[實用新型]一種用于機械原理反轉法的多機構單模型教具

有效

• 申請號: 201420603925.0
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN204155541U
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 王樂炯;竺志超;王瑞;王冠華;王明良;吳躍成
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本實用新型涉及一種教學用具，具體是一種演示機械原理反轉法的綜合教具。

背景技術

機械原理是機械類專業的一門主干技術基礎課程，反轉法是這門課程中用于機構綜合的一種常用方法。反轉法是根據相對運動原理，給整個機構加上一個公共運動后，各構件之間相對運動關系不變的方法，在機械原理教學中的應用非常多。但是，反轉法在教學實踐中一方面沒有合適的教具演示，另一方面也比較抽象，造成學生較難理解。因此，在課堂上能夠直觀地反轉法演示顯得尤為重要。

實用新型內容

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種反轉法演示綜合教具。該教具結構簡單，裝配方便，整體為一個模型，通過簡單的處理，既可以演示直動滾子（或尖頂）凸輪機構、連桿機構和周轉輪系的工作原理和反轉法設計原理，也能演示機構高副低代原理和少齒差原理等。

本實用新型所采用的技術方案是：一種用于機械原理反轉法的多機構單模型教具，在一個教具上實現三種機構的運動原理及其反轉演示，包括：凸輪機構、連桿機構、輪系；所述凸輪機構包括定位銷、帶T型滑軌的固定底座、與底座固連的后架、通過連接套固連在后架上方且帶有兩個齒圈導向塊的刻度盤、位于后架與刻度盤間可繞刻度盤連接套旋轉的帶有第三個齒圈導向塊的推桿架、可沿推桿架上的長方形導向孔滑動的帶有滾子的推桿帶十字槽偏心圓盤、與偏心圓盤連接的手柄軸。

進一步的，所述連桿機構為一有偏距的曲柄滑塊機構，在凸輪機構基礎上，卸下滾子，以連桿連接偏心圓盤和推桿。

進一步的，所述輪系在曲柄滑塊機構基礎上，卸下手柄軸、推桿和連桿，裝配由齒圈導向塊定位的大齒圈、以十字輻條連接偏心圓盤的小齒圈、行星輪運動輸出架、帶T型槽的前架、穿過前架上方軸孔的系桿手柄。

進一步的，所述底座一側有T型滑軌。

進一步的，所述后架的底部通過螺釘固定在底座無T型滑軌的一側，后架上方有一圓孔。

進一步的，所述前架底部為T型槽，與底座T型滑軌連接，同樣上方有與后架中心線一致的軸孔。

進一步的，所述刻度盤的中間為通孔，與后架上方圓孔用一個連接套固聯；刻度盤上有若干中心夾角為15度的小孔，表面貼有刻度紙。

進一步的，所述推桿帶有毫米為單位的刻度紙，一端尖底，附近另有一圓孔，用于滾子連接或連桿鉸接。

進一步的，所述推桿架主體為扇形片，包括一組長方形推桿導向孔和一齒圈導向塊，其可以繞連接套轉動，其上一小通孔與刻度盤上的系列小孔配合使用，旋轉后通過定位銷的拔插固定推桿架的位置。

進一步的，所述齒圈導向塊數量為兩個，成120度夾角固定于刻度盤上，其中一個在豎直方向；與推桿架上的第三個齒圈導向塊一起保證大齒圈靈活轉動。刻度盤上齒圈導向塊上有蝴蝶螺釘，用于緊定齒圈。

進一步的，所述手柄軸的前端為一方隼，與偏心圓盤方孔相連接，后端穿過連接套內孔。

進一步的，所述偏心圓盤（凸輪）背后有十字槽，偏離中心處有一方孔，中心處有一連桿鉸接圓孔，另在直徑線上有兩個對稱分布的短曲柄連接圓孔。

進一步的，所述小齒圈套在偏心圓盤上，中間為十字形輻條，與偏心圓盤十字槽配合連接。

進一步的，所述系桿手柄包括一個階梯型短圓軸，一短軸活套在偏心圓盤中心圓孔上，一短軸與前架上部軸孔動配合。

進一步的，所述行星輪運動輸出架包括兩個短曲柄，一個輸出桿。短曲柄分別與偏心圓盤上兩圓孔和輸出桿兩端的圓孔鉸接，輸出桿中間圓孔活套在系桿手柄軸上。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點和效果：

1）具有新穎性。本教具填補了目前沒有反轉法原理教具的空白，實現了針對機械原理課程“反轉法”這一難點的實物演示，有助于學生掌握抽象的知識點。

2）具有替代性。一個教具替代多個教具，體現“多機構單模型”的特點。因此，可減少教具種類，便于老師使用和管理。

3）具有實用性。本教具結構簡單，共計13個構件，攜帶方便，裝拆簡便，變換快捷，應用靈活。

4）具有功能拓展性。除演示三種機構的工作原理和反轉法設計原理外，本教具還實現了“高副低代”的實物演示；少齒差輪系的演示，以及行星輪系運動輸出的演示；通過凸輪反轉演示推桿偏置結果壓力角的影響（轉向不同，壓力角大小不同可能導致機構無法運轉）。

附圖說明

圖1為本實用新型的凸輪機構正視圖。

圖2為本實用新型的凸輪機構后視圖。

圖3為本實用新型的凸輪機構爆炸圖。