摆动从动件凸轮‑轮系组合教具

摘要

本发明公开了一种摆动从动件凸轮‑轮系组合教具。凸轮机构摆动从动件运动规律知识点、凸轮机构反转法、周转轮系中传动比计算的转化机架原理是教学中的难点，多数学生不能完全理解原理以及基本知识点。本发明包括总支架、驱动转换装置、传动轮系机构、行星轮系机构和凸轮组件；驱动转换装置手动或电动驱动传动轮系机构和行星轮系机构；凸轮组件的运动及反转法通过行星轮系机构实现。本发明能演示不同类型摆动从动件的运动规律，实现摆动从动件头部形状可变换、基圆和理论廓线可扩展、凸轮转角可读、摆动从动件角位移可读、运动规律展示、摆动从动件凸轮机构反转法和周转轮系传动比计算的转化机架原理知识点演示。

主权项

摆动从动件凸轮‑轮系组合教具，包括总支架、驱动转换装置、传动轮系机构、行星轮系机构和凸轮组件，其特征在于：所述的驱动转换装置包括电机驱动齿轮、直流电动机、驱动转换支座、驱动转换调节装置、手柄、手柄转动盘、手柄固定盘、手柄转动轴齿轮和手柄转动轴；所述驱动转换调节装置的安装轴固定在调节支座上，调节支座固定在总支架上，驱动转换支座与驱动转换调节装置的调节臂固定，驱动转换调节装置在手摇工位和电机驱动工位间切换；所述直流电动机的底座固定在驱动转换支座的一端，直流电动机的输出轴与电机驱动齿轮固定；所述的手柄转动轴通过滚动轴承支承在驱动转换支座的另一端；所述的手柄转动轴齿轮固定在手柄转动轴上；所述的手柄转动盘与手柄转动轴过盈配合；手柄固定盘与驱动转换支座固定；所述手柄固定盘的内侧端面沿圆周均布开设有多个钢珠凹槽；所述手柄转动盘的内侧端面开设有钢珠安放槽，弹簧的一端与钢珠安放槽固定，另一端与钢珠固定；手柄固定盘与手柄转动盘通过钢珠接触，钢珠嵌入钢珠凹槽内；手柄转动盘的外侧轮缘固定有手柄；所述的传动轮系机构包括第一输入齿轮、输入轴、第二输入齿轮、第三输入齿轮、变速控制轴、第一变速齿轮、第二变速齿轮、第一输出齿轮、输出主轴、第二输出齿轮、第三输出齿轮、反转盘面板、反转盘外齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、传动轴、反转控制齿轮和反转控制轴；所述的第三输入齿轮与电机驱动齿轮或手柄转动轴齿轮啮合；所述的输入轴、输出主轴和传动轴的两端均通过滚动轴承支承在总支架上；变速控制轴和反转控制轴均与总支架通过直线轴承连接；所述的第一输入齿轮、第二输入齿轮和第三输入齿轮均固定在输入轴上；第一变速齿轮和第二变速齿轮均固定在变速控制轴上；第一输出齿轮、第二输出齿轮和第三输出齿轮均固定在输出主轴上；反转盘外齿轮通过滚动轴承支承在输出主轴上；所述的反转盘面板空套在输出主轴上，并与反转盘外齿轮固定；反转控制齿轮固定在反转控制轴上；所述的第一传动齿轮和第二传动齿轮均固定在传动轴上；第一传动齿轮与反转盘外齿轮啮合；凸轮摆杆传动或周转轮系传动演示时，第一变速齿轮同时与第二输入齿轮和第一输出齿轮啮合；凸轮反转法或周转轮系转化为定轴轮系计算传动比演示时，第二变速齿轮同时与第一输入齿轮和第二输出齿轮啮合，反转控制齿轮同时与第三输出齿轮和第二传动齿轮啮合；所述的行星轮系机构包括反转盘内齿轮、行星齿轮、行星架、第四输出齿轮和行星轮轴；所述的反转盘内齿轮空套