[发明专利]一种偏心夹具教学装置

说明书

技术领域

本发明提供了一种偏心夹具教学装置，用于为夹具设计课程教学提供偏心夹具原理分析，属于机械自动化技术领域。

背景技术

在机械专业教学过程中，夹紧机构随处可见，夹具设计一直是机械设计的基础课程，在现代社会机械生产中，夹具更是有着举足轻重的地位。夹具原理是机械设计的基础，涉及的课程有《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》以及机械专业课程设计，是机械专业本科教学的重点，而夹具中的偏心夹具在机床设计中应用广泛，但对于偏心圆夹具的夹持原理，很多大学生似懂非懂，生理解较困难的内容，这是夹具原理教学的一个缺漏。

如今常见的夹具教学装置，大部分仅仅是将夹紧装置硬搬到课堂上，演示了夹紧操作过程，只能向学生展示怎样可以装夹工件，却无法解释为什么可以夹紧，更无法推导出夹紧条件或启发学生思考如何有效设计夹具，这是机械专业教学的重难点。根据机械系本科生反映，夹具原理中偏心夹具的自锁原理和设计准则最为晦涩难懂，尤其是偏心夹具的临界自锁条件更是课程的重难点，学生难以将其与浅显的斜面自锁对等起来，事实上这二者的自锁原理本质上具有近似等效性。

为了帮助老师透彻讲解偏心夹具的夹紧过程和自锁原理，避免理论推导的枯燥生涩，因此有必要设计了一套偏心夹具教学仪，使偏心夹具原理剖析变得生动有趣，弥补了夹具设计教学中的一个空缺，让学生在实验操作中探索偏心自锁条件，从而加深对偏心夹具的理解。

发明内容

本发明提供了一种偏心夹具教学装置，该装置解决了背景技术中的不足，该装置能够帮助老师透彻讲解偏心夹具的夹紧过程和自锁原理，避免理论推导的枯燥生涩，而且还可以培养学生的动手能力和兴趣。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种偏心夹具教学装置，至少包括底座以及安装在底座上的偏心夹紧单元、轨迹绘制单元以及斜面自锁单元，所述的偏心夹紧单元至少包括偏心圆轴、偏心圆、固定架、压块、带座轴承以及滑动轴，所述固定架和带座轴承均固定在底座上，固定架呈门字形，偏心圆轴水平安装在带座轴承中，偏心圆固定在偏心圆轴的一端，且与固定架位于同一平面上，压块通过滑动轴安装在固定架上且能够沿固定架上下滑动，滑动轴的底端与压块固定连接，压块上设有安装孔，滑动轴的顶端穿过固定架顶部的滑孔，固定架的两侧边上均设有竖直的滑槽，滑动轴的底部固定有横梁，所述横梁的两端均位于滑槽中且横梁能够沿滑槽上下滑动；所述压块位于偏心圆的上方，且两者之间相接触；所述的轨迹绘制单元至少包括齿轮、齿条、滑轨、移动架和画板、画笔，滑轨设有两条，两滑轨相平行且分别位于偏心夹紧单元的左右两侧，齿条安装于其中一滑轨上，画板竖直安装在另一条滑轨上，移动架设置在齿条和画板之间，将两者固定连接，齿条和画板沿滑轨同步滑动，所述画笔的一端安装于压块上的安装孔中，画笔的另一端与画板相接触，所述齿轮通过带座轴承安装在齿条的上方并与齿条啮合；所述齿轮轴与偏心圆轴之间通过联轴器连接，并且两轴之间设有离合器；所述的斜面自锁单元包括斜面、砝码块和丝杠，其中斜面的一端通过合页安装在底座上，斜面的正反两面均设有滑道，砝码块放置于斜面正面的滑道内，丝杠安装在底座上且位于斜面的下方，丝杠的顶部顶在斜面反面的滑道内，通过调节丝杠高度能够调节斜面的倾斜度。

所述的偏心圆由圆轮、滑块和锁紧螺钉组成，圆轮上沿半径方向开有滑槽，滑块嵌在滑槽中，锁紧螺钉将滑块锁紧固定在圆轮上，所述的偏心圆轴与滑块固定连接。

所述的滑动轴上套有弹簧，所述的弹簧位于压块和固定架的顶部之间。

所述的画板为玻璃画板，画笔为可擦拭的水性画笔，玻璃画板上还附带有量角工具。

所述斜面正面的滑道与偏心圆表面的粗糙度相同，砝码块表面与压块表面的粗糙度相同，滑道与砝码块之间的摩擦系数与偏心圆和压块之间的摩擦系数相等。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明中偏心圆由圆轮、滑块和锁紧螺钉组成，圆轮上沿半径方向开有滑槽，滑块嵌在滑槽中，因此偏心圆的偏心距可以调节，能够实现临界偏心距的探索。2、由于偏心圆轴和齿轮轴在调试偏心距阶段需要断开，并且在绘制轨迹阶段又需要同步转动，故此处采用电磁离合器连接两轴控制其断合，操作安全方便。3、本发明中还采用齿轮同步技术将偏心轮廓展开成坐标图，启发学生思考偏心夹紧与斜楔夹紧间的联系。4、本发明中画板为玻璃画板，画笔为可擦拭的水性画笔，玻璃画板上还附带有量角工具，不仅可以让学生直接观察轨迹绘制过程，分析轨迹特征，还便于反复擦拭作图，同时玻璃画板和斜面上都附有量角工具，角度读取一目了然。

附图说明