專利名稱：非調(diào)和比齒數(shù)分配儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及科學(xué)儀器、計算工具、直觀教具技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及齒輪 設(shè)計中使用的齒數(shù)分配儀及其使用方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的齒輪設(shè)計中，齒數(shù)分配都是進(jìn)行的人T:計算，費時、費力，又
不夠精確，到目前為止，還沒有專門設(shè)計的齒數(shù)分配儀，在專利85103479. A 中提到一種利用調(diào)和比原理設(shè)計的一種教具"調(diào)和儀"，由一對對稱形曲柄 滑塊機(jī)構(gòu)、 個正圓形的刻度盤和一個內(nèi)嵌裝定位針的螺釘軸等部件組成， 其作為一種繪圖儀器是對調(diào)和比原理的一次成功應(yīng)用。調(diào)和比和非調(diào)和比
(交比)是射影幾何中的兩個基本不變量，早在古希臘，數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家 就注意到這化匕值不變的特性，即O (dcba) = (ABCD)=入，當(dāng)(ABCD)= —1時稱四點A、 B、 C、 D為調(diào)和共軛，比值一l稱為調(diào)和比，即交于一點0 的四直線a、 b、 c、 d被一條不過0的直線截于四點A、 B、 C、 D，定義(abcd) =(ABCD)，當(dāng)比值等于-1時稱為調(diào)和比，而比值不等于-l時，為非調(diào)和比
(也稱交比)，非調(diào)和比(A， B， C， D)亦可寫成(CA/CB) / (DA/DB)， 圖6是四共線點列(ABCD)與四共點線束O(abcd)的關(guān)系圖，根據(jù)非調(diào)和比 定理有
(CBAD) = (C' B' A' D') =X (入為任一實數(shù)) (1)
公式(1)也可寫成
(AC/AB)/(DC/DB) = ( A' C' / A' B' )/( D' C' / D' B')=入 (2) 如果將共線點A'移動與A點重合；D'點移動至無窮遠(yuǎn)點(參見圖7)，
根據(jù)定理非調(diào)和比性質(zhì)仍然保持不變，則公式(2)可寫成
(AC/AB)/(DC/DB) = A' C' / A' B'=入 (3)
若令A(yù)B=Z1， AC二Z2， DC=Z3， DB二Z4，入為總速比。 則公式(3)可寫成二級齒輪速比計算公式，
艮口總速比<formula>formula see original document page 5</formula>(4)
此公式為非調(diào)和比齒數(shù)分配儀提供了設(shè)計依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用非調(diào)和比原理設(shè)計、能夠通過簡單操作就 能得出齒數(shù)分配數(shù)值的齒數(shù)分配儀及其使用方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的，提供一種用于齒輪設(shè)計的非調(diào)和 比齒數(shù)分配儀，主要由兩個滑座、兩個銷槽、 一個中心銷、 一個平頭銷連接 的底尺和兩個擺桿及上連桿構(gòu)成的平行四連桿機(jī)構(gòu)及通過中心銷在擺桿與 上連桿相交處活動連接一個左擺尺和右擺尺組成；在平行四邊形左下、右上 的兩個對角上，通過壓板、銷槽、螺釘、沉頭墊將兩個擺桿、 一個上連桿、 底尺和上滑尺、下滑尺活動連接在一起；在底尺、上滑尺、下滑尺上刻有標(biāo) 尺，在底尺上從左至右刻有0-240的標(biāo)尺；在上滑尺上從右至左刻有0-220 的標(biāo)尺，在下滑尺上從左至右刻有0-220的標(biāo)尺，上滑尺右端與銷槽固定連 接，上滑尺左端活動安置在壓板、銷槽組成的滑道內(nèi)；下滑尺左端與銷槽固 定連接，右端活動安置在另一組由壓板、銷槽組成的滑道內(nèi)；擺桿、上連桿 和底尺的左端與銷槽活動連接；可繞中心銷轉(zhuǎn)動的擺桿、上連桿、左擺尺、 右擺尺通過中心銷、定位套、螺釘、沉頭墊活動連接；通過小銷槽、小壓板、 滑座、壓板將左擺尺、右擺尺和底尺活動連接在一起；小銷槽的銷軸活動安 裝在滑座的通孔中；左擺尺、右擺尺活動安裝在小銷槽、小壓板組成的滑 道中；底尺活動安裝在滑座、壓板組成的滑道中；能將滑座鎖緊在底尺上的 頂絲安裝在滑座上加工的螺孔內(nèi)；能繞平頭銷的銷軸轉(zhuǎn)動的擺桿、底尺通過 平頭銷、螺釘、沉頭墊活動連接在一起。