CN104008692B - 一种齿轮教具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮教具，属于教学仪器领域。齿轮教具包括：框架、设于框架内的发条、可转动地固定在框架内的第一外齿轮和第二外齿轮、与第二外齿轮同轴连接的第三外齿轮、连杆、第四外齿轮和第五外齿轮，第一外齿轮套设在发条的外部，且第一外齿轮的内壁与发条的输出端连接，第二外齿轮与第一外齿轮啮合，连杆的一端固定在第二外齿轮的转动轴上，连杆的另一端固定在第四外齿轮的转动轴上，第五外齿轮可转动地安装在连杆的中部且第五外齿轮分别与第三外齿轮和第四外齿轮啮合。本发明通过上述方案，可以形象地演示齿轮的运动、相啮合的齿轮之间的传动、同轴齿轮的传动、连杆的运动和传动等，该齿轮教具结构简单，易拆装更换，便于携带。

Description

一种齿轮教具
技术领域
本发明涉及教学仪器领域，特别涉及一种齿轮教具。
背景技术
教具是一种教学的辅助工具，运用教具可以使抽象的知识形象化、具体化、生动化。齿轮的教学是机械原理课堂中的难点，为了便于对其齿轮的理解，在教学中一般会用教具演示齿轮。目前用于演示齿轮的教具，多是采用静止的齿轮，不能形象直观地演示齿轮的传动。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种齿轮教具。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种齿轮教具，所述齿轮教具包括：框架、设于所述框架内的发条、可转动地固定在所述框架内的第一外齿轮和第二外齿轮、与所述第二外齿轮同轴连接的第三外齿轮、连杆、第四外齿轮和第五外齿轮，所述第一外齿轮套设在所述发条的外部，且所述第一外齿轮的内壁与所述发条的输出端连接，所述第二外齿轮与所述第一外齿轮啮合，所述连杆的一端固定在所述第二外齿轮的转动轴上，所述连杆的另一端固定在所述第四外齿轮的转动轴上，所述第五外齿轮可转动地安装在所述连杆的中部且所述第五外齿轮分别与所述第三外齿轮和所述第四外齿轮啮合。
可选地，所述第三外齿轮的半径小于所述第二外齿轮的半径。
优选地，所述齿轮教具还包括与所述第四外齿轮同轴连接的第六外齿轮，所述第六外齿轮的半径大于所述第四外齿轮的半径。
进一步地，所述齿轮教具还包括一与所述第六外齿轮啮合的内齿轮，所述第三外齿轮和所述第四外齿轮连接的连杆的长度与所述第六外齿轮的半径之和，与所述内齿轮的半径的长度相等。
优选地，所述第一外齿轮、所述第二外齿轮、所述第三外齿轮、所述第四外齿轮、所述第五外齿轮、所述第六外齿轮、以及所述内齿轮的表面上沿着所述齿轮的径向均设有标记线，所述标记线为直线。
可选地，所述第一外齿轮、所述第二外齿轮、所述第三外齿轮、所述第四外齿轮、所述第五外齿轮、所述第六外齿轮、以及所述内齿轮的表面均贴有图片。
具体地，所述图片为齿轮图片或者星球图片。
可选地，所述第一外齿轮、所述第二外齿轮、所述第三外齿轮、所述第四外齿轮、所述第五外齿轮、所述第六外齿轮、以及所述内齿轮均为塑料齿轮。
具体地，所述框架为透明盒子。
可选地，所述框架为塑料框架。