[发明专利]一种盘形凸轮教具

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械原理课程教具，具体是一种盘形凸轮教具。

背景技术

教学课本所示凸轮机构的设计方法有两种：作图法和解析法设计凸轮轮廓曲线。但根据调查发现，即使是针对较为易学的作图法，学生也难以做到真正理解和掌握。问题出现的根源在于，学生不能直观地感受作图法所依据的原理，即相对运动原理，通常称为反转法。反转法的书面定义过于理论化：给整个由凸轮、机架、从动件组成的凸轮机构施以-ω时，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。

而公开号203773860U的中国专利，一种机械原理凸轮教具，虽然其通过色标传感器、单片机、机械手等实现了展示凸轮轮廓形成规律的过程，但由于其依赖于传感装置和信号处理，而不是机械装置，学生并不能透过此类教具最直观地感受到其背后的原理性知识，另外，此种教具还存在功能单一的问题，即不能通过已知凸轮轮廓，推出凸轮的从动件运动规律。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盘形凸轮教具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盘形凸轮教具，包括机架，所述机架为长方体框形结构，自下而上通过横梁分为五层，直流电机设于机架第二层左侧，直流电机输出轴上的主动带轮和主动轴上的传动带轮构成带轮传动将动力传递至机架第三层的主动轴，主动轴两端由深沟球轴承b定位，所述主动轴通过第一传动系统将动力传递至位于机架前方的从动件机构，所述主动轴通过第二传动系统将将动力传递至位于从动件机构下方的反转法演示机构，所述主动轴通过第三传动系统将动力传递至位于机架上方的从动件运动规律演示机构，所述主动轴也可通过第四传动系统将动力从另一方向传递至从动件运动规律演示机构。本发明通过直流电机一个动力源即可实现多种传动效果，不同传动效果的组合即可满足多种教学需求，具有节能环保，集成化程度高的优点。

进一步地，所述第一传动系统包括位于主动轴右侧的空心轴，所述主动轴上的齿轮b，所述空心轴上的齿轮f以及位于齿轮b和齿轮f之间并与齿轮b和齿轮f同时啮合的齿轮d，所述齿轮d通过齿轮架定位，齿轮架底座固定于纵向架于机架第二层的支撑底板上，支撑底板位置固定，所述空心轴长于主动轴，空心轴后端通过深沟球轴承支撑，前端通过固定在支撑底板上的空心轴支架支撑，空心轴支架支撑空心轴部分为轴套形状，空心轴上套有由紧固螺钉固定的后凸轮，后凸轮露出在机架前方。后凸轮露出在机架前方有利于机械设计教学过程中让学生们直观感受凸轮机构的构成。

进一步地，所述从动件机构包括位于机架1顶部前方的滑轨a及相配合的可动滑套，可动滑套露出机架部分开有方形通孔，通孔中套有传动杆，传动杆可在可动滑套的方形通孔中上下移动，所述传动杆顶端设有笔尖套，笔尖套通过压簧和压簧螺栓与传动杆连接，笔尖套的圆形插笔口中笔头方向向后，所述传动杆的底部结构为U形，通过螺栓固定有滚子或平底或尖底或其他常见类型从动件，且从动件底部可与后凸轮形成高幅连接。传动杆顶端设有的笔尖套可以随着传动杆底部从动件与后凸轮的高幅连接上下移动，传动杆的底部结构设计可使多种常见类型的从动件与后凸轮形成高幅连接，让学生更全面地了解凸轮传动类型。

进一步地，所述第二传动系统包括位于主动轴后端的齿轮c，位于空心轴内部的从动轴，以及从动轴上与齿轮c相啮合的齿轮e，所述从动轴长于空心轴，有部分露出于空心轴支架，所述第一传动系统和第二传动系统上的齿轮均与所连接的轴通过圆柱头螺钉a固定，所述第二传动系统中啮合齿轮的传动比与第一传动系统中啮合齿轮的传动比大小相等。因为第二传动系统中啮合齿轮的传动比与第一传动系统中啮合齿轮的传动比大小相等，又已知第一传动系统中的齿轮数目为二，第二传动系统中齿轮数目为三，因此两个传动系统的输出轴转速大小相等，方向相反，形象地还原了反转法原理的物理情景。