CN103978815B - 一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及教具，一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪主要由定位板、偏心轮、定位块、滚珠滑杆、预紧力装置、绘图板、导轨I、导轨II、移动滑块组、底座、滚子销组件及同步传动机构组成，所述绘图板连接所述导轨II，所述导轨I水平地固定于所述定位板前面，所述齿条连接所述导轨II并与所述齿轮啮合，所述齿轮与所述上同步带轮同轴连接，所述下同步带轮与所述偏心轮同轴连接，所述上同步带轮、下同步带轮及同步带位于所述定位板后面；所述定位块位于所述导轨I下面，所述移动滑块组固定在所述定位块内并可以调节，所述滚珠滑杆位于所述滚珠滑块内并可上下滑动，所述滚珠滑杆上端连接所述预紧力装置、下端铰接所述销，所述滚动轴承与所述偏心轮滚动接触。

Description

一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪
技术领域
本发明涉及机械制造领域的凸轮设计兼教育教学用具，特别是针对机械类课程设计的教学过程中能够适应现代教学要求、让学生在短时间内掌握凸轮机构原理与设计过程的一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪。
背景技术
机械类课程设计的教学中如果配合教具的演示能提高课堂效果，凸轮机构是简单实用的一种机械传动装置，凸轮机构设计一般是采用反转法描出有限个点，最后通过曲线拟合技术完成凸轮机构S-φ位移曲线绘制，该方法存在的缺陷是工作强度大、效率低、得到的数据是离散点且点数有限，曲线轮廓设计准确度取决于描点的数量，点数越少精度越低，为了提高精度须增加描点的数量，所述一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪能轻易解决这一问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供的一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪所描点的数量无限，是利用同步带传动、齿轮齿条传动机构将旋转运动转化为直线运动，建立起了凸轮旋转角度与绘图板横向位移间一一对应的映射关系，同时，通过滚子销组件将凸轮旋转运动传递给滚珠滑杆上下运动，利用上端的预紧力装置自动调节绘图笔与绘图板间的预紧力，经过上述两方向运动的传递来绘制出光滑的连续性S-φ位移特征曲线。
本发明所采用的方案是：
所述一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪主要由定位板、偏心轮、定位块、滚珠滑杆、预紧力装置、绘图板、导轨I、导轨II、移动滑块组、手柄、底座、滚子销组件及同步传动机构组成，所述同步传动机构主要由齿轮、齿条、上同步带轮、下同步带轮及同步带组成，所述移动滑块组主要由滚珠滑块、紧定螺钉、滑动块组成，所述预紧力装置主要由笔套、绘图笔组成，所述滚子销组件主要由销与滚动轴承组成，所述定位板垂直连接所述底座，所述绘图板连接所述导轨II，所述导轨II能在所述导轨I上滑动，所述导轨I水平地固定于所述定位板前面，所述齿条连接所述导轨II并与所述齿轮啮合，所述齿轮与所述上同步带轮同轴连接，所述下同步带轮与所述偏心轮同轴连接，所述偏心轮上具有所述手柄，所述上同步带轮、下同步带轮及同步带位于所述定位板后面；所述定位块水平地固定于所述定位板前面并位于所述导轨I下面，所述滑动块通过所述紧定螺钉固定在所述定位块内并可以调节，所述滚珠滑块连接所述滑动块前面，所述滚珠滑杆位于所述滚珠滑块内并可上下滑动，所述滚珠滑杆上端连接所述预紧力装置、下端铰接所述销，所述滚动轴承与所述销同轴并与所述偏心轮滚动接触。所述预紧力装置能夹紧绘图笔，并使笔尖对所述绘图板产生一定所需压力，使绘出的图线不间断，连续完成S-φ位移特征曲线绘制。
本发明的有益效果是：
所述一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪设计合理，具有结构简单、操作方便、成本低廉等特点，并能够快速、精准的绘制出各种凸轮的特征曲线，适用于对心、偏置各类凸轮机构。
附图说明
下面结合本发明的图形进一步说明：
图1是所述一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪正面示意图；
图2是所述导轨I、导轨II与所述同步传动机构位置关系示意图；
图3是所述定位板的后面示意图；
图4是所述移动滑块组局部放大示意图；
图5是所述预紧力装置局部放大示意图；
图6是所述滚子销组件局部放大示意图；
图7是针对偏心轮绘图过程的一个示例；
图8是针对偏心凸轮绘图过程的一个示例；
图9是针对对心凸轮绘图过程的一个示例。
图中，1.定位板，2.偏心轮，3.定位块，4.滚珠滑杆，5.预紧力装置，6.绘图板，7.移动滑块组，8.手柄，9.底座，10.滚子销组件，11.导轨I，12.导轨II，13.齿轮，14.齿条，15.上同步带轮，16.同步带，17.下同步带轮，18.螺钉，19.滚珠滑块，20.紧定螺钉，21.滑动块，22.笔套，23.绘图笔，24.销，25.滚动轴承。
具体实施方式
如图1是所述一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪正面示意图。
如图2是所述导轨I、导轨II与所述同步传动机构位置关系示意图。
如图3是所述定位板后面示意图，反映所述上同步带轮、下同步带轮与所述定位板位置关系。
所述一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪主要由定位板(1)、偏心轮(2)、定位块(3)、滚珠滑杆(4)、预紧力装置(5)、绘图板(6)、导轨I(11)、导轨II(12)、移动滑块组(7)、手柄(8)、底座(9)、滚子销组件(10)及同步传动机构组成，所述同步传动机构主要由齿轮(13)、齿条(14)、上同步带轮(15)、下同步带轮(17)及同步带(16)组成，所述定位板(1)垂直连接所述底座(9)，所述绘图板(6)连接所述导轨II(12)，所述导轨II(12)能在所述导轨I(11)上滑动，所述导轨I(11)水平地固定于所述定位板(1)前面，所述齿条(14)连接所述导轨II(12)并与所述齿轮(13)啮合，所述齿轮(13)与所述上同步带轮(15)同轴连接，所述下同步带轮(17)与所述偏心轮(2)同轴连接，所述偏心轮(2)上具有所述手柄(8)，所述上同步带轮(15)、下同步带轮(17)及同步带(16)位于所述定位板(1)后面；所述定位块(3)水平地固定于所述定位板(1)前面并位于所述导轨I(11)下面。
如图4是所述移动滑块组局部放大示意图，所述移动滑块组(7)主要由滚珠滑块(19)、紧定螺钉(20)、滑动块(21)组成，所述滑动块(21)通过所述紧定螺钉(20)固定在所述定位块(3)内并可以调节，所述滚珠滑块(19)连接所述滑动块(21)前面，所述滚珠滑杆(4)位于所述滚珠滑块(19)内并可上下滑动。
如图5是所述预紧力装置局部放大示意图，所述预紧力装置(5)主要由笔套(22)、绘图笔(23)组成。
如图6是所述滚子销组件局部放大示意图，所述滚子销组件(10)主要由销(24)与滚动轴承(25)组成。
所述滚珠滑杆(4)上端连接所述预紧力装置(5)、下端铰接所述销(24)，所述滚动轴承(25)与所述销(24)同轴并与所述偏心轮(2)滚动接触。所述预紧力装置的笔套能夹紧绘图笔，并使笔尖对所述绘图板产生一定所需压力，使绘出的图线不间断，能连续完成S-φ位移特征曲线绘制。
如图7是针对偏心轮绘图过程的一个示例。
如图8是针对偏心凸轮绘图过程的一个示例。
如图9是针对对心凸轮绘图过程的一个示例。
使用时，转动所述手柄(8)使所述偏心轮(2)旋转、所述下同步带轮(17)旋转，通过所述同步带(16)使所述上同步带轮(15)旋转，又使所述齿轮(13)带动所述齿条(14)水平移动，这时所述导轨II(12)带动所述绘图板(6)水平移动；与此同时，所述偏心轮(2)通过所述滚动轴承(25)和所述销(24)推动所述滚珠滑杆(4)上下运动，这时位于所述滚珠滑杆(4)上端的所述绘图笔(23)作上下运动。所述绘图板(6)的水平移动与所述绘图笔(23)的上下运动，使得能绘制出光滑的连续性S-φ位移特征曲线。

