直动从动件凸轮-轮系组合教具专利检索-凸轮从动件驱动系统专利检索查询-专利查询网

直动从动件 凸轮-轮系组合教具

阅读：980发布：2020-05-13

专利汇可以提供直动从动件凸轮-轮系组合教具专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种直动从动件凸轮 -轮系组合教具。凸轮机构不同直动从动件运动规律、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。本发明能演示凸轮机构不同直动从动件的运动规律，实现直动从动件头部形状可变换、偏心距可调、基圆和理论廓线可扩展、凸轮转角可读、直动从动件运动位移可读、运动规律展示、直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。，下面是直动从动件凸轮-轮系组合教具专利的具体信息内容。

权利要求

1.直动从动件凸轮-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输出轴齿轮、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、手柄输出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，驱动转换调节装置可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输出轴齿轮固定；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；所述的手柄输出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，钢珠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，钢珠可嵌入钢珠凹槽内；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输出轴齿轮或手柄输出轴齿轮啮合；所述输入轴、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；所述的反转控制齿轮固定在反转控制轴上；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；凸轮直动从动件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、行星架杆、第四输出齿轮和行星轴；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；行星架杆的一端通过滚动轴承支承在输出主轴上；行星轴与行星架杆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、运动规律线图展示盒、运动规律指针、导杆弹簧、导杆支座、调节螺钉、静止导杆、运动导杆、滑块、滑块调整支座、凸轮、凸轮基圆板、第一尖顶接头、第二尖顶接头、凸轮廓线扩展板、基圆扩展板、楔形键、凸轮转角动指针、凸轮转角静指针、刻度盘、刻度膜、异形销轴、凸轮轴、垫块、滑轨和滑动杆；所述的面板支架套置在反转盘内齿轮外，并与总支架固定；两个滑轨沿径向固定在反转盘内齿轮的外端面轮缘处，且两个滑轨与反转盘内齿轮之间均设有垫块；所述的凸轮轴与输出主轴同轴设置，且与行星架杆通过平键连接；第一面板和第二面板均套置在凸轮轴上；所述的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，刻度盘粘在凸轮基圆板的外端面上；所述的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；两块滑块调整支座沿竖直方向并排固定在第二面板上；两块滑块分别与一块滑块调整支座通过滑动副连接，且分别固定有一个导杆支座；所述的滑块调整支座开设有多个螺纹孔，两个导杆支座分别与对应的滑块调整支座在一个螺纹孔处通过螺钉连接；所述的静止导杆和运动导杆均沿竖直方向对准凸轮的转动中心，且均与两个导杆支座通过滑动副连接；两个导杆支座之间设有两根导杆弹簧；两根导杆弹簧分别套置在静止导杆和运动导杆上，且顶部分别压紧一根弹簧压杆；两根弹簧压杆分别固定在静止导杆和运动导杆上；静止导杆的底部粘有刻度膜；所述第一尖顶接头和第二尖顶接头的顶部均开设有接头安装孔，底部均为锥形；第一尖顶接头顶部的接头安装孔与运动导杆的底部过渡配合连接，底部与凸轮通过凸轮副连接；第二尖顶接头顶部的接头安装孔与静止导杆的底部过渡配合连接，底部与凸轮基圆板通过凸轮副连接；所述凸轮转角静指针的尾部与第二尖顶接头侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接；凸轮转角动指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；所述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水平切线平行；运动规律线图板上的横坐标轴为凸轮的转角，纵坐标为运动导杆的位移。
2.根据权利要求1所述的直动从动件凸轮-轮系组合教具，其特征在于：所述的凸轮廓线扩展板为开设有缝隙的透明环形薄板，内、外轮廓面形状均与凸轮的轮廓面形状相同；所述的基圆扩展板为开设有缝隙的透明环形薄板。
3.根据权利要求1所述的直动从动件凸轮-轮系组合教具，其特征在于：初始安装位置，第一尖顶接头的头部尖点与凸轮的升程起始点接触，凸轮转角动指针与凸轮转角静指针指向刻度盘的同一刻度。
4.根据权利要求1所述的直动从动件凸轮-轮系组合教具，其特征在于：所述运动规律线图板的材料为透明塑料。
5.根据权利要求1所述的直动从动件凸轮-轮系组合教具，其特征在于：将第一尖顶接头更换为第一滚子接头，第二尖顶接头更换为第二滚子接头；第一滚子接头和第二滚子接头的底部均铰接有滚子；所述第一滚子接头顶部的接头安装孔与运动导杆的底部过渡配合连接，底部的滚子与凸轮通过凸轮副连接；所述第二滚子接头顶部的接头安装孔与静止导杆的底部过渡配合连接，底部的滚子与凸轮基圆板通过凸轮副连接；凸轮转角静指针的尾部与第二滚子接头侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接。
6.根据权利要求1所述的直动从动件凸轮-轮系组合教具，其特征在于：将第一尖顶接头更换为第一平底接头，第二尖顶接头更换为第二平底接头；所述第一平底接头顶部的接头安装孔与运动导杆的底部过渡配合连接，底部与凸轮通过凸轮副连接；第二平底接头顶部的接头安装孔与静止导杆的底部过渡配合连接，底部与凸轮基圆板通过凸轮副连接；凸轮转角静指针的尾部与第二平底接头侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接。

