一种凸轮机构教学演示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种凸轮机构教学演示装置，包括支撑架、第一画板、若干凸轮、槽板、第二画板、若干从动件本体、导杆以及若干画笔，第一画板以及各凸轮分别固定于各第一转轴上；槽板和第二画板分别与支撑架水平滑动连接；槽板上设置有若干凸轮特性曲线槽，用于放置导杆一端的端部；各从动件本体分别与支撑架沿竖直方向滑动连接，各从动件本体的一端设置有第一安装孔，用于安装与凸轮抵接的端子或用于安装一个画笔，各从动件本体的另一端设置有第二安装孔，用于安装导杆或用于安装一个画笔；驱动传动机构用于驱动各第一转轴分别进行转动，以及用于驱动第二画板和槽板水平滑动。基于本实用新型专利技术的凸轮机构教学演示装置，功能多样，操作简单快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮机构教学演示装置
本技术属于教学设备
，具体涉及一种凸轮机构教学演示装置。
技术介绍
凸轮机构由于具有结构紧凑、性能稳定等特性，在各种机械尤其是自动化控制和自动机械装置中得到了广泛应用，在机械原理课程中占有重要地位，是课堂重点内容，是机构学的重要组成部分，在机械原理现有的教学方式下，教师一般通过制作动画来模拟凸轮机构的运动方式，运动仿真软件灵活性差，不能实时进行分析计算和图形曲线绘制；凸轮的传动与行程曲线的生成产生脱节，学生并不能直观的认识凸轮机构的传动过程及其行程曲线的生成原理；传统教学PPT和黑板上的凸轮计算(解析法)、凸轮曲线绘制(图解法)使得学生对凸轮机构的理解只能停留在公式的推理与分析上，学生学习起来生涩难懂、感到乏味无趣；在教学中使用具体、直观的教具模型进行操作演示，有助于学生理解和掌握凸轮机构的特性。传统的凸轮教学模型主要是单一的凸轮机构模型或教学模型陈列柜来进行演示，只能满足凸轮机构外形和基本结构知识的教学，无法完成凸轮特性曲线的绘制和凸轮轮廓曲线的设计要求，且每一种形式的凸轮机构就需要一个教学模型进行展示，数量繁多、体积庞大、不便携带。为克服传统凸轮机构教学陈列柜展示效果刻板、不便携带、模型众多等弊端，设计开发一种方便实用的多功能凸轮机构教学演示装置很有必要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种凸轮机构教学演示装置，既可直观的演示凸轮机构的结构和工作原理，也可实现多种凸轮特性曲线的绘制以及多种凸轮轮廓曲线的绘制，功能多样，操作简单快捷。本技术的具体解决方案如下：本技术提供了一种凸轮机构教学演示装置，包括支撑架、用于凸轮轮廓绘制的第一画板、若干凸轮、槽板、用于凸轮特性曲线绘制的第二画板、若干从动件本体、驱动传动机构、导杆以及若干画笔，所述支撑架上转动安装有若干第一转轴；所述第一画板和各所述凸轮分别固定于各所述第一转轴上；所述槽板和所述第二画板分别与所述支撑架水平滑动连接；所述槽板上设置有若干凸轮特性曲线槽(即根据凸轮特性曲线形状开设的槽)，用于放置所述导杆一端的端部；各所述从动件本体分别与所述支撑架沿竖直方向滑动连接，各所述从动件本体的一端设置有第一安装孔，用于安装与所述凸轮抵接的端子或用于安装一个所述画笔，各所述从动件本体的另一端设置有第二安装孔，用于安装所述导杆或用于安装一个所述画笔；所述驱动传动机构用于驱动各所述第一转轴分别进行转动，以及用于驱动所述第二画板和所述槽板水平滑动。