[实用新型]一种多自由度凸轮教学装置

说明书

技术领域

本实用新型属于教学用具技术领域，尤其涉及一种多自由度凸轮教学装置。

背景技术

传统的凸轮教学中要求学生学习的内容为：了解各种凸轮机构的应用及分类；掌握简单的推杆运动规律及了解推杆运动规律的选择原则；了解凸轮机构的基本尺寸确定时应考虑的主要因素，如设计空间、结构条件、压力角、效率与自锁、“运动失真”等；掌握凸轮轮廓的设计方法。在机械原理现有的教学方式下，教师一般通过制作动画来模拟凸轮的运动方式，模拟软件灵活性差，不能实时进行分析计算。凸轮的传动与行程曲线的生成产生脱节，学生并不能直观认识凸轮的传动过程及行程曲线的生成原理。而且，学生在通过动画学习凸轮过程中处于被动地位，不能有效地激发学生的学习兴趣。机械是一门非常注重动手操作的专业，课堂的理论教学并不能培养机械类学生的动手操作能力。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种多自由度凸轮教学装置，很好的解决了上述问题，结构简单，可实际演示尖顶推杆、平底推杆、摆杆作用于凸轮上生成行程曲线的过程。通过手动方式可随时中止绘制行程曲线并进行曲线分析。可改变偏心距对比多条曲线的差异及产生原因，操作自由、灵活。本装置还能通过行程曲线绘制凸轮，了解凸轮的生成过程，使学生能更直观理解反转法设计凸轮的原理。本装置既能作为课堂教学演示又能作为学生实验设备。不仅能提高学生动手操作能力，还能随时分析凸轮和行程曲线的对应关系，提高学生学习兴趣。

本实用新型的技术方案是一种多自由度凸轮教学装置，包括底板、支架、输入轴，输入轴上间隔固定设置有第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮垂直啮合有第一从动锥齿轮，第二锥齿轮垂直啮合有第二从动锥齿轮，第一从动锥齿轮上固接有第一输出轴，第二锥齿轮上固接有第二输出轴，第二输出轴上部设置有直齿轮，直齿轮啮合有行程板齿条，行程板齿条设置于支架上的滑轨内，支架上还设置有横杆，横杆上设置有滑块，滑块上滑动连接有传动杆，支架通过支撑轴固定在底板上，输入轴、第一输出轴、第二输出轴分别通过轴承固定在底板上。

优选的，所述输入轴端部设置有手轮。

进一步的，所述支撑轴与第二输出轴之间设置有定位架。

优选的，所述第一输出轴端部设置有凸轮或白板连接装置。根据不同演示需要，在第一输出轴端部连接凸轮或者白板。

进一步的，所述行程板齿条上固接有白板，传动杆上部设置有笔杆套，笔杆套上设置有紧固螺钉，传动杆下部连接有尖底推杆或平底推杆。

优选的，所述行程板齿条上固接有行程曲线板，传动杆下部连接有笔杆套，笔杆套上设置有紧固螺钉，传动杆上部设置有滑杆接头。

进一步的，还包括齿轮箱，齿轮箱设置于横杆上，齿轮箱包括箱体及箱体内设置的输入轴、传动轴、输出轴，输入轴上固接有主动齿轮，传动轴上固接有第一从动齿轮和第二冲动齿轮，输出轴上固接有第三从动齿轮和输出齿轮，主动齿轮与第一从动齿轮相啮合，第二从动齿轮和第三从动齿轮相啮合，输出齿轮啮合有竖直齿条，竖直齿条上部设置有笔杆套，笔杆套上设置有紧固螺钉，齿轮箱外还包括与输入轴固接的摆杆。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过多个特定齿轮间的传动组成了多自由度凸轮教学装置，可实际演示尖顶推杆、平底推杆、摆杆作用于凸轮上生成行程曲线的过程。通过手动方式可随时中止绘制行程曲线并进行曲线分析。可改变偏心距对比多条曲线的差异及产生原因，操作自由、灵活。本装置还能通过行程曲线绘制凸轮，了解凸轮的生成过程，使学生能更直观理解反转法设计凸轮的原理。本装置既能作为课堂教学演示又能作为学生实验设备。不仅能提高学生动手操作能力，还能随时分析凸轮和行程曲线的对应关系，提高学生学习兴趣。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施例的结构主视图；

图2为本实用新型第一种实施例的结构俯视图；

图3为第二种实施例的结构示意图；

图4为第三种实施例的结构示意图；

图5为第四种实施例的结构主视图；

图6为第四种实施例的结构俯视图；

图7为图5中齿轮箱内部机构运动简图；