特征還在于由擺桿、左擺尺、右 擺尺、上連桿構(gòu)成的四共點線束結(jié)構(gòu)為非調(diào)和線束O(abcd)結(jié)構(gòu)，以下滑尺 和上滑尺在非調(diào)和線束上截得的四共線點列結(jié)構(gòu)為對應(yīng)的非調(diào)和點列
(ABCD)結(jié)構(gòu)。
一種非調(diào)和比齒數(shù)分配儀的使用方法，特征是首先根據(jù)使用需求確定 齒輪傳動的總速比，然后，調(diào)整滑座至相應(yīng)的標(biāo)尺位置，并用頂絲分別將其 固定在底尺上，則速比即在底尺上確定；此時轉(zhuǎn)動擺桿即可在下滑尺和上滑 尺上讀出滿足此速比的多組符合要求的齒數(shù)分配值，即可選取一組最佳齒數(shù) 分酉己數(shù)值。
本發(fā)明的實施效果是由于利用非調(diào)和比原理設(shè)計，通過簡單抽拉操作 就能簡單、方便的得出一組最佳齒數(shù)分配數(shù)值，減少繁雜的人工計算，節(jié)省 大量時間，提高了齒輪設(shè)計的工作效率。


圖1是本發(fā)明實施例非調(diào)和比齒數(shù)分配儀的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是圖1的E-E剖視圖 圖3是圖1的F-F剖視圖 圖4是圖1的G-G剖視圖 圖5是圖1的H-H剖視圖
圖6是本發(fā)明實施例非調(diào)和比(四共線點列/VBCD與共點線束0abcd的) 原理示意圖
圖7是本發(fā)明實施例非調(diào)和比(點A'移動與A點重合，D'點移動至無窮 遠(yuǎn)點的)原理示意圖
在附圖中1.左擺尺；2.滑座；3.右擺尺；4.下滑尺；5.底尺； 6.銷槽；7.壓板；8.上滑尺；9.擺桿；10.中心銷；11.上連桿；12.平 頭銷；13.定位套；14.螺釘；15.沉頭墊；16.頂絲；17.小銷槽；18.小壓板。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明實施例非調(diào)和比齒數(shù)分配儀，圖1 是本發(fā)明實施例的非調(diào)和比齒數(shù)分配儀結(jié)構(gòu)示意圖，在圖1中，其結(jié)構(gòu)主要
由底尺5、擺桿9和上連桿11構(gòu)成的平行四連桿機(jī)構(gòu)及左擺尺1、右擺尺3， 下滑尺4、上滑尺8經(jīng)滑座2、銷槽6、中心銷10、平頭銷12活動連接而成， 在底尺5上以A點為起點從左至右刻有0-240的標(biāo)尺；在下滑尺4上以A點 為起點從左至右刻有0-220的標(biāo)尺；在上滑尺8上以D點為起點從右至左刻 有0-220的標(biāo)尺；在圖2中通過中心銷10、定位套13、螺釘14、沉頭墊15 活動連接著可繞中心銷10轉(zhuǎn)動的擺桿9、上連桿11、左擺尺1和右擺尺3; 在圖1和圖3中，在平行四邊形左下、右上的兩個對角上，通過壓板7、銷 槽6、螺釘14、沉頭墊15將兩個擺桿9、 一個上連桿11、底尺5和上滑尺8、 下滑尺4活動連接在一起；在圖1和圖4中，小銷槽17、小壓板18、滑座2 和壓板7將左擺尺1、右擺尺3和底尺5活動連接在一起；小銷槽17的銷軸 活動安裝在滑座2的通孔中；左擺尺1、右擺尺3活動安裝在小銷槽17、小 壓板18組成的滑道中；底尺5活動安裝在滑座2、壓板7組成的滑道中；能 將滑座(2)鎖緊在底尺(5)上的頂絲(16)安裝在滑座(2)上加工的螺 孔內(nèi)；在圖5中，能繞平頭銷12的銷軸轉(zhuǎn)動的擺桿9、底尺5通過平頭銷 12、螺釘14、沉頭墊15活動連接在一起。