CN104123877B - 一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种凸轮机构位移‑廓线生成演示仪，包括行星板、齿轮、盘形凸轮、画板、摇动把手、机架、滚子推杆、移动凸轮、偏置滑块、移动从动件及摆动从动件；所述摇动把手、行星板、齿轮、盘形凸轮及画板穿设在一转轴上，且架设于所述机架上；所述移动凸轮可直线移动地固定于设在所述行星板上的光轴，该移动凸轮还固定有一穿设有推杆矩阵的推杆架及设有与所述齿轮相啮合的齿条；所述滚子推杆通过所述偏置滑块固定于所述行星板上，且可相对于所述偏置滑块上下移动，该滚子推杆还固定有所述移动从动件及摆动从动件。本发明的优点是：该教具可用于演示凸轮位移线图及多种廓线图的生成，不仅解决了传统教具的单一性，且演示效果好。

Description

一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪

技术领域

本发明涉及教学仪器领域，特别涉及一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪。

背景技术

在机械原理教学中，凸轮机构的运动规律与凸轮廓线的设计原理是很重要而又难以理解的一部分内容，采用传统教学的抽象讲解或计算机演示效果都比直接使用教具演示来的差，由此可见利用教具演示可以带来很好的教学效果。但是现有的凸轮教具的缺点是：功能比较单一，不能演示凸轮机构的从动件位移线图形生成及由从动件的位移规律来设计相应的凸轮轮廓曲线生成，且演示效果较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，该演示仪能够演示凸轮位移线图生成；演示凸轮位移-廓线图或凸轮位移-廓线偏置图生成；还可演示凸轮位移-廓线摆动图生成，且可通过齿条绕齿轮转动的同时，使齿条产生相对移动，实现滚子推杆既反转又沿着导路直线移动，即反转法设计凸轮廓线。这些对帮助学生理解凸轮机构的工作原理及设计原理，提高学校教学质量等具有重要的意义，也提高教具的灵活性和功能多样性。

本发明是这样实现的：一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，包括行星板、齿轮、盘形凸轮、画板、摇动把手、机架、滚子推杆、移动凸轮、偏置滑块、移动从动件及摆动从动件；所述摇动把手、行星板、齿轮、盘形凸轮及画板穿设在一转轴上且联动设置，且该转轴架设于所述机架上；所述行星板中间一侧固定有一光轴，所述移动凸轮固定于该光轴上，且所述移动凸轮可相对于该光轴水平直线移动；所述移动凸轮的侧前方固定有一推杆架，该推杆架上穿设有推杆矩阵，且所述推杆矩阵的底端抵靠于所述盘形凸轮的外边沿；所述移动凸轮的下方还设有一与所述齿轮相啮合的齿条；所述滚子推杆通过所述偏置滑块固定于所述行星板上方，且该滚子推杆可相对于所述偏置滑块上下移动；所述滚子推杆上还固定有所述移动从动件及摆动从动件，且该滚子推杆的底端抵靠于所述移动凸轮上边沿；所述偏置滑块可沿所述行星板上方左右调节；所述移动从动件及摆动从动件固定有朝向所述画板的画笔。

进一步的，所述移动从动件包括画笔架连接块、画笔架及画笔安装块；所述画笔架连接块通过所述画笔架连接所述画笔安装块，且所述画笔架为可折叠的画笔架；所述画笔安装块固定有所述画笔；所述移动从动件通过所述画笔架连接块固定于所述滚子推杆上。

进一步的，所述摆动从动件包括摆动齿条、摆动大齿轮、摆动小齿轮及摆动架；所述摆动小齿轮分别与所述摆动齿条及摆动大齿轮啮合，所述摆动大齿轮与所述摆动架连接，所述摆动架上固定有所述画笔；所述摆动从动件通过所述摆动齿条可拆卸连接的固定于所述滚子推杆上。

进一步的，所述机架包括前座、后座、前支座、后支座及底座，所述前座与所述前支座固定连接，所述后座与所述后支座固定连接，且所述后支座与所述摇动把手对应设有一销孔；所述转轴通过所述前、后座架设于所述机架上；所述前、后支座立设于所述底座上。

