CN104021721B

CN104021721B - 一种挠性传动演示装置

Info

Publication number: CN104021721B
Application number: CN201410295790.0A
Authority: CN
Inventors: 张付祥; 李文忠
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: CN104021721A

Abstract

一种挠性传动演示装置，包括底板1，电源2，调速器3，电机4，电机座5，联轴器6，主动平带轮7，第一轴承座8，主动轴9，主动同步带轮10，第二轴承座11，主动链轮12，传动链13，同步带14，平带15，刻度尺16，指针17，从动链轮18，第三轴承座19，回转轴20，从动轴21，加载器22，加载手柄23，第四轴承座24，第一滚动轴承25，从动同步带轮26，第二滚动轴承27，大表盘28，小表盘29，第五轴承座30和从动平带轮31。本发明将传统的带传动实验装置的液压加载换为手动加载，数据显示仪换为对比表盘，另加上链传动装置，使该装置能演示带传动的弹性滑动与打滑、链传动的多边形效应现象和特点。

Description

一种挠性传动演示装置

技术领域

本发明涉及一种演示装置，尤其是挠性传动演示装置。

背景技术

挠性传动演示装置是用来演示《机械设计》课程中的挠性传动章节：带传动、链传动的传动特性。它的实现原理简单、操作方便、现象明显；体积小、并且价格低廉。由于以上等特点，机械设计挠性传动演示装置适用于各理工科院校的《机械设计》课程。

目前，学生实验室内有“弹性滑动”与“打滑”的实验装置，但其体积大，应用传感器技术，不能满足老师在教室授课时的使用要求，不能够达到学生对两个概念的区分。链传动的“多边形效应”使得瞬时速度、瞬时传动比不同，该现象不能明显表现，且学生实验室中该类装置尚且缺乏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种结构简单，体积小的挠性传动演示装置。

本发明的挠性传动演示装置包括：底板1，电源2，调速器3，电机4，电机座5，联轴器6，主动平带轮7，第一轴承座8，主动轴9，主动同步带轮10，第二轴承座11，主动链轮12，传动链13，同步带14，平带15，刻度尺16，指针17，从动链轮18，第三轴承座19，回转轴20，从动轴21，加载器22，加载手柄23，第四轴承座24，第一滚动轴承25，从动同步带轮26，第二滚动轴承27，大表盘28，小表盘29，第五轴承座30和从动平带轮31。其中加载器22和加载手柄23组成挠性传动演示装置的加载装置；传动链13，刻度尺16，指针17，从动链轮18，第三轴承座19和回转轴20组成挠性传动演示装置的指针及刻度尺装置。底板1在挠性传动演示装置的最下方，底板1上面从右向左依次布置电源2，调速器3和电机4，电机4安装在电机座5上，电机座5通过螺栓固定在底板1上。电机4的后面布置主动轴9，主动轴9的前端布置第一轴承座8，主动轴9的后端布置第二轴承座11，第一轴承座8和第二轴承座11通过螺栓固定在底板1上。电机4的电机轴和主动轴9通过联轴器6连接。第一轴承座8的前面的主动轴9的轴端安装主动平带轮7，第一轴承座8和第二轴承座11中间的主动轴9上安装主动同步带轮10，第二轴承座11的后面的主动轴9的轴端安装主动链轮12。从动轴21和主动轴9平行布置，位于挠性传动演示装置的右侧。从动轴21的前端布置第五轴承座30，从动轴21的后端布置第四轴承座24，第四轴承座24和第五轴承座30通过螺栓固定在底板1上。第四轴承座24的前面的从动轴21的轴端安装从动平带轮31。第四轴承座24和第五轴承座30中间的从动轴21上安装从动同步带轮26。第四轴承座24的后面的从动轴21的轴端安装从动链轮18。从动同步带轮26和从动轴21之间安装第一滚动轴承25和第二滚动轴承27，从动同步带轮26可以自由的绕从动轴21回转。从动同步带轮26的前侧端面上安装大表盘28，大表盘28前面的从动轴21上安装小表盘29。第四轴承座24的后侧安装加载器22，加载器22呈开口的夹子状，加载器22中间有一个和从动轴21等直径的孔，从动轴21从加载器22的孔中穿过。加载器22的左侧夹片加工一个螺纹孔，加载器22的右侧夹片和左侧螺纹孔对应的位置加工一个光孔。加载手柄23上面的螺杆通过加载器22右侧夹片的光孔和加载器22左侧夹片的螺纹孔配合，形成螺旋传动。加载手柄23的螺杆上安装两个螺母，两个螺母在加载器22右侧夹片的外面实现双螺母防松。第三轴承座19布置在从动链轮18的右后方，通过螺栓固定在底板1上。第三轴承座19的孔内安装回转轴20，回转轴20内部径向安装指针17，指针17的正后面布置刻度尺16，刻度尺16固定在底板1上。