由此，当从动件本体的第二安装孔安装画笔时，第一安装孔安装端子，驱动传动机构驱动凸轮转动，同时驱动所述第二画板沿水平方向运动，从动件本体随着凸轮转动而上下运动，从而带动画笔在第二画板上绘制凸轮特性曲线；多种凸轮(轮廓不同或大小不同)同时设置，可在第二画板得到多种凸轮特性曲线，由此，可对不同凸轮机构的运动特性加以区别和对比；当从动件本体第二安装孔安装导杆，第一安装孔安装画笔时，驱动传动机构驱动第一画板转动，同时驱动所述槽板沿水平方向运动，使得导杆在曲线槽内滑动并带动从动件本体上下运动，带动画笔向所述第一画板绘制凸轮轮廓；在槽板上设置多种凸轮特性曲线的曲线槽，便可在画板上绘制得到与各曲线槽对应的各凸轮轮廓。由此，可以实现多种凸轮特性曲线以及多种凸轮轮廓曲线的绘制。基于本技术的既可直观的演示凸轮机构的结构和工作原理，有可实现多种凸轮特性曲线的绘制以及多种凸轮轮廓曲线的绘制，功能多样，操作简单快捷。在上述方案的基础上，本技术还可以进行如下改进：进一步，所述端子选自尖端、曲面、滚子或平底端子中的任意一种。进一步，各所述画笔包括用于绘制凸轮轮廓的第一画笔以及用于绘制凸轮特性曲线的第二画笔，所述第二安装孔安装所述导杆时，所述第一安装孔安装所述第一画笔，所述尖端、曲面、滚子或平底端子与所述凸轮分离，所述从动件本体随着所述导杆上下运动；所述第二安装孔安装所述第二画笔时，所述尖端、曲面、滚子或平底端子与所述凸轮抵接，所述从动件本体随着所述凸轮转动而上下运动。优选的，各所述凸轮通过键连接在各所述第一转轴上。通过键连接，更换凸轮方便，不同凸轮与从动件相互组合成不同的凸轮机构，根据不同的教学内容，可直观地演示不同的凸轮与凸轮机构，如：等速运动凸轮、等加速运动凸轮、正弦、余弦加速运动凸轮。具体的，所述第二安装孔与所述导杆、第二画笔螺纹连接或通过紧固螺栓连接，所述第一安装孔与所述第一画笔螺纹连接或通过紧固螺栓连接。采用螺纹连接或通过紧固螺栓连接，方便调节导杆以及画笔的接入长度，且方便拆卸和连接。优选的，所述导杆位于所述曲线槽内的一端设置有转动轴承。由此，可减少槽板滑动过程中，所述导杆与曲线槽的摩擦。进一步，所述槽板和所述第二画板沿同一水平线方向滑动连接，各所述第一转轴沿所述水平线方向依次平行安装于所述支撑架上，各所述凸轮平面位于同一竖直平面内，各所述凸轮平面与所述第一画板分别位于所述第二画板的同侧。由此，整个装置结构更加规整、紧凑，教学演示时，便于学生观察，且学生在一个视角下可以同时观察多种凸轮特性曲线的绘制和多个凸轮轮廓的绘制。进一步，所述支撑架上设置有若干组限位滑块，各组限位滑块分别用于限定一个所述从动件本体沿竖直方向滑动。进一步，各组限位滑块分别包括若干滑块，各所述从动件本体为竖直设置的板体，所述板体两侧分别与至少一个所述滑块滑动连接。由此，多个滑块的设置可以较好地保证从动件上下滑动的稳定性。进一步，所述驱动传动机构包括动力输入机构、锥齿轮传动机构、齿轮同步带机构，齿条齿轮传动机构，所述动力输入机构通过所述锥齿轮传动机构带动各所述第一转轴同时进行转动，所述动力输入机构依次通过所述锥齿轮传动机构、所述齿轮同步带机构以及所述齿条齿轮传动机构带动所述第二画板和所述槽板沿水平滑动，所述第二画板和槽板分别与所述齿条齿轮传动机构可拆卸连接。由此，拆卸更换不同的槽板，便可在第一画板绘制得到不同的凸轮轮廓曲线，从而实现对凸轮轮廓的设计。具体的，转动手轮，锥齿轮传动与齿轮同步带传动以及齿条齿轮传动相结合，实现凸轮机构运动与第二画板同步，自动在第二画板上绘制出凸轮角度-位移曲线(即实现凸轮特性曲线图的绘制)，建立起凸轮旋转角度与从动件输出位移间一一对应的连续性映射关系；转动手轮，锥齿轮传动与齿轮同步带传动以及齿条齿轮传动相结合，还实现第一画板以及槽板的同步，通过槽板上的曲线槽，画笔便自动清晰地在第一画板上绘制出凸轮轮廓曲线(即实现凸轮轮廓设计)。由此，教师在进行后期凸轮教学时，可转动手轮，根据不同的凸轮演示不同的凸轮角度-位移曲线；在凸轮设计的教学中，转动手轮，引导导杆在曲线槽内滑动，便可根据槽板设定的位移曲线(如：等速运动曲线、等加速运动曲线、正弦、余弦加速度运动曲线)，自动绘制出相应的凸轮轮廓，实现凸轮的设计。