说明书全文

直动从动件凸轮-轮系组合教具

技术领域

[0001] 本发明属于教学用具领域，具体涉及一种直动从动件凸轮-轮系组合教具。

背景技术

[0002] 《机械原理》是机械专业的基础课，具有较强的理论性与实践性，学生是否学好直接影响今后的设计和实践。凸轮机构不同直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，教师在教学过程中借助多媒体手段，用动画讲解，但大多数学生不能完全理解原理以及基本知识点，学生听了似懂非懂，教学效果不好。在现代以高效率教学的时代里，教具就显得更加重要。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种直动从动件凸轮-轮系组合教具，该教具能演示凸轮机构不同直动从动件的运动规律知识点，能实现直动从动件头部形状可变换、偏心距可调、基圆和理论廓线可扩展、凸轮转角可读、直动从动件运动位移可读、运动规律展示、直动从动件凸轮机构反转法知识点演示，凸轮机构反转法实现机构（行星轮系机构）能复用于演示周转轮系传动比计算的转化机架原理教学。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

[0005] 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。

[0006] 所述的驱动转换装置包括电机输出轴齿轮、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、手柄输出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，驱动转换调节装置可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输出轴齿轮固定；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；所述的手柄输出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，钢珠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，钢珠可嵌入钢珠凹槽内；手柄转动盘的外侧轮缘固定有手柄。

[0007] 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输出轴齿轮或手柄输出轴齿轮啮合；所述输入轴、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；所述的反转控制齿轮固定在反转控制轴上；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；凸轮直动从动件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。

[0008] 所述的行星轮系机构包括反转盘内齿轮、行星齿轮、行星架杆、第四输出齿轮和行星轴；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；行星架杆的一端通过滚动轴承支承在输出主轴上；行星轴与行星架杆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。

[0009] 所述的凸轮组件包括面板支架、第一面板、第二面板、运动规律线图展示盒、运动规律指针、导杆弹簧、导杆支座、调节螺钉、静止导杆、运动导杆、滑块、滑块调整支座、凸轮、凸轮基圆板、第一尖顶接头、第二尖顶接头、凸轮廓线扩展板、基圆扩展板、楔形键、凸轮转角动指针、凸轮转角静指针、刻度盘、刻度膜、异形销轴、凸轮轴、垫块、滑轨和滑动杆。所述的面板支架套置在反转盘内齿轮外，并与总支架固定；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；所述的凸轮轴与输出主轴同轴设置，且与行星架杆通过平键连接；第一面板和第二面板均套置在凸轮轴上；所述的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，刻度盘粘在凸轮基圆板的外端面上；所述的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；两块滑块调整支座沿竖直方向并排固定在第二面板上；两块滑块分别与一块滑块调整支座通过滑动副连接，且分别固定有一个导杆支座；所述的滑块调整支座开设有多个螺纹孔，两个导杆支座分别与对应的滑块调整支座在一个螺纹孔处通过螺钉连接；所述的静止导杆和运动导杆均沿竖直方向对准凸轮的转动中心，且均与两个导杆支座通过滑动副连接；两个导杆支座之间设有两根导杆弹簧；两根导杆弹簧分别套置在静止导杆和运动导杆上，且顶部分别压紧一根弹簧压杆；两根弹簧压杆分别固定在静止导杆和运动导杆上；静止导杆的底部粘有刻度膜；所述第一尖顶接头和第二尖顶接头的顶部均开设有接头安装孔，底部均为锥形；第一尖顶接头顶部的接头安装孔与运动导杆的底部过渡配合连接，底部与凸轮通过凸轮副连接；第二尖顶接头顶部的接头安装孔与静止导杆的底部过渡配合连接，底部与凸轮基圆板通过凸轮副连接；所述凸轮转角静指针的尾部与第二尖顶接头侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接；凸轮转角动指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；所述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水平切线平行；运动规律线图板上的横坐标轴为凸轮的转角，纵坐标为运动导杆的位移。

