一种凸轮机构综合演示教具制造技术

本发明专利技术涉及一种凸轮机构综合演示教具，包括驱动装置、定轴轮系(16)、周转轮系(5)、凸轮(25)、底板(26)、棘轮机构(9)和推杆(19)；棘轮机构(9)包括内棘轮(901)、棘轮套(904)、棘爪(902)和复位弹簧(903)；凸轮(25)通过系杆(15)与定轴轮系(16)固定连接，输出轴(6)套在系杆(15)外侧；底板(26)上设有滑块(20)，推杆(19)沿滑块(20)移动。本发明专利技术凸轮机构演示教具，能够形象直观的演示反转法、凸轮轮廓设计、推杆运动规律绘制、凸轮机构压力角演示等知识点，不仅方便了老师的教学，课后学生还能够自己动手体验凸轮的各个特性，极大程度地提高学生学习的热情。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种凸轮机构综合演示教具，包括驱动装置、定轴轮系(16)、周转轮系(5)、凸轮(25)、底板(26)、棘轮机构(9)和推杆(19)；棘轮机构(9)包括内棘轮(901)、棘轮套(904)、棘爪(902)和复位弹簧(903)；凸轮(25)通过系杆(15)与定轴轮系(16)固定连接，输出轴(6)套在系杆(15)外侧；底板(26)上设有滑块(20)，推杆(19)沿滑块(20)移动。本专利技术凸轮机构演示教具，能够形象直观的演示反转法、凸轮轮廓设计、推杆运动规律绘制、凸轮机构压力角演示等知识点，不仅方便了老师的教学，课后学生还能够自己动手体验凸轮的各个特性，极大程度地提高学生学习的热情。【专利说明】一种凸轮机构综合演示教具
本专利技术涉及教学仪器，更具体地说，涉及一种凸轮机构综合演示教具。
技术介绍
凸轮机构是机械中的最常用的机构之一，其中反转法设计凸轮轮廓及凸轮机构的运动特性，既是机械原理课程中的重点也是难点，在这一部分的教学过程中，学生难以建立直观的概念。老师在教学中讲解凸轮反转法一般通过多媒体等方式，不够直观，学生普遍反映理解较难。单纯演示凸轮运动的教具，需要老师在讲解时两手配合，一方面使凸轮正转，一方面使整体反转，且速度与前者等大反向。在这种情况下老师讲解起来比较困难，且凸轮整个章节的知识点较为抽象，学生理解起来难度大，现有教具教学效果有限。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种凸轮机构综合演示教具，能够全面、系统地演示凸轮机构教学中的内容。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种凸轮机构综合演示教具，包括驱动装置、定轴轮系、差动轮系、凸轮、底板、棘轮机构和推杆；所述定轴轮系包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第一直齿轮、第二直齿轮、第三直齿轮和第四直齿轮；所述差动轮系包括左锥齿轮、右锥齿轮、上锥齿轮和下锥齿轮，所述上锥齿轮和下锥齿轮通过系杆连接，所述左锥齿轮和右锥齿轮分别位于所述系杆的左右两侧并都与上锥齿轮和下锥齿轮啮合；所述第一锥齿轮与所述驱动装置连接，所述第一锥齿轮和所述左锥齿轮同轴并与所述第二锥齿轮垂直啮合；所述第二锥齿轮与所述第一直齿轮同轴，所述第四直齿轮与所述第三锥齿轮同轴，所述第四锥齿轮与所述右锥齿轮同轴；所述第一直齿轮、第二直齿轮和第三直齿轮依次啮合并固定在转动板上，第一直齿轮、第二直齿轮、第三直齿轮和转动板组成三星轮换向机构，转动所述转动板使所述第二直齿轮或第三直齿轮与所述第四直齿轮啮合；所述棘轮机构包括内棘轮、棘轮套、棘爪和复位弹簧，所述内棘轮固定在所述底板上，所述棘轮套与所述第四锥齿轮的输出轴固定连接，所述棘爪铰接在所述棘轮套上，所述复位弹簧的一端固定在所述棘爪上，另一端固定在所述棘轮套上；所述凸轮通过系杆与所述固定轴固定连接，所述输出轴套在所述系杆外侧；所述底板上设有滑块，所述推杆沿所述滑块移动。上述方案中，演示教具还包括第五直齿轮、画板和齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿轮与所述第五直齿轮啮合，所述齿轮齿条机构的齿条与所述画板固定连接，所述第五直齿轮固定在所述第四锥齿轮的输出轴上，所述第四锥齿轮转动时带动所述画板平移，所述推杆上设有画笔。上述方案中，所述滑块上还设有步进电机和导轨，所述步进电机驱动所述推杆沿所述导轨移动。上述方案中，所述推杆的下端设有刻度盘、短杆和指针，所述短杆与凸轮相切，所述指针与短杆垂直。上述方案中，所述驱动装置为摇杆或驱动电机。上述方案中，所述驱动电机通过同步带带动所述第一锥齿轮转动。上述方案中，演示教具还包括底座和固定在所述底座上支架，所述支架支撑定轴轮系和周转轮系。上述方案中，所述转动板铰接在所述底座上，转动板的铰接点位于第一直齿轮的转轴处。实施本专利技术的凸轮机构综合演示教具，具有以下有益效果:本专利技术凸轮机构演示教具，能够形象直观的演示反转法、凸轮轮廓设计、推杆运动规律绘制、凸轮机构压力角演示等知识点。有效地填补凸轮机构教具的空白，不仅方便了老师的教学，课后学生还能够自己动手体验凸轮的各个特性，极大程度地提高学生学习的热情。【专利附图】【附图说明】下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1是本专利技术凸轮机构综合演示教具的原理示意图；图2是本专利技术凸轮机构综合演示教具的结构示意图；图3是本专利技术凸轮机构综合演示教具的侧视图；图4是系杆与输出轴的示意图；图5a、图5b是棘轮机构的示意图；图6a、图6b是换向机构的示意图；图7是演示教具用于凸轮轮廓曲线绘制时的示意图。