Claims (1)

1.一种手动凸轮机构特征曲线绘制仪，主要由定位板(1)、偏心轮(2)、定位块(3)、滚珠滑杆(4)、预紧力装置(5)、绘图板(6)、导轨I(11)、导轨II(12)、移动滑块组(7)、手柄(8)、底座(9)、滚子销组件(10)及同步传动机构组成，所述同步传动机构主要由齿轮(13)、齿条(14)、上同步带轮(15)、下同步带轮(17)及同步带(16)组成，所述移动滑块组(7)主要由滚珠滑块(19)、紧定螺钉(20)、滑动块(21)组成，所述预紧力装置(5)主要由笔套(22)、绘图笔(23)组成，所述滚子销组件(10)主要由销(24)与滚动轴承(25)组成，其特征是：所述定位板(1)垂直连接所述底座(9)，所述绘图板(6)连接所述导轨II(12)，所述导轨II(12)能在所述导轨I(11)上滑动，所述导轨I(11)水平地固定于所述定位板(1)前面，所述齿条(14)连接所述导轨II(12)并与所述齿轮(13)啮合，所述齿轮(13)与所述上同步带轮(15)同轴连接，所述下同步带轮(17)与所述偏心轮(2)同轴连接，所述偏心轮(2)上具有所述手柄(8)，所述上同步带轮(15)、下同步带轮(17)及同步带(16)位于所述定位板(1)后面；所述定位块(3)水平地固定于所述定位板(1)前面并位于所述导轨I(11)下面，所述滑动块(21)通过所述紧定螺钉(20)固定在所述定位块(3)内并可以调节，所述滚珠滑块(19)连接所述滑动块(21)前面，所述滚珠滑杆(4)位于所述滚珠滑块(19)内并可上下滑动，所述滚珠滑杆(4)上端连接所述预紧力装置(5)、下端铰接所述销(24)，所述滚动轴承(25)与所述销(24)同轴并与所述偏心轮(2)滚动接触。
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