一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具它主要由底座、行星輪系、電機(jī)、LED燈組成，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)行星輪系的轉(zhuǎn)臂高速旋轉(zhuǎn)，利用人眼視覺殘留原理使固結(jié)在行星輪上的LED燈顯示具有四轉(zhuǎn)折的內(nèi)擺線軌跡。利用行星輪系中的內(nèi)齒輪作為定圓、行星輪作為動(dòng)圓、內(nèi)嚙合作為動(dòng)圓沿定圓內(nèi)切純滾動(dòng)，完美的演示了內(nèi)擺線的定義，加深學(xué)者對(duì)內(nèi)擺線的認(rèn)識(shí)和理解，提高了教學(xué)質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)用具。特別涉及一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具。
【背景技術(shù)】
[0002]在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師在給學(xué)生講授有關(guān)內(nèi)擺線的形狀及形成過(guò)程時(shí)，由于沒有相關(guān)的教學(xué)用具，教師只能徒手繪制，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，同時(shí)學(xué)生也很難理解，從而影響教學(xué)的質(zhì)量。內(nèi)擺線的定義是一個(gè)動(dòng)圓內(nèi)切于一個(gè)定圓作無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)，動(dòng)圓圓周上一個(gè)定點(diǎn)的軌跡叫做內(nèi)擺線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具，它不僅可以顯示內(nèi)擺線圖形，還將便于學(xué)生理解內(nèi)擺線的形成過(guò)程和原理。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具，它主要由底座、行星輪系、電機(jī)、LED燈組成。通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)行星輪系的轉(zhuǎn)臂高速旋轉(zhuǎn)，利用人眼視覺殘留原理(物體在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)人眼所看到的影像消失后，人眼仍能繼續(xù)保留其影像0.1-0.4秒左右的圖像，這種現(xiàn)象被稱為視覺暫留現(xiàn)象)使固結(jié)在行星輪上的LED燈顯示內(nèi)擺線軌跡。
[0006]所述的行星輪系由內(nèi)齒輪、轉(zhuǎn)臂、行星輪和中心輪組成。內(nèi)齒輪固結(jié)在底座上，內(nèi)齒輪中心位置安裝有電機(jī)，電機(jī)軸上固結(jié)軸套，轉(zhuǎn)臂中心的內(nèi)花鍵與軸套上的外花鍵配合實(shí)現(xiàn)徑向定位傳遞轉(zhuǎn)矩，軸套的外花鍵上開有環(huán)形槽通過(guò)彈簧擋圈實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臂軸向定位。轉(zhuǎn)臂上沿圓周方向均布有四個(gè)心軸，心軸上空套行星輪通過(guò)彈簧擋圈軸向定位，行星輪端面的一側(cè)上固結(jié)有燈架，燈架上有不同顏色的LED燈徑向布置，其中一個(gè)LED燈位于行星輪的節(jié)圓上，另一側(cè)裝有配重塊用于調(diào)節(jié)動(dòng)平衡。四個(gè)行星輪上的燈架依次錯(cuò)位90度，由空套在軸套上的中心輪與四個(gè)行星輪外嚙合，控制四個(gè)行星輪之間的相位。內(nèi)齒輪、行星輪、中心輪的齒數(shù)之比為4:1:2。
[0007]在電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)行星輪與內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合，中心輪與四個(gè)行星輪外嚙合，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于300r/min，行星輪上的LED燈在人眼視覺殘留下顯示了具有四轉(zhuǎn)折的內(nèi)擺線，其中位于節(jié)圓上的LED燈顯示為四角星形線。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]1.利用人眼視覺殘留原理將抽象的內(nèi)擺線形成過(guò)程具體的顯示出來(lái)。
[0010]2.利用行星輪系中的內(nèi)齒輪作為定圓、行星輪作為動(dòng)圓、內(nèi)嚙合作為動(dòng)圓沿定圓內(nèi)切純滾動(dòng)，完美的演示了內(nèi)擺線的定義。