本发明将传统实验装置简单化，小型化。将传统的带传动实验装置的液压加载换为简单的手动加载，数据显示仪换为对比表盘，另加上链传动演示装置，使老师更方便课上讲授，可以使学生更加直观的了解带传动的“弹性滑动”与“打滑”、链传动的“多边形效应”现象和特点。

附图说明

图1为本发明的挠性传动演示装置总体布置俯视图；

图2为本发明的挠性传动演示装置的加载装置；

图3为本发明的挠性传动演示装置的指针及刻度尺装置。

具体实施例

结合附图说明本发明结构和操作。

本发明的挠性传动演示装置详细结构如图1-3所示，包括：底板1，电源2，调速器3，电机4，电机座5，联轴器6，主动平带轮7，第一轴承座8，主动轴9，主动同步带轮10，第二轴承座11，主动链轮12，传动链13，同步带14，平带15，刻度尺16，指针17，从动链轮18，第三轴承座19，回转轴20，从动轴21，加载器22，加载手柄23，第四轴承座24，第一滚动轴承25，从动同步带轮26，第二滚动轴承27，大表盘28，小表盘29，第五轴承座30和从动平带轮31。其中加载器22和加载手柄23组成挠性传动演示装置的加载装置；传动链13，刻度尺16，指针17，从动链轮18，第三轴承座19和回转轴20组成挠性传动演示装置的指针及刻度尺装置。底板1在挠性传动演示装置的最下方，底板1上面从右向左依次布置电源2，调速器3和电机4，电机4安装在电机座5上，电机座5通过螺栓固定在底板1上。电机4的后面布置主动轴9，主动轴9的前端布置第一轴承座8，主动轴9的后端布置第二轴承座11，第一轴承座8和第二轴承座11通过螺栓固定在底板1上。电机4的电机轴和主动轴9通过联轴器6连接。第一轴承座8的前面的主动轴9的轴端安装主动平带轮7，第一轴承座8和第二轴承座11中间的主动轴9上安装主动同步带轮10，第二轴承座11的后面的主动轴9的轴端安装主动链轮12。从动轴21和主动轴9平行布置，位于挠性传动演示装置的右侧。从动轴21的前端布置第五轴承座30，从动轴21的后端布置第四轴承座24，第四轴承座24和第五轴承座30通过螺栓固定在底板1上。第四轴承座24的前面的从动轴21的轴端安装从动平带轮31。第四轴承座24和第五轴承座30中间的从动轴21上安装从动同步带轮26。第四轴承座24的后面的从动轴21的轴端安装从动链轮18。从动同步带轮26和从动轴21之间安装第一滚动轴承25和第二滚动轴承27，从动同步带轮26可以自由的绕从动轴21回转。从动同步带轮26的前侧端面上安装大表盘28，大表盘28前面的从动轴21上安装小表盘29。第四轴承座24的后侧安装加载器22，加载器22呈开口的夹子状，加载器22中间有一个和从动轴21等直径的孔，从动轴21从加载器22的孔中穿过。加载器22的左侧夹片加工一个螺纹孔，加载器22的右侧夹片和左侧螺纹孔对应的位置加工一个光孔。加载手柄23上面的螺杆通过加载器22右侧夹片的光孔和加载器22左侧夹片的螺纹孔配合，形成螺旋传动。加载手柄23的螺杆上安装两个螺母，两个螺母在加载器22右侧夹片的外面实现双螺母防松。第三轴承座19布置在从动链轮18的右后方，通过螺栓固定在底板1上。第三轴承座19的孔内安装回转轴20，回转轴20内部径向安装指针17，指针17的正后面布置刻度尺16，刻度尺16固定在底板1上。

带传动弹性滑动原理及现象介绍：平带15在运动中，两边拉力差使带的弹性变形量不等，而导致的平带15与从动同步带轮26的接触面间的微量相对滑动，导致传动比不定，是带传动不可避免的固有特性。在本发明的挠性传动演示装置中反应现象为：代表主动轴9转速的从动同步带轮26联接的大表盘28与联接在从动轴21的小表盘29的累积位移差。

带传动打滑原理及现象介绍：由于过载引起的带轮上全面滑动，造成传动失效，是可以通过合理设计和正确使用避免的。在本发明的挠性传动演示装置中反应现象为：同步带表盘装置中，代表主动轴9转速的从动同步带轮26联接的大表盘28继续转动，而联接在从动轴21的小表盘29停止转动。

