一種多自由度凸輪教學(xué)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于教學(xué)用具【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種多自由度凸輪教學(xué)裝置，包括底板、支架、輸入軸，通過多個特定齒輪間的傳動組成了多自由度凸輪教學(xué)裝置，可實(shí)際演示尖頂推桿、平底推桿、擺桿作用于凸輪上生成行程曲線的過程。通過手動方式可隨時(shí)中止繪制行程曲線并進(jìn)行曲線分析；可改變偏心距對比多條曲線的差異及產(chǎn)生原因，操作自由、靈活；本裝置還能通過行程曲線繪制凸輪，了解凸輪的生成過程，使學(xué)生能更直觀理解反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪的原理。本裝置既能作為課堂教學(xué)演示又能作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備；不僅能提高學(xué)生動手操作能力，還能隨時(shí)分析凸輪和行程曲線的對應(yīng)關(guān)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
【專利說明】—種多自由度凸輪教學(xué)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于教學(xué)用具【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多自由度凸輪教學(xué)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的凸輪教學(xué)中要求學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容為:了解各種凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類；掌握簡單的推桿運(yùn)動規(guī)律及了解推桿運(yùn)動規(guī)律的選擇原則；了解凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸確定時(shí)應(yīng)考慮的主要因素，如設(shè)計(jì)空間、結(jié)構(gòu)條件、壓力角、效率與自鎖、“運(yùn)動失真”等；掌握凸輪輪廓的設(shè)計(jì)方法。在機(jī)械原理現(xiàn)有的教學(xué)方式下，教師一般通過制作動畫來模擬凸輪的運(yùn)動方式，模擬軟件靈活性差，不能實(shí)時(shí)進(jìn)行分析計(jì)算。凸輪的傳動與行程曲線的生成產(chǎn)生脫節(jié)，學(xué)生并不能直觀認(rèn)識凸輪的傳動過程及行程曲線的生成原理。而且，學(xué)生在通過動畫學(xué)習(xí)凸輪過程中處于被動地位，不能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。機(jī)械是一門非常注重動手操作的專業(yè)，課堂的理論教學(xué)并不能培養(yǎng)機(jī)械類學(xué)生的動手操作能力。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型旨在提供一種多自由度凸輪教學(xué)裝置，很好的解決了上述問題，結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)際演示尖頂推桿、平底推桿、擺桿作用于凸輪上生成行程曲線的過程。通過手動方式可隨時(shí)中止繪制行程曲線并進(jìn)行曲線分析?？筛淖兤木鄬Ρ榷鄺l曲線的差異及產(chǎn)生原因，操作自由、靈活。本裝置還能通過行程曲線繪制凸輪，了解凸輪的生成過程，使學(xué)生能更直觀理解反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪的原理。本裝置既能作為課堂教學(xué)演示又能作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備。不僅能提高學(xué)生動手操作能力，還能隨時(shí)分析凸輪和行程曲線的對應(yīng)關(guān)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種多自由度凸輪教學(xué)裝置，包括底板、支架、輸入軸，輸入軸上間隔固定設(shè)置有第一錐齒輪和第二錐齒輪，第一錐齒輪垂直嚙合有第一從動錐齒輪，第二錐齒輪垂直嚙合有第二從動錐齒輪，第一從動錐齒輪上固接有第一輸出軸，第二錐齒輪上固接有第二輸出軸，第二輸出軸上部設(shè)置有直齒輪，直齒輪嚙合有行程板齒條，行程板齒條設(shè)置于支架上的滑軌內(nèi)，支架上還設(shè)置有橫桿，橫桿上設(shè)置有滑塊，滑塊上滑動連接有傳動桿，支架通過支撐軸固定在底板上，輸入軸、第一輸出軸、第二輸出軸分別通過軸承固定在底板上。
[0005]優(yōu)選的，所述輸入軸端部設(shè)置有手輪。
[0006]進(jìn)一步的，所述支撐軸與第二輸出軸之間設(shè)置有定位架。
[0007]優(yōu)選的，所述第一輸出軸端部設(shè)置有凸輪或白板連接裝置。根據(jù)不同演示需要，在第一輸出軸端部連接凸輪或者白板。
[0008]進(jìn)一步的，所述行程板齒條上固接有白板，傳動桿上部設(shè)置有筆桿套，筆桿套上設(shè)置有緊固螺釘，傳動桿下部連接有尖底推桿或平底推桿。
[0009]優(yōu)選的，所述行程板齒條上固接有行程曲線板，傳動桿下部連接有筆桿套，筆桿套上設(shè)置有緊固螺釘，傳動桿上部設(shè)置有滑桿接頭。