在输出主轴上，并与反转盘面板固定；所述的第四输出齿轮与输出主轴的头部通过平键连接；行星架的一端通过滚动轴承支承在输出主轴上；行星轴与行星架的另一端通过平键连接；所述的行星齿轮通过滚动轴承支承在行星轴上，且同时与第四输出齿轮和反转盘内齿轮啮合；所述的凸轮组件包括面板支架、第一面板、第二面板、摆杆支座、摆杆销轴、静止摆杆、运动摆杆、凸轮、凸轮基圆板、第一摆杆尖顶接头、第二摆杆尖顶接头、凸轮转角静指示针、凸轮转角动指示针、楔形键、凸轮刻度盘、摆角刻度盘、凸轮廓线扩展板、基圆扩展板、凸轮轴、垫块、滑轨、滑动杆、异形销轴、运动规律线图展示盒、运动规律指针和反转刻度盘；所述的面板支架套置在反转盘内齿轮外，并与总支架固定；反转刻度盘粘在面板支架的侧面上；两个滑轨沿径向固定在反转盘内齿轮的外端面轮缘处，且两个滑轨与内反转盘内齿轮之间均设有垫块；凸轮轴与输出主轴同轴设置，且与行星架通过平键连接；所述的第一面板和第二面板均套置在凸轮轴上；第一面板和第二面板的内端面均固定有滑动杆，两根滑动杆分别与对应的滑轨通过滑动副连接；第一面板与第二面板的结合面为相互嵌合的矩形齿，第一面板的齿顶处、第二面板的齿槽处均固定有吸铁石；所述的第一面板和第二面板沿圆周均开设有反转刻度盘观察槽；所述的凸轮和凸轮基圆板均与凸轮轴通过平键连接，且凸轮基圆板与凸轮轴通过楔形键连接；凸轮设置在第一面板和第二面板的外侧；凸轮基圆板的内端面与凸轮的外端面固定，凸轮刻度盘粘在凸轮基圆板的外端面上；凸轮和凸轮基圆板的轮廓面均开设有环形插槽，凸轮廓线扩展板插接在凸轮的环形插槽内，基圆扩展板插接在凸轮基圆板的环形插槽内；所述的摆杆支座固定在第二面板的外端面上；所述的静止摆杆和运动摆杆均通过摆杆销轴与摆杆支座铰接，静止摆杆设置在摆杆支座的顶部，运动摆杆设置在摆杆支座的底部；所述的摆角刻度盘呈扇形，粘接在第二面板的外端面上，且设置在运动摆杆与第二面板之间；静止摆杆和运动摆杆的头部均开设有接头安装孔，运动摆杆的接头安装孔与第一摆杆尖顶接头的尾部过渡配合连接，静止摆杆的接头安装孔与第二摆杆尖顶接头的尾部过渡配合连接；所述的第一摆杆尖顶接头和第二摆杆尖顶接头的头部均为锥形，第一摆杆尖顶接头的头部与凸轮通过凸轮副连接，第二摆杆尖顶接头的头部与凸轮基圆板通过凸轮副连接；凸轮转角静指示针和凸轮转角动指示针均沿凸轮基圆板的径向设置；所述凸轮转角静指示针的尾部与第二摆杆尖顶接头侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接；所述凸轮转角动指示针的尾部设有与针头所在平面垂直的连接杆，连接杆嵌入凸轮轴头部的中心孔内；所述的异形销轴包括一体成型的圆柱部分和长方体部分，长方体部分设置在圆柱部分的一端侧壁上；圆柱部分与面板支架固定，长方体部分水平设置；所述的运动规律线图展示盒开设有与异形销轴形状相匹配的异形槽，运动规律线图展示盒的异形槽套接于异形销轴上；运动规律指针的底部与运动规律线图展示盒的底部通过滑动副连接；运动规律线图板插入运动规律线图展示盒的图板插槽中，运动规律线图板上的横坐标轴与凸轮基圆板的顶部切线平行；运动规律线图板的材料为透明塑料；运动规律线图板上的横坐标轴为凸轮的转角，纵坐标为运动摆杆的摆角。