[發明專利]反轉法演示教具

在審

• 申請號: 201710288246.7
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN106875821A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 朱莉莉;王廣欣;陳東浩;梁津綸
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 高永德,李洪福

技術領域

本發明所述的反轉法演示教具，涉及一種教學用具，具體為具有三種計算和設計功能的“反轉法”演示教學設備。

背景技術

反轉法是利用相對運動原理，當機構中選取不同的參考對象作為參考系，構件之間的相對運動關系保持不變。在高等學校《機械原理》課程的教學中，涉及到的“反轉法”的內容有周轉輪系傳動比“反轉法”計算、凸輪輪廓線“反轉法”設計和連桿機構剛化“反轉法”設計等內容。現在教學中均是通過繪圖和抽象分析進行此方面知識的講解，缺乏直觀的實驗演示裝置，需要一種能夠直觀演示三種“反轉法”計算和設計的教學用具。

針對上述現有技術中所存在的問題，研究設計一種新型的反轉法演示教具，從而克服現有技術中所存在的問題是十分必要的。

發明內容

鑒于上述現有技術中所存在的問題，本發明的目的是研究設計一種新型的反轉法演示教具。用以實現采用一種教具演示三種“反轉法”計算和設計的功能，使教學更加生動、直觀。

本發明的技術解決方案是這樣實現的：

本發明所述的反轉法演示教具，其特征在于所述的反轉法演示教具包括：底座演示盤、主動齒輪、軸承、轉動軸、電機底座、軸上零件固定螺母、電機底座固定螺釘、轉動軸驅動電機、電機固定片、演示盤驅動電機、轉動軸齒輪及可更換演示模塊；

本發明所述的底座為L型結構，轉動軸的后端通過軸承裝于底座上，前端通過軸承裝于演示盤的中心孔上；轉動軸齒輪裝于轉動軸上；轉動軸驅動電機通過電機底座和電機底座固定螺釘裝于演示盤的后部；主動齒輪裝于轉動軸驅動電機的輸出軸上，并與轉動軸齒輪相嚙合；演示盤驅動電機通過電機底座和電機底座固定螺釘裝于底座上，演示盤驅動電機的輸出軸上裝有驅動盤，驅動盤與演示盤周齒相嚙合；可更換演示模塊通過軸上零件固定螺母固定裝于位于演示盤前部的轉動軸上。

本發明所述的演示盤和底座上設置有定位孔，固定銷插入到定位孔中對演示盤進行定位。

本發明所述的可更換演示模塊包括：凸輪反轉法模塊、周轉輪系反轉法模塊和連桿機構剛化反轉法模塊；

1、本發明所述的凸輪反轉法模塊包括：凸輪、推桿壓板螺釘、橡皮筋、推桿和推桿壓板；凸輪通過軸上零件固定螺母裝于轉動軸位于演示盤前部的軸頸上，并隨轉動軸的轉動而轉動；橡皮筋穿過推桿后部的孔后兩端固定在推桿壓板上，推桿壓板通過推桿壓板螺釘固定于凸輪上方的演示盤上；

凸輪輪廓線“反轉法”演示模塊的使用方法：

將演示盤手動轉動到初始位置，插入固定銷將演示盤固定住，防止其轉動，并打開轉動軸驅動電機；此時轉動軸和固定其上的凸輪一起順時針轉動，角速度為ω；可以觀察到，凸輪每順時針轉動一周推桿上下移動一次，在凸輪的推程段，推桿向上運動，在凸輪的遠休止段，推桿在最高點靜止不動，在凸輪的回程段，推桿向下運動，在凸輪的近休止段，推桿在最低點靜止不動；

將演示盤固定銷拔出，并打開演示盤驅動電機；此時，演示盤和其上的零件一起逆時針轉動，角速度同樣為ω；可以觀察到，凸輪此時是靜止不動的，而推桿在隨演示盤一起逆時針轉動的同時也在沿推桿壓板的導向槽滑動；如果此時我們描繪出推桿尖部的運動軌跡并畫下一條封閉曲線，其形狀即為凸輪的理輪輪廓線。

2、本發明所述的周轉輪系反轉法模塊：內齒輪、中心輪、行星輪、行星架和內齒輪固定螺釘；內齒輪通過內齒輪固定螺釘裝于演示盤的前部；中心輪和行星輪的外齒相嚙合，并通過行星架進行連接，中心輪通過軸上零件固定螺母裝于轉動軸位于演示盤前部的軸頸上，并隨轉動軸的轉動而轉動；行星輪的外齒與內齒輪的內齒相嚙合；

周轉輪系傳動比“反轉法”計算演示模塊的使用方法為：

將演示盤手動轉動到初始位置，插入固定銷將演示盤固定住，防止其轉動，并打開轉動軸驅動電機；此時轉動軸和固定其上的行星架一起順時針轉動，角速度為ω；可以觀察到，行星輪在自轉的同時也在圍繞轉動軸(中心輪)公轉；此時該周轉輪系的傳動比無法直接計算；

將演示盤固定銷拔出，并打開演示盤驅動電機；此時，演示盤和其上的零件一起逆時針轉動，角速度同樣為ω；可以觀察到，行星架此時是靜止不動的，而內齒輪隨演示盤一同繞轉動軸逆時針旋轉；此時，該周轉輪系已經轉化為定軸輪系，可使用定軸輪系傳動比的計算方法(公式)計算該周轉輪系的傳動比。