[0010]進(jìn)一步的，還包括齒輪箱，齒輪箱設(shè)置于橫桿上，齒輪箱包括箱體及箱體內(nèi)設(shè)置的輸入軸、傳動軸、輸出軸,輸入軸上固接有主動齒輪,傳動軸上固接有第一從動齒輪和第二沖動齒輪，輸出軸上固接有第三從動齒輪和輸出齒輪，主動齒輪與第一從動齒輪相嚙合，第二從動齒輪和第三從動齒輪相嚙合，輸出齒輪嚙合有豎直齒條，豎直齒條上部設(shè)置有筆桿套，筆桿套上設(shè)置有緊固螺釘，齒輪箱外還包括與輸入軸固接的擺桿。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型通過多個特定齒輪間的傳動組成了多自由度凸輪教學(xué)裝置，可實(shí)際演示尖頂推桿、平底推桿、擺桿作用于凸輪上生成行程曲線的過程。通過手動方式可隨時(shí)中止繪制行程曲線并進(jìn)行曲線分析?？筛淖兤木鄬Ρ榷鄺l曲線的差異及產(chǎn)生原因，操作自由、靈活。本裝置還能通過行程曲線繪制凸輪，了解凸輪的生成過程，使學(xué)生能更直觀理解反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪的原理。本裝置既能作為課堂教學(xué)演示又能作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備。不僅能提高學(xué)生動手操作能力，還能隨時(shí)分析凸輪和行程曲線的對應(yīng)關(guān)系，提聞學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0014]圖3為第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5為第四種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0017]圖6為第四種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0018]圖7為圖5中齒輪箱內(nèi)部機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖；
[0019]圖中:1.底板，2.支架，21.橫桿，22.支撐軸，23.滑塊，3.輸入軸，31.手輪，32.第一錐齒輪，33.第二錐齒輪，4.第一輸出軸，41.第一從動錐齒輪，5.第二輸出軸，51.第二從動錐齒輪，52.直齒輪,53.行程板齒條,54.白板,55.行程曲線板,6.傳動桿,61.筆桿套，62.平底推桿，63.尖底推桿，64.滑桿接頭，65.畫筆，7.定位架，8.軸承，9.凸輪，10.齒輪箱，101.擺桿，102.豎直齒條。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021]實(shí)施例1:如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種多自由度凸輪教學(xué)裝置，包括底板1、支架2、輸入軸3，輸入軸3上間隔固定設(shè)置有第一錐齒輪32和第二錐齒輪33，第一錐齒輪32垂直嚙合有第一從動錐齒輪41，第二錐齒輪33垂直嚙合有第二從動錐齒輪51，第一從動錐齒輪41上固接有第一輸出軸4，第二錐齒輪51上固接有第二輸出軸5，第二輸出軸5上部設(shè)置有直齒輪52，直齒輪52嚙合有行程板齒條53，行程板齒條53設(shè)置于支架2上的滑軌內(nèi)，支架2上還設(shè)置有橫桿21，橫桿21上設(shè)置有滑塊23，滑塊23上滑動連接有傳動桿6,支架2通過支撐軸22固定在底板I上,輸入軸3、第一輸出軸4、第二輸出軸5分別通過軸承8固定在底板I上。輸入軸3端部設(shè)置有手輪31。支撐軸22與第二輸出軸5之間設(shè)置有定位架7。第一輸出軸4端部設(shè)置有凸輪連接裝置，在使用時(shí)，連接有凸輪9。行程板齒條53上固接有白板54，傳動桿6上部設(shè)置有筆桿套61，筆桿套61上設(shè)置有緊固螺釘，傳動桿6下部連接有平底推桿62。第一從動錐齒輪41與第一錐齒輪32的齒數(shù)比為3:1，當(dāng)手輪31轉(zhuǎn)動一周，第一輸出軸4帶動凸輪9轉(zhuǎn)動1/3周。第二從動錐齒輪51與第二錐齒輪33的齒數(shù)比為1:2，當(dāng)手輪9轉(zhuǎn)動一周，第二輸出軸5帶動直齒輪52轉(zhuǎn)動2周。直齒輪52為I模36齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪。在使用時(shí)，將畫筆65套在筆桿套61內(nèi)，通過緊固螺釘固定牢固。平底推桿62與凸輪9邊緣接觸。演示時(shí)，只需要轉(zhuǎn)到手輪31，就可以帶動輸入軸3轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步帶動第一輸出軸4、第二輸出軸5轉(zhuǎn)動，第一輸出軸4帶動行程板齒條53左右移動，第二輸出軸5帶動凸輪9轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步帶動傳動桿6上的畫筆65上下移動，這樣就可以在白板54上記錄平底推桿62作用于凸輪9上生成行程曲線。
[0022]實(shí)施例2:如圖3所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，將傳動桿6下部連接的平底推桿62換成尖底推桿63。同樣演示時(shí)，只需要轉(zhuǎn)到手輪31，就可以帶動輸入軸3轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步帶動第一輸出軸4、第二輸出軸5轉(zhuǎn)動,第一輸出軸4帶動行程板齒條53左右移動,第二輸出軸5帶動凸輪9轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步帶動傳動桿6上的畫筆65上下移動，這樣就可以在白板54上記錄尖底推桿63作用于凸輪9上生成行程曲線。