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过发条带动第一外齿轮转动，第一外齿轮转动带动与其啮合的第二外齿轮转动，第二外齿轮转轮带动与其同轴的第三外齿轮转动，同时通过连杆带动第四外齿轮和第五外齿轮绕着第二外齿轮的转动轴转动，由于第五外齿轮分别与第三外齿轮和第四外齿轮啮合，则第三外齿轮转动同时带动第四外齿轮和第五外齿轮自传，从而可以形象地演示齿轮的运动、相啮合的齿轮之间的传动，同轴齿轮的传动、连杆的运动和传动，并且发条和齿轮设于框架内，便于齿轮教具的携带，该齿轮教具结构简单，易拆装更换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种齿轮教具结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本发明实施例提供了一种齿轮教具，参见图1，该齿轮教具包括：框架1、设于框架1内的发条2、可转动地固定在框架1内的第一外齿轮31和第二外齿轮32，与第二外齿轮32同轴连接的第三外齿轮33、连杆4、第四外齿轮34和第五外齿轮35，第一外齿轮31套设在发条2的外部，且第一外齿轮31的内壁与发条2的输出端连接，第二外齿轮32与第一外齿轮31啮合，连杆4的一端固定在第二外齿轮32的转动轴上，连杆4的另一端固定在第四外齿轮的转动轴上，第五外齿轮35可转动地安装在连杆4的中部且第五外齿轮35分别与第三外齿轮33和第四外齿轮34啮合。
可选地，第三外齿轮33的半径小于第二外齿轮32的半径。如果第二外齿轮32与第三外齿轮33的半径相同，一个齿轮会遮挡住另一个齿轮，不方便观察齿轮的同轴传动。
优选地，齿轮教具还包括与第四外齿轮34同轴连接的第六外齿轮36，第六外齿轮36的半径大于第四外齿轮34的半径。第六外齿轮36随着第四外齿轮34一起绕着第二外齿轮32的转动轴旋转，并且，第三外齿轮33转动带动与其啮合的第五外齿轮35转动，第五外齿轮35带动与其啮合的第四外齿轮34转动，第四外齿轮34带动与其同轴的第六外齿轮36转动，即第四外齿轮34、第五外齿轮35、第六外齿轮36在绕着第二外齿轮32的转动轴周转的同时还自转。
进一步地，齿轮教具还包括一与第六外齿轮36啮合的内齿轮37，第三外齿轮33和第四外齿轮34连接的连杆4的长度与第六外齿轮36的半径之和，与内齿轮37的半径的长度相等，第六外齿轮36的转动，带动与其啮合的内齿轮37旋转。
优选地，第一外齿轮31、第二外齿轮32、第三外齿轮33、第四外齿轮34、第五外齿轮35、第六外齿轮36、以及内齿轮37的表面上沿着齿轮的径向均设有标记线，标记线为直线。在计算齿轮之间的传动比时，用T型尺的刻度线与被测齿轮的圆心对齐，量角器平面一端与T型尺刻度线对齐。在齿轮不旋转时，再进行角度测量。转动前的角度为标记线与刻度线之间夹角的角度，转动停止后的角度为标记线与刻度线之间夹角的角度，则齿轮的转动角度＝转动停止后的角度-转动前的角度+圈数*360°，则齿轮的角速度＝齿轮的转动角度/转动时间，则传动比即为齿轮的角速度的比值。
可选地，第一外齿轮31、第二外齿轮32、第三外齿轮33、第四外齿轮34、第五外齿轮35、第六外齿轮36、以及内齿轮37的表面均贴有图片。在齿轮的表面贴上图片，使得教具更加美观。
具体地，图片为齿轮图片或者星球图片。例如，可以在第一外齿轮31、第二外齿轮32、第三外齿轮33以及内齿轮37上贴上恒星图片，第四外齿轮、第五外齿轮和第六外齿轮36上贴上行星图片，如此，通过该齿轮教具还可以演示星球之间的运动形式。
可选地，第一外齿轮31、第二外齿轮32、第三外齿轮33、第四外齿轮34、第五外齿轮35、第六外齿轮36、以及内齿轮37均为塑料齿轮。塑料齿轮质地轻盈，便于携带，且造价低。
具体地，框架1可以为透明盒子。更具体地，框架1可以为A3纸张大小的、厚度为10～20nm的透明盒子。将框架1设为透明盒子，可以方便从框架1的任意面观察齿轮的运动。
可选的，框架1可以为塑料框架，塑料框架质地轻盈，便于携带，且造价低。
下面通过齿轮教具的工作过程来具体说明本发明实施例提供的一种齿轮教具。