进一步，所述动力输入机构包括第三转轴以及驱动所述第三转轴进行转动的电机或旋转手轮，所述第三转轴与所述锥齿轮传动机构传动连接。具体的，锥齿轮传动机构改变传动方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸轮机构教学演示装置，其特征在于，包括：/n支撑架(1)、用于凸轮轮廓绘制的第一画板(2)、若干凸轮(3)、槽板(4)、用于凸轮特性曲线绘制的第二画板(5)、若干从动件本体(6)、驱动传动机构(7)、导杆以及若干画笔，所述支撑架(1)上转动安装有若干第一转轴(11)；所述第一画板(2)和各所述凸轮(3)分别固定于各所述第一转轴(11)上；所述槽板(4)和所述第二画板(5)分别与所述支撑架(1)水平滑动连接；所述槽板(4)上设置有若干凸轮特性曲线槽(41)，用于放置所述导杆一端的端部；各所述从动件本体(6)分别与所述支撑架(1)沿竖直方向滑动连接，各所述从动件本体(6)的一端设置有第一安装孔(61)，用于安装与所述凸轮抵接的端子或用于安装一个所述画笔，各所述从动件本体(6)的另一端设置有第二安装孔(62)，用于安装所述导杆(8)或用于安装一个所述画笔；所述驱动传动机构(7)用于驱动各所述第一转轴(11)分别进行转动，以及用于驱动所述第二画板(5)和所述槽板(4)水平滑动。/n

【技术特征摘要】
1.一种凸轮机构教学演示装置，其特征在于，包括：
支撑架(1)、用于凸轮轮廓绘制的第一画板(2)、若干凸轮(3)、槽板(4)、用于凸轮特性曲线绘制的第二画板(5)、若干从动件本体(6)、驱动传动机构(7)、导杆以及若干画笔，所述支撑架(1)上转动安装有若干第一转轴(11)；所述第一画板(2)和各所述凸轮(3)分别固定于各所述第一转轴(11)上；所述槽板(4)和所述第二画板(5)分别与所述支撑架(1)水平滑动连接；所述槽板(4)上设置有若干凸轮特性曲线槽(41)，用于放置所述导杆一端的端部；各所述从动件本体(6)分别与所述支撑架(1)沿竖直方向滑动连接，各所述从动件本体(6)的一端设置有第一安装孔(61)，用于安装与所述凸轮抵接的端子或用于安装一个所述画笔，各所述从动件本体(6)的另一端设置有第二安装孔(62)，用于安装所述导杆(8)或用于安装一个所述画笔；所述驱动传动机构(7)用于驱动各所述第一转轴(11)分别进行转动，以及用于驱动所述第二画板(5)和所述槽板(4)水平滑动。


2.根据权利要求1所述的凸轮机构教学演示装置，其特征在于，所述端子选自尖端、曲面、滚子或平底端子中的任意一种。


3.根据权利要求2所述的凸轮机构教学演示装置，其特征在于，各所述画笔包括用于绘制凸轮轮廓的第一画笔(611)以及用于绘制凸轮特性曲线的第二画笔(621)，所述第二安装孔(62)安装所述导杆(8)时，所述第一安装孔(61)安装所述第一画笔(611)，所述从动件本体(6)随着所述导杆(8)上下运动；所述第二安装孔(62)安装所述第二画笔(621)时，所述第一安装孔(61)安装尖端、曲面、滚子或平底端子，所述从动件本体(6)随着所述凸轮(3)转动而上下运动。


4.根据权利要求1所述的凸轮机构教学演示装置，其特征在于，所述槽板(4)和所述第二画板(5)沿同一水平线方向滑动连接，各所述第一转轴(11)沿所述水平线方向依次平行安装于所述支撑架(1)上，各所述凸轮(3)平面位于同一竖直平面内，各所述凸轮(3)平面与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗超，范秋垒，杨帆，杨伦，高辉，喻智勇，陈国旺，
申请(专利权)人：重庆智能机器人研究院，
类型：新型
国别省市：重庆;50