[0010] 所述的凸轮廓线扩展板为开设有缝隙的透明环形薄板，内、外轮廓面形状均与凸轮的轮廓面形状相同；所述的基圆扩展板为开设有缝隙的透明环形薄板。

[0011] 初始安装位置，第一尖顶接头的头部尖点与凸轮的升程起始点接触，凸轮转角动指针与凸轮转角静指针指向刻度盘的同一刻度。

[0012] 所述运动规律线图板的材料为透明塑料。

[0013] 可将第一尖顶接头更换为第一滚子接头，第二尖顶接头更换为第二滚子接头；第一滚子接头和第二滚子接头的底部均铰接有滚子；所述第一滚子接头顶部的接头安装孔与运动导杆的底部过渡配合连接，底部的滚子与凸轮通过凸轮副连接；所述第二滚子接头顶部的接头安装孔与静止导杆的底部过渡配合连接，底部的滚子与凸轮基圆板通过凸轮副连接；凸轮转角静指针的尾部与第二滚子接头侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接。

[0014] 也可将第一尖顶接头更换为第一平底接头，第二尖顶接头更换为第二平底接头；所述第一平底接头顶部的接头安装孔与运动导杆的底部过渡配合连接，底部与凸轮通过凸轮副连接；第二平底接头顶部的接头安装孔与静止导杆的底部过渡配合连接，底部与凸轮基圆板通过凸轮副连接；凸轮转角静指针的尾部与第二平底接头侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接。

[0015] 本发明具有的有益效果：

[0016] 本发明能演示凸轮机构不同直动从动件的运动规律知识点，能实现直动从动件头部形状可变换、偏心距可调、基圆和理论廓线可扩展、凸轮转角可读、直动从动件运动位移可读、运动规律展示、直动从动件凸轮机构反转法知识点演示，凸轮机构反转法实现机构（行星轮系机构）能复用于演示周转轮系传动比计算的转化机架原理教学，大大加深了学生的理解，方便了教学，提高了教学质量。附图说明

[0017] 图1为本发明的整体结构立体图；

[0018] 图2为本发明的整体结构剖视图；

[0019] 图3为本发明的一个侧视立体图；

[0020] 图4为本发明的另一个侧视立体图；

[0021] 图5为本发明中行星轮系机构的结构立体图；

[0022] 图6为本发明中尖顶直动从动件凸轮机构的传动原理示意图；

[0023] 图7为本发明中滚子直动从动件凸轮机构的传动原理示意图；

[0024] 图8-1为本发明中第一尖顶接头的结构立体图；

[0025] 图8-2为本发明中第二尖顶接头的结构立体图；

[0026] 图9-1为本发明中第一滚子接头的结构立体图；

[0027] 图9-2为本发明中第二滚子接头的结构立体图；

[0028] 图10-1为本发明中第一平底接头的结构立体图；

[0029] 图10-2为本发明中第二平底接头的结构立体图。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

