[發明專利]一種凸輪機構綜合演示教具

有效

• 申請號: 201410222135.2
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103971584A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 常建娥;于宗楷;胡世艷;王闖;徐冰瑢;魯力
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本發明涉及教學儀器，更具體地說，涉及一種凸輪機構綜合演示教具。

背景技術

凸輪機構是機械中的最常用的機構之一，其中反轉法設計凸輪輪廓及凸輪機構的運動特性，既是機械原理課程中的重點也是難點，在這一部分的教學過程中，學生難以建立直觀的概念。老師在教學中講解凸輪反轉法一般通過多媒體等方式，不夠直觀，學生普遍反映理解較難。單純演示凸輪運動的教具，需要老師在講解時兩手配合，一方面使凸輪正轉，一方面使整體反轉，且速度與前者等大反向。在這種情況下老師講解起來比較困難，且凸輪整個章節的知識點較為抽象，學生理解起來難度大，現有教具教學效果有限。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種凸輪機構綜合演示教具，能夠全面、系統地演示凸輪機構教學中的內容。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種凸輪機構綜合演示教具，包括驅動裝置、定軸輪系、差動輪系、凸輪、底板、棘輪機構和推桿；

所述定軸輪系包括第一錐齒輪、第二錐齒輪、第三錐齒輪、第四錐齒輪、第一直齒輪、第二直齒輪、第三直齒輪和第四直齒輪；所述差動輪系包括左錐齒輪、右錐齒輪、上錐齒輪和下錐齒輪，所述上錐齒輪和下錐齒輪通過系桿連接，所述左錐齒輪和右錐齒輪分別位于所述系桿的左右兩側并都與上錐齒輪和下錐齒輪嚙合；

所述第一錐齒輪與所述驅動裝置連接，所述第一錐齒輪和所述左錐齒輪同軸并與所述第二錐齒輪垂直嚙合；所述第二錐齒輪與所述第一直齒輪同軸，所述第四直齒輪與所述第三錐齒輪同軸，所述第四錐齒輪與所述右錐齒輪同軸；

所述第一直齒輪、第二直齒輪和第三直齒輪依次嚙合并固定在轉動板上，第一直齒輪、第二直齒輪、第三直齒輪和轉動板組成三星輪換向機構，轉動所述轉動板使所述第二直齒輪或第三直齒輪與所述第四直齒輪嚙合；

所述棘輪機構包括內棘輪、棘輪套、棘爪和復位彈簧，所述內棘輪固定在所述底板上，所述棘輪套與所述第四錐齒輪的輸出軸固定連接，所述棘爪鉸接在所述棘輪套上，所述復位彈簧的一端固定在所述棘爪上，另一端固定在所述棘輪套上；所述凸輪通過系桿與所述固定軸固定連接，所述輸出軸套在所述系桿外側；

所述底板上設有滑塊，所述推桿沿所述滑塊移動。

上述方案中，演示教具還包括第五直齒輪、畫板和齒輪齒條機構，所述齒輪齒條機構的齒輪與所述第五直齒輪嚙合，所述齒輪齒條機構的齒條與所述畫板固定連接，所述第五直齒輪固定在所述第四錐齒輪的輸出軸上，所述第四錐齒輪轉動時帶動所述畫板平移，所述推桿上設有畫筆。

上述方案中，所述滑塊上還設有步進電機和導軌，所述步進電機驅動所述推桿沿所述導軌移動。

上述方案中，所述推桿的下端設有刻度盤、短桿和指針，所述短桿與凸輪相切，所述指針與短桿垂直。

上述方案中，所述驅動裝置為搖桿或驅動電機。

上述方案中，所述驅動電機通過同步帶帶動所述第一錐齒輪轉動。

上述方案中，演示教具還包括底座和固定在所述底座上支架，所述支架支撐定軸輪系和周轉輪系。

上述方案中，所述轉動板鉸接在所述底座上，轉動板的鉸接點位于第一直齒輪的轉軸處。

實施本發明的凸輪機構綜合演示教具，具有以下有益效果：

本發明凸輪機構演示教具，能夠形象直觀的演示反轉法、凸輪輪廓設計、推桿運動規律繪制、凸輪機構壓力角演示等知識點。有效地填補凸輪機構教具的空白，不僅方便了老師的教學，課后學生還能夠自己動手體驗凸輪的各個特性，極大程度地提高學生學習的熱情。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明凸輪機構綜合演示教具的原理示意圖；

圖2是本發明凸輪機構綜合演示教具的結構示意圖；

圖3是本發明凸輪機構綜合演示教具的側視圖；

圖4是系桿與輸出軸的示意圖；

圖5a、圖5b是棘輪機構的示意圖；

圖6a、圖6b是換向機構的示意圖；

圖7是演示教具用于凸輪輪廓曲線繪制時的示意圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

如圖1、圖2、圖3所示，本發明凸輪機構綜合演示教具，包括底座13、驅動裝置、定軸輪系16、差動輪系5、凸輪25、底板26、棘輪機構9和推桿19。