[0011]3.為了更容易形成人眼視覺殘留效應(yīng)，該四個(gè)行星輪上的燈架依次錯(cuò)位90度布置，使每個(gè)行星輪燈架上對(duì)應(yīng)位置的相同顏色LED燈軌跡重合。同時(shí)由于多種不同顏色的LED燈徑向位置不同，所以可以區(qū)分顯示不同的擺線軌跡，加深學(xué)者對(duì)內(nèi)擺線的認(rèn)識(shí)和理解，提高了教學(xué)質(zhì)量?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是圖1的I處局部放大圖。
[0015]圖3是圖1的主視圖。
[0016]圖4是本實(shí)用新型的爆炸視圖。
[0017]圖5是本實(shí)用新型軸套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6是軸套主視圖的剖視圖。
[0019]圖7是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖8是圖7的主視圖。
[0021]圖9是本實(shí)用新型在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)LED燈形成的擺線軌跡。
[0022]圖中1.底座，2.內(nèi)齒輪，3.電機(jī)，4.軸套，5.轉(zhuǎn)臂，6.行星輪，7.中心輪，8.彈簧擋圈，9.燈架，10.LED燈，11.配重塊，12.內(nèi)圓柱面，13.外花鍵，14.外圓柱面，15.內(nèi)花鍵，16.心軸。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在圖1、圖4中，一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具主要由底座、行星輪系、電機(jī)、LED燈組成。行星輪系由內(nèi)齒輪2、轉(zhuǎn)臂5、行星輪6和中心輪7組成。內(nèi)齒輪2固結(jié)在底座I上，內(nèi)齒輪2的中心位置安裝有電機(jī)3，軸套4的內(nèi)圓柱面12固結(jié)在電機(jī)軸上，轉(zhuǎn)臂5通過(guò)內(nèi)花鍵15與軸套4上的外花鍵13配合實(shí)現(xiàn)徑向定位，軸套4的外花鍵13上開有環(huán)形槽通過(guò)彈簧擋圈實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臂5軸向定位。轉(zhuǎn)臂5上沿圓周方向均布有四個(gè)心軸16，心軸16上空套行星輪6通過(guò)彈簧擋圈8軸向定位。
[0024]在圖2中，行星輪6與內(nèi)齒輪2內(nèi)嚙合，行星輪6與行星輪7外嚙合，行星輪6端面的一側(cè)上固結(jié)有燈架9，燈架9上有不同顏色的LED燈10徑向布置，另一側(cè)裝有配重塊11用于調(diào)節(jié)動(dòng)平衡。
[0025]在圖3中，四個(gè)行星輪6上的燈架9依次錯(cuò)位90度，由空套在軸套4外圓柱面14上的中心輪7與四個(gè)行星輪6外嚙合，控制四個(gè)行星輪6之間的相位。內(nèi)齒輪2、行星輪6、中心輪7的齒數(shù)之比為4:1:2。
[0026]在圖9中，在電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速大于300r/min，行星輪上的LED燈在人眼視覺殘留下顯示了具有四轉(zhuǎn)折的內(nèi)擺線，5種不同顏色的LED燈，顯示了 5種不同顏色的擺線軌跡，其中位于節(jié)圓上的LED燈顯示為四角星形線。
【權(quán)利要求】
1.一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具，其特征是:它主要由底座、行星輪系、電機(jī)、LED燈組成；所述的行星輪系由內(nèi)齒輪(2)、轉(zhuǎn)臂(5)、行星輪(6)和中心輪(7)組成，內(nèi)齒輪(2)固結(jié)在底座(I)上，內(nèi)齒輪(2)中心位置安裝有電機(jī)(3)，電機(jī)(3)轉(zhuǎn)速大于300r/min，電機(jī)(3)軸上固結(jié)軸套(4)，轉(zhuǎn)臂(5)中心的內(nèi)花鍵(15)與軸套(4)上的外花鍵(13)配合徑向定位，軸套(4)的外花鍵(13)上開有環(huán)形槽通過(guò)彈簧擋圈實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臂(5)軸向定位,轉(zhuǎn)臂(5)上沿圓周方向均布有四個(gè)心軸(16)，心軸(16)上空套行星輪(6)通過(guò)彈簧擋圈(8)軸向定位，行星輪(6)與內(nèi)齒輪(2)內(nèi)嚙合，行星輪(6)端面的一側(cè)上固結(jié)有燈架(9)，燈架(9)上裝有LED燈(10)，另一側(cè)裝有配重塊(11);空套在軸套(4)上的中心輪(7)與四個(gè)行星輪(6)外嚙合，四個(gè)行星輪(6)上的燈架(9)依次錯(cuò)位90度，內(nèi)齒輪(2)、行星輪(6)、中心輪(7)的齒數(shù)之比為4:1:2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星輪系內(nèi)擺線演示教具，其特征是:燈架(9)上的LED燈(10)有不同顏色徑向布置在行星輪(6)上，其中一個(gè)LED燈(10)位于行星輪(6)的節(jié)圓上。
【文檔編號(hào)】G09B23/04GK203746298SQ201420097109
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】李輝, 陳小圻, 王曉進(jìn) 申請(qǐng)人:李輝