[0023]實(shí)施例3:如圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，第一輸出軸4端部設(shè)置有白板連接裝置，在使用時(shí)，第一輸出軸4端部連接白板54。而將行程板齒條53上固接的白板54換成行程曲線板55，傳動桿6下部的平底推桿62換成筆桿套61，筆桿套61內(nèi)套有畫筆65，畫筆65通過筆桿套61上設(shè)置的緊固螺釘固定牢固，將傳動桿6上部設(shè)置的筆桿套61換成滑桿接頭64，滑桿接頭64上固定滑桿，將滑桿端部放入行程曲線板55的曲線槽內(nèi)。演示時(shí)，只需要轉(zhuǎn)到手輪31，就可以帶動輸入軸3轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步帶動第一輸出軸4、第二輸出軸5轉(zhuǎn)動，第一輸出軸4帶動行程板齒條53左右移動，行程曲線板53上的曲線槽就可以帶動滑桿上下移動，進(jìn)一步帶動傳動桿6下部的畫筆65上下移動；而第二輸出軸5帶動白板54轉(zhuǎn)動，這樣就可以通過行程曲線板55上的曲線槽在白板54上畫出與曲線槽相對應(yīng)的凸輪外形圖像。
[0024]實(shí)施例4:如圖5、圖6以及圖7所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，還包括齒輪箱10，齒輪箱10設(shè)置于橫桿21上,齒輪箱10包括箱體及箱體內(nèi)設(shè)置的輸入軸、傳動軸、輸出軸,輸入軸上固接有主動齒輪，傳動軸上固接有第一從動齒輪和第二沖動齒輪，輸出軸上固接有第三從動齒輪和輸出齒輪，主動齒輪與第一從動齒輪相嚙合，第二從動齒輪和第三從動齒輪相嚙合，輸出齒輪嚙合有豎直齒條102，豎直齒條102上部設(shè)置有筆桿套61，筆桿套61上設(shè)置有緊固螺釘，齒輪箱10外還包括與輸入軸固接的擺桿101。演示時(shí)，將畫筆65套入筆桿套61內(nèi)，第一輸出軸4端部套上凸輪9，擺桿101與凸輪9邊緣接觸，只需要轉(zhuǎn)到手輪31，就可以帶動輸入軸3轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步帶動第一輸出軸4、第二輸出軸5轉(zhuǎn)動，第一輸出軸4帶動行程板齒條53左右移動,第二輸出軸5帶動凸輪9轉(zhuǎn)動,進(jìn)一步帶動擺桿101擺動,擺桿101通過齒輪箱10使豎直齒條102上下滑動，進(jìn)一步帶動豎直齒條102上的畫筆65上下移動，這樣就可以在白板54上記錄擺桿101作用于凸輪9上生成行程曲線。
[0025]當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多自由度凸輪教學(xué)裝置，包括底板、支架、輸入軸，其特征在于:輸入軸上間隔固定設(shè)置有第一錐齒輪和第二錐齒輪，所述第一錐齒輪垂直嚙合有第一從動錐齒輪，第二錐齒輪垂直嚙合有第二從動錐齒輪，所述第一從動錐齒輪上固接有第一輸出軸，第二錐齒輪上固接有第二輸出軸，所述第二輸出軸上部設(shè)置有直齒輪，所述直齒輪嚙合有行程板齒條，所述行程板齒條設(shè)置于支架上的滑軌內(nèi)，所述支架上還設(shè)置有橫桿，所述橫桿上設(shè)置有固定滑塊，固定滑塊上滑動連接有傳動桿，所述支架通過支撐軸固定在底板上，所述輸入軸、第一輸出軸、第二輸出軸分別通過軸承固定在底板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:所述輸入軸端部設(shè)置有手輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:所述支撐軸與第二輸出軸之間設(shè)置有定位架。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:所述第一輸出軸端部設(shè)置有凸輪或白板連接裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:所述行程板齒條上固接有白板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:所述傳動桿上部設(shè)置有筆桿套，所述筆桿套上設(shè)置有緊固螺釘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:所述傳動桿下部連接有尖底推桿或平底推桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:所述行程板齒條上固接有行程曲線板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:所述傳動桿下部連接有筆桿套，所述筆桿套上設(shè)置有緊固螺釘，所述傳動桿上部設(shè)置有滑桿接頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多自由度凸輪教學(xué)裝置，其特征在于:還包括齒輪箱，所述齒輪箱設(shè)置于橫桿上，所述齒輪箱包括箱體及箱體內(nèi)設(shè)置的輸入軸、傳動軸、輸出軸，所述輸入軸上固接有主動齒輪，所述傳動軸上固接有第一從動齒輪和第二沖動齒輪，所述輸出軸上固接有第三從動齒輪和輸出齒輪，所述主動齒輪與第一從動齒輪相嚙合，第二從動齒輪和第三從動齒輪相嚙合，所述輸出齒輪嚙合有豎直齒條，所述豎直齒條上部設(shè)置有筆桿套，所述筆桿套上設(shè)置有緊固螺釘，所述齒輪箱外還包括與輸入軸固接的擺桿。
【文檔編號】G09B25/02GK203858813SQ201420287189
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】包弘毅, 申鵬程, 劉洋, 丁修遠(yuǎn), 王梟 申請人:電子科技大學(xué)