[0031] 如图1、2、3、4和5所示，直动从动件凸轮-轮系组合教具，包括总支架2、驱动转换装置、传动轮系机构、行星轮系机构和凸轮组件；传动轮系机构的驱动，有手动或电动两种方式，驱动力的转换通过驱动转换装置传递给传动轮系机构；凸轮组件的运动及反转法通过行星轮系机构来实现。

[0032] 如图2、3和4所示，驱动转换装置包括电机输出轴齿轮27、直流电动机28、驱动转换支座29、驱动转换调节装置30、手柄31、手柄转动盘32、手柄固定盘33、手柄输出轴齿轮34和手柄转动轴。驱动转换调节装置30的安装轴固定在调节支座53上，调节支座53固定在总支架2上，驱动转换支座29与驱动转换调节装置30的调节臂固定，驱动转换调节装置30可在手摇工位和电机驱动工位间切换，分别实现手摇驱动和电机驱动。直流电动机28的底座固定在驱动转换支座29的一端，直流电动机28的输出轴与电机输出轴齿轮27固定。手柄转动轴通过滚动轴承支承在驱动转换支座29的另一端；手柄输出轴齿轮34固定在手柄转动轴上；手柄转动盘32与手柄转动轴过盈配合；手柄固定盘33与驱动转换支座29固定；手柄固定盘
33的内侧端面沿圆周均布开设有十二个钢珠凹槽。手柄转动盘32的内侧端面开设有钢珠安放槽，钢珠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33与手柄转动盘
32通过钢珠接触，手柄转动盘32转动过程中，钢珠可嵌入钢珠凹槽内；手柄转动盘32的外侧轮缘固定有手柄31。

[0033] 传动轮系机构包括第一输入齿轮35、输入轴36、第二输入齿轮37、第三输入齿轮38、变速控制轴39、第一变速齿轮40、第二变速齿轮41、第一输出齿轮42、输出主轴43、第二输出齿轮44、第三输出齿轮45、反转盘面板46、反转盘外齿轮47、第一传动齿轮48、第二传动齿轮49、传动轴50、反转控制齿轮51和反转控制轴52；第三输入齿轮38与电机输出轴齿轮27或手柄输出轴齿轮34啮合；输入轴36、输出主轴43和传动轴50的两端均通过滚动轴承支承在总支架2上；变速控制轴39和反转控制轴52均与总支架2通过直线轴承连接；第一输入齿轮35、第二输入齿轮37和第三输入齿轮38均固定在输入轴36上；第一变速齿轮40和第二变速齿轮41均固定在变速控制轴39上；第一输出齿轮42、第二输出齿轮44和第三输出齿轮45均固定在输出主轴43上；反转盘外齿轮47通过滚动轴承支承在输出主轴43上；反转盘面板
46空套在输出主轴43上，并与反转盘外齿轮47固定；反转控制齿轮51固定在反转控制轴52上；第一传动齿轮48和第二传动齿轮49均固定在传动轴50上；第一传动齿轮48与反转盘外齿轮47啮合。演示凸轮直动从动件传动时，第一变速齿轮40同时与第二输入齿轮37和第一输出齿轮42啮合，第一输出齿轮42带动输出主轴43运转；反转控制齿轮51不参与啮合。凸轮反转法演示时，平移变速控制轴39和反转控制轴52，使得第一变速齿轮40与第二输入齿轮
37及第一输出齿轮42分离，第二变速齿轮41同时与第一输入齿轮35和第二输出齿轮44啮合，带动输出主轴43旋转，反转控制齿轮51同时与第三输出齿轮45和第二传动齿轮49啮合，动力经反转控制齿轮51、第二传动齿轮49、第一传动齿轮48传给反转盘外齿轮47，从而带动反转盘面板46旋转。

[0034] 如图2、3、4和5所示，行星轮系机构包括反转盘内齿轮54、行星齿轮55、行星架杆56、第四输出齿轮57和行星轴58；反转盘内齿轮54空套在输出主轴43上，并与反转盘面板46固定；第四输出齿轮57与输出主轴43的头部通过平键连接；行星架杆56的一端通过滚动轴承支承在输出主轴43上；行星轴58与行星架杆56的另一端通过平键连接；行星齿轮55通过滚动轴承支承在行星轴58上，且同时与第四输出齿轮57和反转盘内齿轮54啮合。

