[發(fā)明專利]多功能輪系綜合實(shí)驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010046768.8
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111127996B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薄瑞峰;程志剛;董振;陳振亞;賈竣臣;郭鑫鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發(fā)明提供一種多功能輪系綜合實(shí)驗裝置，屬于教育教學(xué)儀器的技術(shù)領(lǐng)域，包括機(jī)柜、搭接平臺、零件箱、搭接輪系及測控裝置，搭接平臺包括安裝在機(jī)柜上表面的固定底板和安裝在固定底板上的左輸入單元、右輸入單元和模擬加載單元，零件箱中包括輪系設(shè)計和裝配所需的2種軸和10種齒輪。本發(fā)明集輪系設(shè)計、裝配、類型變換和傳動特性檢測功能為一體，在基本結(jié)構(gòu)保持不變的前提下，可以利用零件箱中的10種齒輪設(shè)計并組裝出四種基本輪系，每一種基本輪系通過在不同位置安裝鎖止釘?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)行星輪系、差動輪系和定軸輪系類型的自由轉(zhuǎn)換，同時還可以進(jìn)行傳動比及傳動效率的檢測，功能齊全，結(jié)構(gòu)緊湊，互動性強(qiáng)，在同一實(shí)驗平臺上實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于教育教學(xué)儀器的技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種多功能輪系綜合實(shí)驗裝置。

背景技術(shù)

輪系是由一系列相互嚙合的齒輪構(gòu)成的傳動系統(tǒng)，工程中主要用于實(shí)現(xiàn)變速、換向、大傳動比傳動和分路傳動等功能，廣泛應(yīng)用于減速器、變速器、增速器和穩(wěn)速器等各種機(jī)械傳動裝置中。輪系的種類很多，包括定軸輪系、行星輪系、差動輪系和混合輪系，每一種輪系又有不同的型式。輪系的類型不同，其組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)動特點(diǎn)及傳動性能也不相同。在機(jī)械原理教學(xué)中，輪系傳動比和傳動效率的計算是一個重點(diǎn)，由于輪系特別是周轉(zhuǎn)輪系的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)動特性比較復(fù)雜，需要利用反轉(zhuǎn)法和相對運(yùn)動原理才能得出構(gòu)件間的轉(zhuǎn)速關(guān)系，再計算傳動比和傳動效率，理解起來較為困難。如果能夠讓學(xué)生在實(shí)驗中自己設(shè)計并動手組裝各種輪系，通過運(yùn)轉(zhuǎn)來觀察輪系中各構(gòu)件的運(yùn)動特點(diǎn)，再通過輪系傳動比和傳動效率的檢測來驗證其傳動性能，必然有益于透測理解各種輪系的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)動特性，從而達(dá)到掌握教材大綱內(nèi)容的目的。

但是，由于輪系種類的多樣性和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在同一實(shí)驗平臺上實(shí)現(xiàn)對多種輪系的裝配和檢測較為困難。目前市場上集輪系設(shè)計、裝配、類型變換及傳動特性檢測為一體的實(shí)驗裝置非常匱乏，尤其面向高校機(jī)械原理課程教學(xué)的輪系綜合實(shí)驗臺還是一片空白。市場上現(xiàn)有的輪系實(shí)驗臺功能單一、輪系類型單一、無法拆裝、無法變換輪系類型，無法檢測輪系傳動效率，只能用于定性分析和演示，因而無益于學(xué)生對教材相關(guān)內(nèi)容的理解，也無益于學(xué)生綜合設(shè)計能力和實(shí)踐動手能力的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種集輪系設(shè)計、裝配、類型變換及傳動特性檢測功能于一體的多功能輪系綜合實(shí)驗裝置，解決了目前輪系實(shí)驗臺功能單一、輪系類型單一、無法拆裝和變換類型、無法檢測傳動效率的問題，在一個實(shí)驗平臺上實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多功能輪系綜合實(shí)驗裝置，包括機(jī)柜和零件箱，機(jī)柜上設(shè)置搭接平臺和搭接輪系；零件箱包括2種軸類零件和10種齒輪類零件，軸類零件包括2個A型行星輪軸和2個B型行星輪軸，齒輪類零件包括1個A型外太陽輪、1個B型外太陽輪、1個C型外太陽輪、1個A型內(nèi)太陽輪、1個B型內(nèi)太陽輪、2個A型行星輪、2個B型行星輪、2個C型行星輪，1個A型行星架輪和1個B型行星架輪；搭接平臺包括安裝在機(jī)柜上表面的左輸入單元、右輸入單元和模擬加載單元，左輸入單元和右輸入單元之間預(yù)留有搭接區(qū)域；左輸入單元包括用于與搭接輪系中的一個太陽輪連接的左輸入軸、用于驅(qū)動左輸入軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及用于限制左輸入軸轉(zhuǎn)動的鎖止機(jī)構(gòu)；右輸入單元包括用于與搭接輪系中的另一個太陽輪連接的右輸入軸、用于驅(qū)動右輸入軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及用于限制右輸入軸轉(zhuǎn)動的鎖止機(jī)構(gòu)；模擬加載單元包括用于與搭接輪系中具有相同齒數(shù)的行星架輪嚙合的加載輪、與加載輪連接的加載軸、用于對加載軸轉(zhuǎn)動施加阻抗力矩的加載機(jī)構(gòu)以及用于限制加載軸轉(zhuǎn)動的鎖止機(jī)構(gòu)；搭接輪系包括單排輪系、I型雙排輪系、II型雙排輪系和III型雙排輪系四種基本輪系，利用零件箱中的零件可以在搭接區(qū)域（A）內(nèi)完成其中任一種基本輪系的裝配；

單排輪系包括A型內(nèi)太陽輪、C型外太陽輪、C型行星輪和B型行星架輪，A型內(nèi)太陽輪與左輸入軸相連，C型外太陽輪與右輸入軸相連，空套在右輸入軸上的B型行星架輪通過B型行星輪軸支承C型行星輪，C型行星輪分別與A型內(nèi)太陽輪和C型外太陽輪嚙合；