进一步的，该演示仪还包括光轴压块，所述光轴通过该光轴压块固定于所述行星板中间一侧。

进一步的，该演示仪还包括一固定块，所述移动凸轮通过该固定块可水平直线移动的固定于所述光轴上。

进一步的，该演示仪还包括一插销，在转动行星板时，通过将该插销插入所述销孔来固定所述转轴。

进一步的，所述画笔包括滚子画笔、平底画笔或尖顶画笔。

本发明具有如下优点：该教具可以用从动件演示凸轮位移线图及多种凸轮位移-廓线图的生成，不仅解决了传统教具功能单一性问题，而且演示效果更好。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明凸轮机构位移-廓线生成演示仪的正视图。

图2为图1沿A方向的剖视图。

图3为本发明凸轮机构位移-廓线生成演示仪的后视图。

图4为本发明凸轮机构位移-廓线生成演示仪的俯视图。

图5为本发明凸轮机构位移-廓线生成演示仪的位移线图原理示意图。

图6为本发明凸轮机构位移-廓线生成演示仪的反转法设计凸轮廓线图原理示意图。

具体实施方式

请参照图1至图4所示，一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，包括行星板1、齿轮2、盘形凸轮3、画板4、摇动把手5、滚子推杆6、移动凸轮7、偏置滑块8、机架9、移动从动件10、摆动从动件11、光轴压块12、插销（未图示）及固定块13；所述摇动把手5、行星板1、齿轮2、盘形凸轮3及画板4穿设在一转轴20上且联动设置，且该转轴20架设于所述机架9上；所述行星板1中间一侧固定有一光轴14，所述移动凸轮7固定于该光轴14上，且所述移动凸轮7可相对于该光轴14水平直线移动；所述移动凸轮7的侧前方固定有一推杆架15，该推杆架15上穿设有推杆矩阵16，且所述推杆矩阵16的底端抵靠于所述盘形凸轮3的外边沿；所述移动凸轮7的下方还设有一与所述齿轮2相啮合的齿条17；所述滚子推杆6通过所述偏置滑块8固定于所述行星板1上方，且该滚子推杆6可相对于所述偏置滑块8上下移动；所述滚子推杆6上还固定有所述移动从动件10及摆动从动件11，且该滚子推杆6的底端抵靠于所述移动凸轮7上边沿；所述偏置滑块8可沿所述行星板1上方左右调节；所述移动从动件10及摆动从动件11固定有朝向所述画板4的画笔18；其中，所述光轴14通过所述光轴压块12固定于所述行星板1中间一侧，所述移动凸轮7通过所述固定块13可水平直线移动的固定于所述光轴14上。

请重点参照图2所示，上述移动从动件10包括画笔架连接块101、画笔架102及画笔安装块103；所述画笔架连接块101通过所述画笔架102连接所述画笔安装块103，且所述画笔架102为可折叠的画笔架；所述画笔安装块103固定有所述画笔18（如滚子画笔、平底画笔）；所述移动从动件10通过所述画笔架连接块101固定于所述滚子推杆6上，在转动所述转轴20的过程中，所述滚子推杆6既可以沿所述移动凸轮7的上边沿滚动，又可以沿所述偏置滑块8上下移动，从而带动所述画笔18画出相应的凸轮位移-廓线图。

请重点参照图3所示，上述摆动从动件11包括摆动齿条111、摆动大齿轮112、摆动小齿轮113及摆动架114；所述摆动小齿轮113分别与所述摆动齿条111及摆动大齿轮112啮合，所述摆动大齿轮112与所述摆动架114连接，所述摆动架114上固定有所述画笔18（如尖顶画笔）；所述摆动从动件11通过所述摆动齿条111可拆卸连接的固定于所述滚子推杆6上，即若暂时不需要使用该摆动从动件11，可将其拆下来；在转动所述转轴20的过程中，所述滚子推杆6在沿所述移动凸轮7上边沿滚动和沿所述偏置滑块8上下移动的同时，还通过相啮合的所述摆动齿条111带动所述摆动架114左右摆动，从而带动所述画笔18画出相应的凸轮位移-廓线摆动图。