[0035] 如图1、2、6、8-1和8-2所示，凸轮组件包括面板支架5、第一面板6、第二面板7、运动规律线图展示盒8、运动规律指针8-1、导杆弹簧9、导杆支座10、调节螺钉11、静止导杆12、运动导杆13、滑块14、滑块调整支座15、凸轮16、凸轮基圆板17、第一尖顶接头18、第二尖顶接头18-1、凸轮廓线扩展板20、基圆扩展板21、楔形键22、凸轮转角动指针23、凸轮转角静指针24、刻度盘25、刻度膜26、异形销轴59、凸轮轴60、垫块61、滑轨62和滑动杆63。面板支架5套置在反转盘内齿轮54外，并与总支架2固定；两个滑轨62沿径向固定在反转盘内齿轮54的外端面轮缘处，且两个滑轨62与内反转盘内齿轮54之间均设有垫块61；凸轮轴60与输出主轴
43同轴设置，且与行星架杆56通过平键连接；第一面板6和第二面板7均套置在凸轮轴60上；
第一面板6和第二面板7的内端面均固定有滑动杆63，两根滑动杆63分别与对应的滑轨62通过滑动副连接；第一面板6与第二面板7的结合面为相互嵌合的矩形齿，第一面板6的齿顶处、第二面板7的齿槽处均固定有吸铁石；凸轮16和凸轮基圆板17均与凸轮轴60通过平键连接，且凸轮基圆板17与凸轮轴60通过楔形键22连接，楔形键22实现凸轮基圆板17的轴向定位；凸轮16设置在第一面板6和第二面板7的外侧；凸轮基圆板17的内端面与凸轮16的外端面固定，刻度盘25粘在凸轮基圆板17的外端面上；凸轮16和凸轮基圆板17的轮廓面均开设有环形插槽，凸轮廓线扩展板20插接在凸轮16的环形插槽内；凸轮廓线扩展板20为开设有缝隙的透明环形薄板，内、外轮廓面形状均与凸轮16的轮廓面形状相同；基圆扩展板21为开设有缝隙的透明环形薄板，插接在凸轮基圆板17的环形插槽内；两块滑块调整支座15沿竖直方向并排固定在第二面板7上；两块滑块14分别与一块滑块调整支座15通过滑动副连接，且分别固定有一个导杆支座10；滑块调整支座15开设有六个螺纹孔，两个导杆支座10分别与对应的滑块调整支座15在一个螺纹孔处通过螺钉11连接；静止导杆12和运动导杆13均沿竖直方向对准凸轮16的转动中心，且均与两个导杆支座10通过滑动副连接；导杆支座10通过螺钉11固定在滑块调整支座15的不同螺纹孔处，可同时调节静止导杆12和运动导杆13与凸轮16的转动中心之间的偏心距；两个导杆支座10之间设有两根导杆弹簧9；两根导杆弹簧
9分别套置在静止导杆12和运动导杆13上，且顶部分别压紧一根弹簧压杆；两根弹簧压杆分别固定在静止导杆12和运动导杆13上；静止导杆12的底部粘有刻度膜26；第一尖顶接头18和第二尖顶接头18-1的顶部均开设有接头安装孔，底部均为锥形；第一尖顶接头18顶部的接头安装孔与运动导杆13的底部过渡配合连接，底部与凸轮16通过凸轮副连接；第二尖顶接头18-1顶部的接头安装孔与静止导杆12的底部过渡配合连接，底部与凸轮基圆板17通过凸轮副连接；凸轮转角静指针24的尾部与第二尖顶接头18-1侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接；凸轮转角动指针23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
60头部的中心孔内；初始安装位置，第一尖顶接头18的头部尖点与凸轮16的升程起始点接触，凸轮转角动指针23与凸轮转角静指针24指向刻度盘25的同一刻度，可从刻度盘25上读出凸轮转角动指针23相对凸轮转角静指针24的转角，从而确定凸轮基圆板17的转角。异形销轴59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5固定，长方体部分水平设置；运动规律线图展示盒8开设有与异形销轴59形状相匹配的异形槽，运动规律线图展示盒8的异形槽套接于异形销轴59上；运动规律线图展示盒8使用完毕后，可从异形销轴59上取下收纳放置；运动规律指针8-1的底部与运动规律线图展示盒8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8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17的顶部水平切线平行；运动规律线图板的材料为透明塑料，根据不同的直动从动件凸轮机构，可更换对应的运动规律线图板；运动规律线图板上的横坐标轴为凸轮16的转角，纵坐标为运动导杆13的位移；根据刻度盘25上读出的凸轮转角和刻度膜26上读出的运动导杆位移，运动规律指针8-1指示凸轮运动规律与凸轮转角及运动导杆位移的对应关系，实现凸轮轮廓、凸轮转角、凸轮直动从动件位移、凸轮运动规律知识点的讲解，多块运动规律线图板叠放可对比在凸轮轮廓相同情况下，不同直动从动件运动规律的异同。

