旋传动 导程 螺杆 螺母
螺旋传动是利用螺杆与螺母之间的螺旋副来传递运动和动力的一种机械传动，其具有结构简单、工作连续平稳、承载能力强、传动精度高等优点，被广泛应用于各种机械传动和仪器中，如台虎钳、螺纹千斤顶、车床横刀架系统、观察镜螺旋调整装置等。
螺旋传动在机械基础课程中被作为重点内容，学生在学习本课程时，因为缺乏实际经验，很难深刻理解、掌握这节内容，尤其是对于差动螺旋传动直线移动方向的确定，很多学生不理解“差动”的真正含义。为此，笔者在此阐述并由浅入深地逐步分析、理解螺旋传动中直线移动方向的判定方法。
一、普通螺旋传动的直线移动方向判定
由单个螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动称为普通螺旋传动。根据不同机构形式，有两种情形：一是螺杆（或螺母）既做主动回转运动，又做直线移动；二是螺杆（或螺母）作主动回转运动，螺母（或螺杆）作直线移动。
在普通螺旋传动中，关于主动件或从动件的直线移动方向判定问题，我们可以简单归纳为三个步骤。
一是判断旋向（左旋螺纹用左手，右旋螺纹用右手）。在此需要注意的是，相互旋合的内、外螺纹的旋向必定是一致的。
二是手握空拳，四指指向主动件的回转方向。
三是大拇指所指方向为主动件的移动方向，大拇指所指方向的反向为从动件的移动方向。（主动件与从动件可以理解为两个具有相对运动趋势的物体。）
螺杆（右旋螺纹）做如图1所示方向回转运动时，根据普通螺纹直线移动方向判定的三个步骤可知：主动件螺杆的移动趋势为向右，从动件螺母的移动趋势向左。
图1 普通螺旋传动
二、差动螺旋传动
在差动螺旋传动中，螺杆由左、右两段不同导程的螺纹组成，两段螺纹的旋向必须相同，分别与活动螺母（导程为Ph活）、固定螺母（导程为Ph固）相互旋合。固定螺母与导轨固定在一起，不能左右移动；活动螺母可以在导轨上自由移动。
如图2所示，螺杆左、右螺纹旋向均为右旋，当螺杆做如图所示方向回转时，螺杆A、活动螺母B都会产生相应的移动趋势。而对于一个系统中，同时分析两个构件的运动趋势是比较难把握的，如同一个函数题中有两个未知数一样。此时，我们可以将系统拆分，分两步来分析螺杆与活动螺母的移动趋势。
1.将螺杆A、活动螺母B看做是一个整体
根据普通螺旋传动直线移动方向判定的三个步骤，则主动旋转件A将相对于固定螺母C向右移动，则AB整体上的任意一点都将作向右移动的趋势，如果螺杆回转一周，则移动距离为L1=Ph固（如图2，以活动螺母B的右端为参照，向右移动距离L1）。
图2 差动螺旋传动直线移动方向判定的分步分析
2.单独分析A、B两个构件
当螺杆A做旋转运动时，根据从动件直线移动方向的判定步骤，活动螺母B将相对于A做向左的移动趋势，螺杆回转一周，则螺杆B相对于A向左移动的距离L2=Ph活。
最终，螺杆每回转一周，活动螺母B的实际位移量为L，从图中我们可知，L=L1-L2=Ph固-Ph活；若螺杆回转N周，则L=N×（Ph固-Ph活）。
在差动螺旋传动中，“差动”的含义也可以理解为：螺杆与活动螺母的移动方向趋势不一致。而活动螺母最终的位移位置，应根据螺纹导程Ph固、Ph活大小确定。
一是若Ph固>Ph活，则活动螺母移动距离L为正值，位移方向与螺杆一致；二是若Ph固
在分析了差动螺旋传动的具体原理后，我们可以在以后解决差动螺旋传动问题时，采用更直接的方法。
一是先判断出主动件螺杆的直线移动方向（判定方向按普通螺旋传动方向的方法一样）。二是应用公式L=N×（Ph固-Ph活）。若L计算为正值，则活动螺母的实际位移方向与螺杆方向一致；若L为负值，则活动螺母的位移方向与螺杆移动方向相反。
在差动螺旋传动中，我们需要明确前提条件，即螺杆左、右两段螺纹的螺纹旋向必须一致。由于活动螺母和螺杆的移动趋势不同，因此可以使活动螺母产生极小的位移，从而方便地实现微量调节，如微调镗刀系统。
如果螺杆左、右两段螺纹旋向相反，则形成复式螺旋传动的类型。根据前边分析的过程可知活动螺母的实际位移量：L=N×（Ph固+Ph活）。这样可以使活动螺母产生很大的位移量，因此我们可以将其用于快速移动或调整两构件相对位置的装置中，如连接车辆用的复式螺旋传动。
（作者单位：高密市技师学院）