本發(fā)明涉及機(jī)械教學(xué)演示領(lǐng)域，具體講是一種機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置及演示方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，教學(xué)已經(jīng)成為我們首要的任務(wù)，只有培養(yǎng)出一批一批的優(yōu)秀人才，才得以將各行各業(yè)發(fā)展得更廣；目前在機(jī)械課程教學(xué)中，凸輪教學(xué)屬于重點(diǎn)領(lǐng)域，為了得以讓學(xué)員明白其中的過程，凸輪演示屬于必不可少的，怎樣選擇合適的演示裝置顯得尤為重要。

經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，專利號(hào)CN201420237422.6的實(shí)用新型公開了一種雙向凸輪演示裝置，包括支架/用于轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的手輪、與手輪連接的轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸上前后分布的兩組錐齒輪、滑塊、滑塊軌道、軌跡板固定組件和凸輪固定軸。有益效果在于可實(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，其中尖頂推桿、平底推桿和擺桿在使用中固定于筆頭固定夾上。通過手動(dòng)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(duì)比多條曲線的差異及產(chǎn)生原因，操作自由、靈活。

專利號(hào)CN201410720823.1的發(fā)明涉及一種凸輪演示裝置,可以快速畫出凸輪裝置中移動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線，并且可以根據(jù)已有的運(yùn)動(dòng)曲線來反向畫出凸輪理論輪廓線。本發(fā)明將凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞分解成水平方向和豎直方向來生成運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線，并且通過跟蹤從動(dòng)件位移曲線，反向傳遞運(yùn)動(dòng)來畫出凸輪理論輪廓線。

然而，目前關(guān)于凸輪的教學(xué)方式還比較單一，往往是通過教科書例題和平面圖形來演示，靜態(tài)的平面圖形演示比較抽象，學(xué)生難以理解凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及凸輪輪廓曲線生成過程。在教師講解的過程中很難通過純手工方式精確的畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線和凸輪的輪廓曲線，而且演示過程較費(fèi)時(shí)。有時(shí)教師會(huì)通過CAD來演示運(yùn)動(dòng)曲線和輪廓線的生成過程，這也就需要一定的畫圖技巧，并且需要配備裝有CAD類軟件的電腦。有時(shí)教師會(huì)通過一些動(dòng)畫來演示凸輪機(jī)構(gòu)，但動(dòng)畫模型和實(shí)物存在一定的差異，不利于建立相關(guān)的機(jī)械概念。而實(shí)驗(yàn)室的凸輪儀器往往比較笨重，功能單一，達(dá)不到教學(xué)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于在此提供一種機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置及演示方法；該裝置具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，通過使用能夠很方便的完成凸輪的演示，并且通過傳感器獲得凸輪在旋轉(zhuǎn)過程中的特性，該特性可以通過外接顯示器顯示出來，便于使用者的參考和學(xué)習(xí)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)，構(gòu)造一種機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，該裝置包括試驗(yàn)臺(tái)、單相電容電機(jī)、大V帶輪、小V帶輪、主軸、轉(zhuǎn)盤、凸輪、推桿、柔性彈簧和安裝于傳感器套筒的傳感器；

所述單相電容電機(jī)位于試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)臺(tái)桌面的下方，該單相電容電機(jī)的電機(jī)軸與小V帶輪連接，小V帶輪再通過皮帶與大V帶輪連接；

所述主軸分為左軸A和左軸B，左軸A和左軸B通過右套筒連接，并通過兩個(gè)軸承支座安裝于試驗(yàn)臺(tái)桌面上；所述轉(zhuǎn)盤和凸輪安裝于左軸B上；

所述凸輪與安裝于推桿前端的推桿軸承匹配，其中推桿通過兩個(gè)支撐座安裝，并在兩個(gè)支撐座之間安裝有與推桿匹配的固定塊，該固定塊與后側(cè)支座之間安裝有柔性彈簧，該固定塊通過連接件與傳感器推桿連接，傳感器推桿與傳感器套筒匹配，傳感器套筒通過傳感器下支座安裝于試驗(yàn)臺(tái)桌面上。

本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能夠很方便的完成凸輪的演示，并且通過傳感器獲得凸輪在旋轉(zhuǎn)過程中的特性，并將該特性可以通過外接顯示器顯示出來，便于使用者的參考和學(xué)習(xí)。

本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)單相電容電機(jī)，將單相電容電機(jī)通過支架固定于試驗(yàn)臺(tái)桌面下方，并采用大V帶輪和小V帶輪配合，讓傳動(dòng)更加穩(wěn)定可靠，從而讓左軸A和左軸B轉(zhuǎn)動(dòng)的更加平穩(wěn)可靠。