[0036] 如图1、7、9-1和9-2所示，可将第一尖顶接头18更换为第一滚子接头19，第二尖顶接头18-1更换为第二滚子接头19-1；第一滚子接头19和第二滚子接头19-1的底部均铰接有滚子；第一滚子接头19顶部的接头安装孔与运动导杆13的底部过渡配合连接，底部的滚子与凸轮16通过凸轮副连接；第二滚子接头19-1顶部的接头安装孔与静止导杆12的底部过渡配合连接，底部的滚子与凸轮基圆板17通过凸轮副连接；凸轮转角静指针24的尾部与第二滚子接头19-1侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接。

[0037] 如图1、10-1和10-2所示，也可将第一尖顶接头18更换为第一平底接头64，第二尖顶接头18-1更换为第二平底接头64-1；第一平底接头64顶部的接头安装孔与运动导杆13的底部过渡配合连接，底部与凸轮16通过凸轮副连接；第二平底接头64-1顶部的接头安装孔与静止导杆12的底部过渡配合连接，底部与凸轮基圆板17通过凸轮副连接；凸轮转角静指针24的尾部与第二平底接头64-1侧壁的静指示针安装槽过渡配合连接。

[0038] 该直动从动件凸轮-轮系组合教具的工作原理：

[0039] 驱动转换装置可实现手动和电动两种驱动方式：驱动转换调节装置30切换到电机驱动工位时，电机输出轴齿轮27与第三输入齿轮38啮合，直流电动机28经电机输出轴齿轮27带动第三输入齿轮38转动；驱动转换调节装置30切换到手摇工位时，手柄输出轴齿轮34与第三输入齿轮38啮合，手柄31经手柄转动盘32和手柄转动轴带动手柄输出轴齿轮34转动；手柄固定盘33与手柄转动盘32通过钢珠接触，手柄转动盘32转动过程中，钢珠依靠钢珠弹簧的压力嵌入手柄固定盘33的钢珠凹槽内，实现分度转动。

[0040] 演绎已知凸轮轮廓求运动规律知识点：

[0041] 驱动转换装置驱动第三输入齿轮38转动，第三输入齿轮38的动力经输入轴36传给第二输入齿轮37；平移变速控制轴39，使得第一变速齿轮40同时与第二输入齿轮37和第一输出齿轮42，第一输出齿轮42带动输出主轴43运转；第四输出齿轮57随输出主轴43同速转动，行星齿轮55与第四输出齿轮57啮合，带动行星架杆56转动，进而带动凸轮16和凸轮基圆板17转动；此时，反转控制齿轮51不参与啮合，反转盘内齿轮54静止，第一面板6和第二面板7不动。凸轮16转动推动第一尖顶接头18使运动导杆13竖直移动，运动导杆13在导杆弹簧9的作用下始终压紧凸轮16；静止导杆12不运动，凸轮转角静指针24静止不动；凸轮转角动指针23随凸轮基圆板17转动，可从刻度盘25上读出凸轮转角动指针23相对凸轮转角静指针24的转角，从而确定凸轮基圆板17的转角；从刻度膜26上读出运动导杆13相对静止导杆12移动的刻度值，即凸轮直动从动件的位移；将导杆支座10与滑块调整支座15在不同螺纹孔处通过螺钉11连接，可调整尖顶直动从动件凸轮机构的偏心距；第一尖顶接头18的头部尖点位置与凸轮16的轮廓线对应，此时，理论廓线与凸轮实际廓线重合，凸轮基圆板17的轮廓线为凸轮基圆，演示了尖顶直动从动件凸轮机构的理论廓线与凸轮实际轮廓线重合、尖顶直动从动件凸轮机构偏心距可调以及凸轮基圆知识点。