【具体实施方式】为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的【具体实施方式】。如图1、图2、图3所示，本专利技术凸轮机构综合演示教具，包括底座13、驱动装置、定轴轮系16、差动轮系5、凸轮25、底板26、棘轮机构9和推杆19。底座13上设有支架14、侧板10和肋板12，起到固定支撑的作用。驱动装置为摇杆或驱动电机I。驱动电机I通过同步带3和同步带轮2带动第一锥齿轮1601转动。通过摇杆，可以实现手动操作，方便学生体验操作，加深理解。定轴轮系16包括第一锥齿轮1601、第二锥齿轮1602、第三锥齿轮1607、第四锥齿轮1608、第一直齿轮1603、第二直齿轮1604、第三直齿轮1605和第四直齿轮1606。差动轮系5包括左锥齿轮501、右锥齿轮503、上锥齿轮502和下锥齿轮504，上锥齿轮502和下锥齿轮504通过系杆30连接，左锥齿轮501和右锥齿轮503分别位于系杆30的左右两侧并都与上锥齿轮502和下锥齿轮504啮合。第一锥齿轮1601的输入轴4与驱动装置连接，第一锥齿轮1601和左锥齿轮501同轴并与第二锥齿轮1602垂直啮合；第二锥齿轮1602与第一直齿轮1603同轴，第四直齿轮1606与第三锥齿轮1607同轴，第四锥齿轮1608与右锥齿轮503同轴。第一直齿轮1603、第二直齿轮1604和第三直齿轮1605依次啮合并固定在转动板1609上，第一直齿轮1603、第二直齿轮1604、第三直齿轮1605和转动板1609组成三星轮换向机构，通过转动转动板1609使第二直齿轮1604或第三直齿轮1605与第四直齿轮1606啮合。转动板1609铰接在底座13上，转动板1609的铰接点位于第一直齿轮1603的转轴处。三星轮换向机构可以绕第一直齿轮1603的转轴旋转，通过手柄1610切换，能够实现第一直齿轮1603到第四直齿轮1606的不同方向的速度传递，且中间的惰轮不改变速度大小。凸轮25通过系杆轴15与系杆30固定连接，输出轴6套在系杆轴15外侧，如图4所示。底板26上设有滑块20，推杆19沿滑块20移动。如图5a、图5b，棘轮机构9包括内棘轮901、棘轮套904、棘爪902和复位弹簧903，内棘轮901固定在底板26上，棘轮套904与第四锥齿轮1608的输出轴6固定连接，棘爪902铰接在棘轮套904上，复位弹簧903的一端固定在棘爪902上，另一端固定在棘轮套904上。如图5a、图6a所示，将三星轮换向机构打至档位一时，第一直齿轮1603的速度经齿轮第二直齿轮1604、第三直齿轮1605传至第四直齿轮1606，左锥齿轮501和右锥齿轮503的转速和方向相同，系杆轴15速度与第一锥齿轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸轮机构综合演示教具，其特征在于，包括驱动装置、定轴轮系(16)、差动轮系(5)、凸轮(25)、底板(26)、棘轮机构(9)和推杆(19)；所述定轴轮系(16)包括第一锥齿轮(1601)、第二锥齿轮(1602)、第三锥齿轮(1607)、第四锥齿轮(1608)、第一直齿轮(1603)、第二直齿轮(1604)、第三直齿轮(1605)和第四直齿轮(1606)；所述差动轮系(5)包括左锥齿轮(501)、右锥齿轮(503)、上锥齿轮(502)和下锥齿轮(504)，所述上锥齿轮(502)和下锥齿轮(504)通过系杆(30)连接，所述左锥齿轮(501)和右锥齿轮(503)分别位于所述系杆(30)的左右两侧并都与上锥齿轮(502)和下锥齿轮(504)啮合；所述第一锥齿轮(1601)与所述驱动装置连接，所述第一锥齿轮(1601)和所述左锥齿轮(501)同轴并与所述第二锥齿轮(1602)垂直啮合；所述第二锥齿轮(1602)与所述第一直齿轮(1603)同轴，所述第四直齿轮(1606)与所述第三锥齿轮(1607)同轴，所述第四锥齿轮(1608)与所述右锥齿轮(503)同轴；所述第一直齿轮(1603)、第二直齿轮(1604)和第三直齿轮(1605)依次啮合并固定在转动板(1609)上，第一直齿轮(1603)、第二直齿轮(1604)、第三直齿轮(1605)和转动板(1609)组成三星轮换向机构，转动所述转动板(1609)使所述第二直齿轮(1604)或第三直齿轮(1605)与所述第四直齿轮(1606)啮合；所述棘轮机构(9)包括内棘轮(901)、棘轮套(904)、棘爪(902)和复位弹簧(903)，所述内棘轮(901)固定在所述底板(26)上，所述棘轮套(904)与所述第四锥齿轮(1608)的输出轴(6)固定连接，所述棘爪(902)铰接在所述棘轮套(904)上，所述复位弹簧(903)的一端固定在所述棘爪(902)上，另一端固定在所述棘轮套(904)上；所述凸轮(25)通过系杆轴(15)与所述系杆(30)固定连接，所述输出轴(6)套在所述系杆轴(15)外侧；所述底板(26)上设有滑块(20)，所述推杆(19)沿所述滑块(20)移动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：常建娥，于宗楷，胡世艳，王闯，徐冰瑢，鲁力，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42