本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)傳感部分，如所述凸輪與安裝于推桿前端的推桿軸承匹配，其中推桿通過兩個(gè)支撐座安裝，并在兩個(gè)支撐座之間安裝有與推桿匹配的固定塊，該固定塊與后側(cè)支座之間安裝有柔性彈簧，該固定塊通過連接件與傳感器推桿連接，傳感器推桿與傳感器套筒匹配，傳感器套筒通過傳感器下支座安裝于試驗(yàn)臺(tái)桌面；通過設(shè)計(jì)柔性彈簧，使得傳感器推桿能夠及時(shí)的復(fù)位，對(duì)凸輪的特征獲取更加精確。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，還包括圓柱凸輪，該圓柱凸輪通過套筒與左軸B連接，該圓柱凸輪通過軸承支座支撐安裝。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，所述試驗(yàn)臺(tái)下方還設(shè)置有兩個(gè)通過合頁(yè)連接的門體。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，所述試驗(yàn)臺(tái)桌面包括不銹鋼桌板面和位于不銹鋼桌板面上的耐磨層。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，耐磨層采用普通鋼板作為主體結(jié)構(gòu)；在所述的普通鋼板的表面上，設(shè)有一層堆焊耐磨層；所述的堆焊耐磨層的材料為過共晶高鉻合金；所述的普通鋼板的材料為Q235或16Mn。

采用上述耐磨層，其耐磨性比低碳鋼高，使其能夠提高試驗(yàn)臺(tái)桌面2的使用壽命，降低了設(shè)備的維修費(fèi)用及其他損失等。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，還包括軸承支座A和軸承支座B，軸承支座A和軸承支座B內(nèi)設(shè)置有軸承，軸承內(nèi)設(shè)置有耐磨圈。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，所述耐磨圈的材質(zhì)采用以Mn和Cr合金元素組成的高錳合金鋼順磁性材料，其重量百分含量如下：C：0.8-0.9％；Si：0.8-0.9％；Cr：2-3％；Mn：12-15％；S：≤0.03％；P：≤0.06％；余量為Fe。

采用耐磨圈后，提高了內(nèi)部的耐沖擊性和耐磨性，延長(zhǎng)了軸承支座A和軸承支座B整體的使用壽命，減少了維護(hù)和更換頻率，避免了對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行帶來的影響。

本發(fā)明提供一種機(jī)械凸輪教學(xué)演示方法，按照如下進(jìn)行；通過外接電源為單相電容電機(jī)供電，在單相電容電機(jī)得到電后，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過單相電容電機(jī)的電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小V帶輪；小V帶輪通過皮帶帶動(dòng)大V帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，大V帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)左軸A和左軸B轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝于左軸B的轉(zhuǎn)盤和凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)；在凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使得推桿軸承的移動(dòng)，從而使得推桿移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)固定塊帶動(dòng)連接件和傳感器推桿移動(dòng)，最終傳感器將凸輪的運(yùn)動(dòng)特性顯示于外接顯示器，便于使用者的解讀和學(xué)習(xí)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過改進(jìn)提供一種機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置及演示方法；該裝置具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，具體為；

優(yōu)點(diǎn)1：本發(fā)明包括試驗(yàn)臺(tái)、單相電容電機(jī)、大V帶輪、小V帶輪、主軸、轉(zhuǎn)盤、凸輪、推桿、柔性彈簧和安裝于傳感器套筒的傳感器；其整體設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能夠很方便的完成凸輪的演示，并且通過傳感器獲得凸輪在旋轉(zhuǎn)過程中的特性，并將該特性通過外接顯示器顯示出來，便于使用者的參考和學(xué)習(xí)。

優(yōu)點(diǎn)2：本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)單相電容電機(jī)，將單相電容電機(jī)通過支架固定于試驗(yàn)臺(tái)桌面下方，并采用大V帶輪和小V帶輪配合，讓傳動(dòng)更加穩(wěn)定可靠，從而讓左軸A和左軸B轉(zhuǎn)動(dòng)的更加平穩(wěn)可靠。

優(yōu)點(diǎn)3：本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)傳感部分，如所述凸輪與安裝于推桿前端的推桿軸承匹配，其中推桿通過兩個(gè)支撐座安裝，并在兩個(gè)支撐座之間安裝有與推桿匹配的固定塊，該固定塊與后側(cè)支座之間安裝有柔性彈簧，該固定塊通過連接件與傳感器推桿連接，傳感器推桿與傳感器套筒匹配，傳感器套筒通過傳感器下支座安裝于試驗(yàn)臺(tái)桌面；通過設(shè)計(jì)柔性彈簧，使得傳感器推桿能夠及時(shí)的復(fù)位，對(duì)凸輪的特征獲取更加精確。