[0042] 将第一尖顶接头18更换为第一滚子接头19，第二尖顶接头18-1更换为第二滚子接头19-1，此时，第一滚子接头19的滚子中心位置与凸轮廓线扩展板20的轮廓线对应，凸轮廓线扩展板20的轮廓线为滚子直动从动件凸轮机构的理论廓线，凸轮16的轮廓线为滚子直动从动件凸轮机构的实际廓线，基圆扩展板21的轮廓线为凸轮基圆，可演示滚子直动从动件凸轮机构的理论廓线与实际廓线的区别，也可比较尖顶直动从动件凸轮机构与滚子直动从动件凸轮机构在凸轮轮廓线相同情况下的理论廓线和实际廓线的异同。同理，滚子直动从动件凸轮机构中，可从刻度盘25上读出凸轮转角动指针23相对凸轮转角静指针24的转角，从而确定凸轮基圆板17的转角；从刻度膜26上读出运动导杆13相对静止导杆12移动的刻度值，即凸轮直动从动件的角位移。

[0043] 将第一尖顶接头18更换为第一平底接头64，第二尖顶接头18-1更换为第二平底接头64-1；第一平底接头64的底部位置与凸轮16的轮廓线对应，此时，理论廓线与凸轮实际廓线重合，凸轮基圆板17的轮廓线为凸轮基圆，可演示平底直动从动件凸轮机构。

[0044] 演绎尖顶直动从动件凸轮机构的反转法原理：

[0045] 拨动凸轮转角动指针23指向凸轮16的升程起点，凸轮转角静指针24与凸轮转角动指针23重合；驱动转换装置驱动第三输入齿轮38转动，第三输入齿轮38的动力经输入轴36传给第一输入齿轮35；平移变速控制轴39和反转控制轴52，使得第二变速齿轮41同时与第一输入齿轮35和第二输出齿轮44啮合，带动输出主轴43和第四输出齿轮57以的速度转动，第四输出齿轮57驱动行星齿轮55转动，从而带动行星架杆56以的速度转动；反转控制齿轮51同时与第三输出齿轮45和第二传动齿轮49啮合，输出主轴43的动力经第三输出齿轮45、反转控制齿轮51、第二传动齿轮49、第一传动齿轮48传给反转盘外齿轮47，从而带动反转盘面板46和反转盘内齿轮54反转，反转盘内齿轮54与行星齿轮55啮合，驱动行星架杆56以的速度反转，两个运动合成，行星架杆56静止，从而凸轮16和凸轮基圆板17静止；
反转盘内齿轮54带动第一面板6、第二面板7和刻度盘25同步反转；静止导杆12随第一面板6反转，并沿凸轮基圆板17的轮廓面滑动；运动导杆13一方面随第一面板6反转，另一方面被凸轮16推动，沿导杆支座10滑动，第一尖顶接头18所在的位置即为凸轮16的轮廓点；可从刻度膜26上读出运动导杆13相对静止导杆12移动的刻度值，即凸轮直动从动件的位移；凸轮转角静指针24随静止导杆12旋转，可从刻度盘25上读出静止导杆12相对运动导杆13转动的角度，从而确定凸轮基圆板17的转角；详细介绍知识点时，通过手动驱动方式实现直动从动件凸轮机构的反转，对照运动规律线图板，第一面板6反转的过程中，确定出不同凸轮转角时直动从动件的位移，演绎了已知运动规律情况下，凸轮廓线的绘制原理。