由于带传动与链传动的运动特性，主动轴9与从动轴21会产生速度差，由大表盘28和小表盘29的位移差积累间接表示，达到预期目的。

链传动多边形效应原理及现象介绍：传动链13与从动链轮18间的多边形啮合传动导致的运动不均匀，冲击和振动，是链传动的固有特性。在本发明装置中反应现象为：同步带表盘装置中，代表主动轴9转速的从动同步带轮26联接的大表盘28以匀速转动，而联接在从动轴21的小表盘29由于多边形效应产生的运动不均匀，转动角度忽大忽小，并逐渐增大两表盘位移差；指针刻度尺装置中，以刻度尺16为基准，由于多边形效应导致指针17在一定范围内上下波动。

实验方案如下：

（1）电源2为电机4和调速器3供电，调速器3调节电机4转速到合适转速；

（2）讲述带传动章节时，将传动链13卸下，安装平带15，开动电机4并用调速器3调节转速，观察安装在从动轴21上的小表盘29与安装从动同步带轮26上的大表盘28的刻度位置差，即可观察到带传动“弹性滑动”的存在。电机4继续转动，用加载手柄23加载，使加载器22抱紧从动轴21，观察小表盘29和大表盘28的刻度位置差即可观察到“打滑”现象；

（3）讲述链传动章节时，将平带15卸下，安装传动链13，开动电机4并用调速器3调节转速，观察小表盘29和大表盘28的刻度位置差以及指针17和刻度尺16的位置差，即可观察到链传动的“多边形效应”；

（4）本例作为优选实施例，是低成本应用。在本发明装置从动链轮18和从动轴21、从动平带轮31和从动轴21之间分别增加一个离合器。讲述带传动章节时，从动平带轮31的离合器结合、从动链轮18的离合器分离；讲述链传动章节时，从动链轮18的离合器结合、从动平带轮31的离合器分离。

Claims

1.一种挠性传动演示装置，包括：底板（1），电源（2），调速器（3），电机（4），电机座（5），联轴器（6），主动平带轮（7），第一轴承座（8），主动轴（9），主动同步带轮（10），第二轴承座（11），主动链轮（12），传动链（13），同步带（14），平带（15），刻度尺（16），指针（17），从动链轮（18），第三轴承座（19），回转轴（20），从动轴（21），加载器（22），加载手柄（23），第四轴承座（24），第一滚动轴承（25），从动同步带轮（26），第二滚动轴承（27），大表盘（28），小表盘（29），第五轴承座（30）和从动平带轮（31），其特征在于：底板（1）在挠性传动演示装置的最下方，底板（1）上面从右向左依次布置电源（2），调速器（3）和电机（4），电机（4）安装在电机座（5）上，电机座（5）通过螺栓固定在底板（1）上，电机（4）的后面布置主动轴（9），主动轴（9）的前端布置第一轴承座（8），主动轴（9）的后端布置第二轴承座（11），第一轴承座（8）和第二轴承座（11）通过螺栓固定在底板（1）上，电机（4）的电机轴和主动轴（9）通过联轴器（6）连接，第一轴承座（8）的前面的主动轴（9）的轴端安装主动平带轮（7），第一轴承座（8）和第二轴承座（11）中间的主动轴（9）上安装主动同步带轮（10），第二轴承座（11）的后面的主动轴（9）的轴端安装主动链轮（12），从动轴（21）和主动轴（9）平行布置，位于挠性传动演示装置的右侧，从动轴（21）的前端布置第五轴承座（30），从动轴（21）的后端布置第四轴承座（24），第四轴承座（24）和第五轴承座（30）通过螺栓固定在底板（1）上，第四轴承座（24）的前面的从动轴（21）的轴端安装从动平带轮（31），第四轴承座（24）和第五轴承座（30）中间的从动轴（21）上安装从动同步带轮（26），第四轴承座（24）的后面的从动轴（21）的轴端安装从动链轮（18），从动同步带轮（26）和从动轴（21）之间安装第一滚动轴承（25）和第二滚动轴承（27），从动同步带轮（26）可以自由的绕从动轴（21）回转，从动同步带轮（26）的前侧端面上安装大表盘（28），大表盘（28）前面的从动轴（21）上安装小表盘（29），第四轴承座（24）的后侧安装加载器（22），加载器（22）呈开口的夹子状，加载器（22）中间有一个和从动轴（21）等直径的孔，从动轴（21）从加载器（22）的孔中穿过，加载器（22）的左侧夹片加工一个螺纹孔，加载器（22）的右侧夹片和左侧螺纹孔对应的位置加工一个光孔，加载手柄（23）上面的螺杆通过加载器（22）右侧夹片的光孔和加载器（22）左侧夹片的螺纹孔配合，形成螺旋传动，加载手柄（23）的螺杆上安装两个螺母，两个螺母在加载器（22）右侧夹片的外面实现双螺母防松，第三轴承座（19）布置在从动链轮（18）的右后方，通过螺栓固定在底板（1）上，第三轴承座（19）的孔内安装回转轴（20），回转轴（20）内部径向安装指针（17），指针（17）的正后面布置刻度尺（16），刻度尺（16）固定在底板（1）上。