给发条1上劲，发条1带动第一外齿轮31旋转，与第一外齿轮31啮合的第二外齿轮32随之旋转，与第二外齿轮32同轴的第三外齿轮33旋转，并通过连杆4，带动第四外齿轮34、第五外齿轮35绕着第二外齿轮32的转动轴旋转，同时，第三外齿轮的转动带动与其啮合的第五外齿轮转动、第四外齿轮34与第五外齿轮35啮合，则第四外齿轮也转动，第六外齿轮36与第四外齿轮34同轴，则第六外齿轮36随着第四外齿轮34绕着第二外齿轮32的转动轴旋转的同时还自转，第六外齿轮36带动与第六外齿轮36啮合的内齿轮37旋转。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过发条带动第一外齿轮转动，第一外齿轮转动带动与其啮合的第二外齿轮转动，第二外齿轮转轮带动与其同轴的第三外齿轮转动，同时通过连杆带动第四外齿轮和第五外齿轮绕着第二外齿轮的转动轴转动，由于第五外齿轮分别与第三外齿轮和第四外齿轮啮合，则第三外齿轮转动同时带动第四外齿轮和第五外齿轮自传，从而可以形象地演示齿轮的运动、相啮合的齿轮之间的传动，同轴齿轮的传动、连杆的运动和传动，并且发条和齿轮设于框架内，便于齿轮教具的携带，该齿轮教具结构简单，易拆装更换；
第四外齿轮、第五外齿轮与第三外齿轮通过连杆连接，形象直观地演示了齿轮传动和连杆传动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮教具，其特征在于，所述齿轮教具包括框架、设于所述框架内的发条、可转动地固定在所述框架内的第一外齿轮和第二外齿轮、与所述第二外齿轮同轴连接的第三外齿轮、连杆、第四外齿轮和第五外齿轮，所述第一外齿轮套设在所述发条的外部，且所述第一外齿轮的内壁与所述发条的输出端连接，所述第二外齿轮与所述第一外齿轮啮合，所述连杆的一端固定在所述第二外齿轮的转动轴上，所述连杆的另一端固定在所述第四外齿轮的转动轴上，所述第五外齿轮可转动地安装在所述连杆的中部且所述第五外齿轮分别与所述第三外齿轮和所述第四外齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的齿轮教具，其特征在于，所述第三外齿轮的半径小于所述第二外齿轮的半径。
3.根据权利要求1所述的齿轮教具，其特征在于，所述齿轮教具还包括与所述第四外齿轮同轴连接的第六外齿轮，所述第六外齿轮的半径大于所述第四外齿轮的半径。
4.根据权利要求3所述的齿轮教具，其特征在于，所述齿轮教具还包括一与所述第六外齿轮啮合的内齿轮，所述第三外齿轮和所述第四外齿轮连接的连杆的长度与所述第六外齿轮的半径之和，与所述内齿轮的半径的长度相等。
5.根据权利要求4所述的齿轮教具，其特征在于，所述第一外齿轮、所述第二外齿轮、所述第三外齿轮、所述第四外齿轮、所述第五外齿轮、所述第六外齿轮、以及所述内齿轮的表面上沿着所述齿轮的径向均设有标记线，所述标记线为直线。
6.根据权利要求4所述的齿轮教具，其特征在于，所述第一外齿轮、所述第二外齿轮、所述第三外齿轮、所述第四外齿轮、所述第五外齿轮、所述第六外齿轮、以及所述内齿轮的表面均贴有图片。
7.根据权利要求6所述的齿轮教具，其特征在于，所述图片为齿轮图片或者星球图片。
8.根据权利要求4所述的齿轮教具，其特征在于，所述第一外齿轮、所述第二外齿轮、所述第三外齿轮、所述第四外齿轮、所述第五外齿轮、所述第六外齿轮、以及所述内齿轮均为塑料齿轮。
9.根据权利要求1-8任一项所述的齿轮教具，其特征在于，所述框架为透明盒子。
10.根据权利要求9所述的齿轮教具，其特征在于，所述框架为塑料框架。
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