底尺5上的二個滑座2可分別帶 動左擺尺1、右擺尺3在底尺5上作任意滑動，當(dāng)滑座2由頂絲16固定于底 尺5的某一位置上時，左擺尺l、右擺尺3仍可以隨擺桿9的擺動而分別在 小銷槽17中上、下滑動，同時，下滑尺4、上滑尺8也隨著擺桿9的擺動分 別在二個銷槽6中作左、右滑動。下滑尺4的標(biāo)尺零位對正于齒數(shù)分配儀的 點位A，并始終跟隨A點運動；上滑尺8的標(biāo)尺零位對正于儀器的點位D， 并始終跟隨D點運動，轉(zhuǎn)動儀器，即可在底尺5，下滑尺4和上滑尺8的標(biāo) 尺上分別讀出所需的相應(yīng)數(shù)值。由擺桿9、左擺尺l、右擺尺3、上連桿ll 構(gòu)成的四共點線束為非調(diào)和線束O(abcd)結(jié)構(gòu)，以下滑尺4和上滑尺8在非 調(diào)和線束上截得的四共線點列為對應(yīng)的非調(diào)和點列(ABCD)結(jié)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)滿 足非調(diào)和比原理。
一種非調(diào)和比齒數(shù)分配儀的使用方法，特征是首先根據(jù)使用需求確定
齒輪傳動的總速比，即按照公式速比入=(Z2/Z1) X (Z4/Z3) = A' C' /A' B'，在底尺5上任意設(shè)置一組比值A(chǔ)' C' /A' B' 二A，如首先按速比 入二3初定A' C' 二180， A' B' =60 ，然后調(diào)整滑座2至相應(yīng)的標(biāo)尺位置， 并用頂絲16分別將其固定在底尺5上，則速比即在底尺5上確定，此時轉(zhuǎn) 動擺桿9即可在下滑尺4和上滑尺8上讀出滿足此速比的多組符合要求的齒 數(shù)分配值(如Z1， Z2， Z3， Z4)，綜合考慮各種因素，即可選取一組最佳齒 數(shù)分配數(shù)值。非調(diào)和比齒數(shù)分配儀的工作原理是應(yīng)用射影幾何學(xué)中的重要定 理一_非調(diào)和比(或稱交比)不變的性質(zhì)設(shè)計而成。參見圖6，根據(jù)非調(diào)和比 定理有(CBAD) = (C' B' A' D') 二入(入為任一實數(shù)) (1)
公式(1)也可寫成
(AC/AB)/(DC/DB)二( A' C' / A' B' )/( D' C' / D' B')=入(2)
如果將共線點A'移動與A點重合；D'點移動至無窮遠(yuǎn)點(參見圖7)，
根據(jù)定理非調(diào)和比性質(zhì)仍然保持不變，則公式(2)可寫成
(AC/AB)/(DC/DB)= A' C'' / A' B''=入 (3)
若令A(yù)B二Z1， AOZ2， DC=Z3， DB=Z4，
則公式(3)可寫成二級齒輪速比計算公式，
艮卩總速比 入=(Z2/Z1) X (Z4/Z3) =A' C' / A' B' (4)
按照公式(4)速比入=(Z2/Z1) X (Z4/Z3) 二A' C' /A' B'，在底 尺5上任意設(shè)置一組比值A(chǔ)' C' / A' B'=入，即將總速比確定好，則立即 可在下滑尺4和上滑尺8上讀出滿足此速比的多組4個齒數(shù)分配值(Z1， Z2， Z3， Z4)方案，從中可迅速便捷地選擇出所需的最佳方案。 例如設(shè)計一臺速比為3的二級齒輪減速機(jī)，求適合傳動的4個齒輪的齒數(shù)。 首先按速比入^3初定A' C' =180， A' B' 二60 ，而后調(diào)整滑座2至 相應(yīng)的標(biāo)尺位置，并用頂絲16分別將其固定在底尺5上，
則速比入=A' C' / A' B' = 3即在底尺5上確定，此時轉(zhuǎn)動擺桿9 即可在下滑尺4和上滑尺8上讀出滿足此速比的多組4個齒數(shù)分配值(Zl， Z2， Z3， Z4)。任取其中3組列表如下
Zl二 AB294263
Z2=AC5580120
Z3=DC4566100
Z4二 DB71104157
相應(yīng)的速比入二 2.99 3.00 2.99，綜合考慮比較后，選擇第一組方案較 好，艮卩(Zl， Z2， Z3， Z4) = (29， 55， 45， 71)。
權(quán)利要求