優(yōu)點(diǎn)4：本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)，將試驗(yàn)臺(tái)下部設(shè)計(jì)有兩個(gè)通過合頁(yè)連接主體的門，方便了使用者對(duì)單相電容電機(jī)的安裝和調(diào)整，同時(shí)也將傳動(dòng)部件調(diào)整到合適的高度，避免使用者彎腰，工作不便等。

優(yōu)點(diǎn)5：本發(fā)明所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，所述試驗(yàn)臺(tái)桌面包括不銹鋼桌板面和位于不銹鋼桌板面上的耐磨層；耐磨層采用普通鋼板作為主體結(jié)構(gòu)；在所述的普通鋼板的表面上，設(shè)有一層堆焊耐磨層；所述的堆焊耐磨層的材料為過共晶高鉻合金；所述的普通鋼板的材料為Q235或16Mn。采用上述耐磨層，其耐磨性比低碳鋼高，使其能夠提高試驗(yàn)臺(tái)桌面2的使用壽命，降低了設(shè)備的維修費(fèi)用及其他損失等。

優(yōu)點(diǎn)6：本發(fā)明所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，還包括軸承支座A和軸承支座B，軸承支座A和軸承支座B內(nèi)設(shè)置有軸承，軸承內(nèi)設(shè)置有耐磨圈；所述耐磨圈的材質(zhì)采用以Mn和Cr合金元素組成的高錳合金鋼順磁性材料，其重量百分含量如下：C：0.8-0.9％；Si：0.8-0.9％；Cr：2-3％；Mn：12-15％；S：≤0.03％；P：≤0.06％；余量為Fe。采用耐磨圈后，提高了內(nèi)部的耐沖擊性和耐磨性，延長(zhǎng)了軸承支座A和軸承支座B整體的使用壽命，減少了維護(hù)和更換頻率，避免了對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行帶來的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明上端部分示意圖

圖2是本發(fā)明的主視圖

圖3是本發(fā)明的側(cè)視圖

圖4是本發(fā)明的俯視圖

圖5是圖2中A-A的剖視圖

圖6是圖2中B-B的剖視圖

圖7是本發(fā)明門體位置示意圖

圖8是本發(fā)明耐磨圈位置示意圖。

圖中：1、試驗(yàn)臺(tái)；2、試驗(yàn)臺(tái)桌面；4、；3、測(cè)試支架；5、軸承；6、左軸A；7、右套筒A；8、右刻度盤；9、右套筒B；10、彈性墊；11、M8螺母；12、右套筒C；13、M4螺釘；14、墊圈；15、皮帶；16、大V帶輪；17、帶輪鍵；18、電機(jī)軸；19、小V帶輪；20、轉(zhuǎn)盤；21、內(nèi)六角螺釘；22、軸承支座A；23、凸輪；24、圓柱凸輪；25、軸承支座B；26、左軸B；27、推桿軸承；28、插銷；29、傳感器下支座；30、傳感器上支座；31、推桿；32、長(zhǎng)平鍵A；33、傳感器套筒；34、傳感器推桿；35、柔性彈簧；36、連接件；37、M4內(nèi)六角螺釘；38、單相電容電機(jī)；39、門體；40、耐磨圈。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖1-圖8對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明在此提供一種機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，如圖1-圖8所示，可以按照如下方式予以實(shí)施；該裝置包括試驗(yàn)臺(tái)1、單相電容電機(jī)38、大V帶輪16、小V帶輪19、主軸、轉(zhuǎn)盤20、凸輪23、推桿31、柔性彈簧35和安裝于傳感器套筒33的傳感器。

所述單相電容電機(jī)38位于試驗(yàn)臺(tái)1的試驗(yàn)臺(tái)桌面2的下方，該單相電容電機(jī)38的電機(jī)軸與小V帶輪19連接，小V帶輪19再通過皮帶15與大V帶輪16連接。

所述主軸分為左軸A6和左軸B26，左軸A6和左軸B26通過右套筒12連接，并通過兩個(gè)軸承支座22安裝于試驗(yàn)臺(tái)桌面2上；所述轉(zhuǎn)盤20和凸輪23安裝于左軸B26上。

所述凸輪23與安裝于推桿31前端的推桿軸承27匹配，其中推桿27通過兩個(gè)支撐座安裝，并在兩個(gè)支撐座之間安裝有與推桿31匹配的固定塊4，該固定塊4與后側(cè)支座之間安裝有柔性彈簧35，該固定塊4通過連接件36與傳感器推桿34連接，傳感器推桿34與傳感器套筒33匹配，傳感器套筒33通過傳感器下支座29安裝于試驗(yàn)臺(tái)桌面2上。