[0046] 滚子直动从动件凸轮机构和平底直动从动件凸轮机构的反转法原理与尖顶直动从动件凸轮机构的反转法原理类似。

[0047] 演绎周转轮系传动原理：将凸轮转角动指针23、凸轮转角静指针24、凸轮基圆板17、凸轮16、第一面板6、第二面板7和凸轮轴60拆卸下来；驱动转换装置采用电动方式驱动第三输入齿轮38转动，第三输入齿轮38的动力经输入轴36传给第二输入齿轮37；平移变速控制轴39，使得第一变速齿轮40同时与第二输入齿轮37和第一输出齿轮42啮合，第一输出齿轮42带动输出主轴43转动；第四输出齿轮57随输出主轴43同速转动，行星齿轮55与第四输出齿轮57啮合，带动行星架杆56转动；此时，反转控制齿轮51不参与啮合，反转盘内齿轮
54静止，轮系为周转轮系。

[0048] 演绎周转轮系转化为定轴轮系计算传动比的转换机构法原理：将凸轮转角动指针23、凸轮转角静指针24、凸轮基圆板17、凸轮16、第一面板6、第二面板7和凸轮轴60拆卸下来；驱动转换装置采用电动方式驱动第三输入齿轮38转动，第三输入齿轮38的动力经输入轴36传给第一输入齿轮35；平移变速控制轴39和反转控制轴52，使得第二变速齿轮41同时与第一输入齿轮35和第二输出齿轮44啮合，带动输出主轴43和第四输出齿轮57以的速度转动，第四输出齿轮57驱动行星齿轮55转动，从而带动行星架杆56以的速度正转；反转控制齿轮51同时与第三输出齿轮45和第二传动齿轮49啮合，输出主轴43的动力经第三输出齿轮45、反转控制齿轮51、第二传动齿轮49、第一传动齿轮48传给反转盘外齿轮47，从而带动反转盘面板46和反转盘内齿轮54反转，反转盘内齿轮54与行星齿轮55啮合，驱动行星架杆56以的速度反转，两个运动合成，行星架杆56静止；此时，第四输出齿轮57、行星齿轮55和反转盘内齿轮54的旋转中心均固定不动，周转轮系转化为定轴轮系，介绍根据定轴轮系公式计算周转轮系传动比知识点。

[0049] 该直动从动件凸轮-轮系组合教具中，凸轮组件的运动及反转法通过行星轮系机构来实现，反转原理直观；涵盖了尖顶直动从动件凸轮机构、滚子直动从动件凸轮机构和平底直动从动件凸轮机构的运动规律知识点讲解，实现了基圆和理论廓线可扩展，凸轮转角可读、直动从动件位移可读、运动规律对应展示和行星轮系机构复用于演示周转轮系传动比计算的转化机架原理的创新功能；凸轮运动规律知识点细节展示时，传动轮系机构的驱动采用手动方式；演绎凸轮机构的反转法原理、周转轮系传动原理和周转轮系转化为定轴轮系计算传动比的转换机构法原理时，传动轮系机构的驱动采用电动方式，演示操作方便。

[0050] 同学们通过观看该直动从动件凸轮-轮系组合教具的演示，更容易生动、形象、直观地理解知识点，激发学习兴趣，同时减轻了教师的教学难度，并提高了教学质量；教师可将更多的精力放在引导学生对教具进行观察，培养学生分析、思考、提出问题和解决问题的能力。该直动从动件凸轮-轮系组合教具结构紧凑、携带方便。

标题	发布/更新时间	阅读量
摆动从动件凸轮-轮系组合教具	2020-05-13	607
一种凸轮从动件的镗孔加工方法	2020-05-13	437
凸轮从动件安装组件和安装方法	2020-05-12	769
具有偏置凸轮从动件的鼓式制动器S形凸轮	2020-05-12	532
具有插入件的凸轮从动辊装置	2020-05-12	178
具有凸轮从动件的透镜筒和透镜筒用的凸轮从动件	2020-05-12	106
摇臂用凸轮从动件及凸轮从动件装置	2020-05-11	938
凸轮从动件	2020-05-11	754
滚子凸轮从动件	2020-05-11	357
凸轮从动件	2020-05-12	163

直动从动件凸轮-轮系组合教具

直动从动件凸轮-轮系组合教具

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：