1、一種非調(diào)和比齒數(shù)分配儀，主要由兩個滑座(2)、兩個銷槽(6)、一個中心銷(10)、一個平頭銷(12)連接的底尺(5)和兩個擺桿(9)及上連桿(11)構(gòu)成的平行四連桿機(jī)構(gòu)及通過中心銷(10)在擺桿(9)與上連桿(11)相交處活動連接一個左擺尺(1)和右擺尺(3)組成；在平行四邊形左下、右上的兩個對角上，通過壓板(7)、銷槽(6)、螺釘(14)、沉頭墊(15)將兩個擺桿(9)、一個上連桿(11)、底尺(5)和上滑尺(8)、下滑尺(4)活動連接在一起；在底尺(5)、上滑尺(8)、下滑尺(4)上刻有標(biāo)尺，在底尺(5)上從左至右刻有0-240的標(biāo)尺；在上滑尺(8)上從右至左刻有0-220的標(biāo)尺，在下滑尺(4)上從左至右刻有0-220的標(biāo)尺，上滑尺(8)右端與銷槽(6)固定連接，上滑尺(8)左端活動安置在壓板(7)、銷槽(6)組成的滑道內(nèi)；下滑尺(4)左端與銷槽(6)固定連接，右端活動安置在另一組由壓板(7)、銷槽(6)組成的滑道內(nèi)；擺桿(9)、上連桿(11)和底尺(5)的左端與銷槽(6)活動連接；可繞中心銷(10)轉(zhuǎn)動的擺桿(9)、上連桿(11)、左擺尺(1)、右擺尺(3)通過中心銷(10)、定位套(13)、螺釘(14)、沉頭墊(15)活動連接；通過小銷槽(17)、小壓板(18)、滑座(2)、壓板(7)將左擺尺(1)、右擺尺(3)和底尺(5)活動連接在一起；小銷槽(17)的銷軸活動安裝在滑座(2)的通孔中；左擺尺(1)、右擺尺(3)活動安裝在小銷槽(17)、小壓板(18)組成的滑道中；底尺(5)活動安裝在滑座(2)、壓板(7)組成的滑道中；能將滑座(2)鎖緊在底尺(5)上的頂絲(16)安裝在滑座(2)上加工的螺孔內(nèi)；能繞平頭銷(12)的銷軸轉(zhuǎn)動的擺桿(9)、底尺(5)通過平頭銷(12)、螺釘(14)、沉頭墊(15)活動連接在一起。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種非調(diào)和比齒數(shù)分配儀，特征是由 擺桿(9)、左擺尺(1)、右擺尺(3)、上連桿(11)構(gòu)成的四共點線 束結(jié)構(gòu)為非調(diào)和線束O(abcd)結(jié)構(gòu)，以下滑尺(4)和上滑尺(8)在非 調(diào)和線束上截得的四共線點列結(jié)構(gòu)為對應(yīng)的非調(diào)和點列(ABCD)結(jié)構(gòu)。 3、 一種非調(diào)和比齒數(shù)分配儀的使用方法，特征是首先根據(jù)使用 需求確定齒輪傳動的總速比，然后，調(diào)整滑座(2)至相應(yīng)的標(biāo)尺位置， 并用頂絲(16)分別將其固定在底尺(5)上，則速比即在底尺(5) 上確定；此時轉(zhuǎn)動擺桿(9)即可在下滑尺(4)和上滑尺(8)上讀出 滿足此速比的多組符合要求的齒數(shù)分配值，即可選取一組最佳齒數(shù)分 配數(shù)值。
全文摘要
一種非調(diào)和比齒數(shù)分配儀，主要由兩個滑座、兩個銷槽、一個中心銷、一個平頭銷連接的底尺和兩個擺桿及上連桿構(gòu)成的平行四連桿機(jī)構(gòu)及通過中心銷在擺桿與上連桿相交處活動連接一個左、右擺尺組成；在平行四邊形左下、右上的兩個對角上，通過壓板、銷槽、螺釘、沉頭墊將兩個擺桿、一個上連桿、底尺和上滑尺、下滑尺活動連接在一起；在底尺、上滑尺、下滑尺上刻有標(biāo)尺。一種非調(diào)和比齒數(shù)分配儀的使用方法，首先根據(jù)需求確定齒輪傳動的總速比，然后調(diào)整滑座至相應(yīng)的標(biāo)尺位置，并用頂絲分別將其固定在底尺上，此時轉(zhuǎn)動擺桿即可在下滑尺和上滑尺上讀出滿足要求的齒數(shù)分配值，本發(fā)明能簡單、方便的得出一組最佳齒數(shù)分配數(shù)值。
文檔編號G01M13/02GK101349610SQ20081014712
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者李克涵, 旭 韓 申請人:中冶集團(tuán)北京冶金設(shè)備研究設(shè)計總院