通過上述實(shí)施，使其本發(fā)明具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠很方便的完成凸輪的演示，并且通過傳感器獲得凸輪在旋轉(zhuǎn)過程中的特性，并將該特性通過外接顯示器顯示出來，便于使用者的參考和學(xué)習(xí)。

本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)單相電容電機(jī)，將單相電容電機(jī)通過支架固定于試驗(yàn)臺(tái)桌面下方，并采用大V帶輪和小V帶輪配合，讓傳動(dòng)更加穩(wěn)定可靠，從而讓左軸A和左軸B轉(zhuǎn)動(dòng)的更加平穩(wěn)可靠。

本發(fā)明通過合理的設(shè)計(jì)傳感部分，如所述凸輪與安裝于推桿前端的推桿軸承匹配，其中推桿通過兩個(gè)支撐座安裝，并在兩個(gè)支撐座之間安裝有與推桿匹配的固定塊，該固定塊與后側(cè)支座之間安裝有柔性彈簧，該固定塊通過連接件與傳感器推桿連接，傳感器推桿與傳感器套筒匹配，傳感器套筒通過傳感器下支座安裝于試驗(yàn)臺(tái)桌面；通過設(shè)計(jì)柔性彈簧，使得傳感器推桿能夠及時(shí)的復(fù)位，對(duì)凸輪的特征獲取更加精確。

本發(fā)明所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，還包括圓柱凸輪24，該圓柱凸輪24通過套筒與左軸B26連接，該圓柱凸輪24通過軸承支座支撐安裝。

本發(fā)明所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，所述試驗(yàn)臺(tái)1下方還設(shè)置有兩個(gè)通過合頁(yè)連接的門體39；通過設(shè)置門體，方便了使用者對(duì)單相電容電機(jī)的安裝和調(diào)整，同時(shí)也將傳動(dòng)部件調(diào)整到合適的高度，避免使用者彎腰，工作不便等。

本發(fā)明所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，所述試驗(yàn)臺(tái)桌面2包括不銹鋼桌板面2a和位于不銹鋼桌板面2a上的耐磨層2b。

所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，耐磨層2b采用普通鋼板作為主體結(jié)構(gòu)；在所述的普通鋼板的表面上，設(shè)有一層堆焊耐磨層；所述的堆焊耐磨層的材料為過共晶高鉻合金；所述的普通鋼板的材料為Q235或16Mn。采用上述耐磨層，其耐磨性比低碳鋼高，使其能夠提高試驗(yàn)臺(tái)桌面2的使用壽命，降低了設(shè)備的維修費(fèi)用及其他損失等。

所述機(jī)械凸輪教學(xué)演示裝置，還包括軸承支座A22和軸承支座B25，軸承支座A22和軸承支座B25內(nèi)設(shè)置有軸承5，軸承5內(nèi)設(shè)置有耐磨圈40。

所述耐磨圈40的材質(zhì)采用以Mn和Cr合金元素組成的高錳合金鋼順磁性材料，其重量百分含量如下：C：0.8-0.9％；Si：0.8-0.9％；Cr：2-3％；Mn：12-15％；S：≤0.03％；P：≤0.06％；余量為Fe。采用耐磨圈后，提高了內(nèi)部的耐沖擊性和耐磨性，延長(zhǎng)了軸承支座A和軸承支座B整體的使用壽命，減少了維護(hù)和更換頻率，避免了對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行帶來的影響。

本發(fā)明對(duì)應(yīng)的機(jī)械凸輪教學(xué)演示方法如下，按照如下進(jìn)行；首先通過圖紙要求安裝好本發(fā)明后，通過外接電源為單相電容電機(jī)38供電，在單相電容電機(jī)38得到電后，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過單相電容電機(jī)38的電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小V帶輪19；小V帶輪19通過皮帶15帶動(dòng)大V帶輪16轉(zhuǎn)動(dòng)，大V帶輪16的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)左軸A6和左軸B26轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝于左軸B26的轉(zhuǎn)盤20和凸輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，在凸輪23的轉(zhuǎn)動(dòng)使得推桿軸承27的移動(dòng)，從而使得推桿31移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)固定塊帶動(dòng)連接件36和傳感器推桿34移動(dòng)，最終傳感器34將凸輪23的運(yùn)動(dòng)特性顯示于外接顯示器，便于使用者的解讀和學(xué)習(xí)。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。