请重点参照图2和图4所示，上述机架9包括前座91、后座92、前支座93、后支座94及底座95，所述前座91与所述前支座93固定连接，所述后座92与所述后支座94固定连接，且所述后支座92与所述摇动把手5对应设有一销孔19，在转动行星板1时，通过将所述插销（未图示）插入所述销孔19来固定所述转轴20，且所述转轴20通过所述前座91、后座92架设于所述机架9上；所述前支座93及后支座94立设于所述底座95上。

具体实施例一：

请参照图5所示，位移线图生成的工作原理如下：先要固定行星板1（可通过直接用手握住该行星板1或者用其它固定结构固定）；然后手摇摇动把手5使转轴20转动，此时，盘形凸轮3和齿轮2将同时转动，且齿轮2又会带动齿条17直线移动，使得推杆架15及推杆矩阵16跟随齿条17沿光轴14左右移动，这样抵靠在盘形凸轮3外边沿的推杆矩阵16在盘形凸轮3及齿条17的作用下既作水平移动又作垂直移动，从而获得位移线图。

具体实施例二：

请参照图6所示，反转法设计凸轮位移-廓线图的工作原理如下：固定转轴20使其不动（这个可通过将上述插销插入到设有的销孔19中来实现），同时安装上需要使用的画笔18（包括滚子画笔、平底画笔或尖顶画笔）；然后手动转动行星板1反转齿条17，在反转的过程中，齿条17将相对齿轮2产生位移，并带动滚子推杆6既反转又沿移动凸轮7的上边沿移动，这样朝向画板4的画笔18将自动在画板4上绘出相应的凸轮位移-廓线图；在上述过程中，我们也可以通过偏置滑块8来调节移动从动件10的位置，从而绘出相应的凸轮位移-廓线偏置图。

在使用过程中，还可以通过安装的摆动从动件11画出相应的位移-廓线摆动图，具体原理如下：安装上摆动从动件11，同时固定行星板1（可通过直接用手握住该行星板1或者用其它固定结构固定）；然后手摇摇动把手5使转轴20转动，此时，摆动架114在摆动大齿轮112、摆动小齿轮113及摆动齿条111的作用下将左右摆动，从而带动画笔18绘出相应的凸轮位移-廓线摆动图。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，其特征在于：包括行星板、齿轮、盘形凸轮、画板、摇动把手、机架、滚子推杆、移动凸轮、偏置滑块、移动从动件及摆动从动件；所述摇动把手、行星板、齿轮、盘形凸轮及画板穿设在一转轴上且联动设置，且该转轴架设于所述机架上；所述行星板一侧的中间固定有一光轴，所述移动凸轮固定于该光轴上，且所述移动凸轮可相对于该光轴水平直线移动；所述移动凸轮的侧前方固定有一推杆架，该推杆架上穿设有推杆矩阵，且所述推杆矩阵的底端抵靠于所述盘形凸轮的外边沿；所述移动凸轮的下方还设有一与所述齿轮相啮合的齿条；所述滚子推杆通过所述偏置滑块固定于所述行星板上方，且该滚子推杆可相对于所述偏置滑块上下移动；所述滚子推杆上还固定有所述移动从动件及摆动从动件，且该滚子推杆的底端抵靠于所述移动凸轮上边沿；所述偏置滑块可沿所述行星板上方左右调节；所述移动从动件及摆动从动件固定有朝向所述画板的画笔。

2.如权利要求1所述的一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，其特征在于：所述移动从动件包括画笔架连接块、画笔架及画笔安装块；所述画笔架连接块通过所述画笔架连接所述画笔安装块，且所述画笔架为可折叠的画笔架；所述画笔安装块固定有所述画笔；所述移动从动件通过所述画笔架连接块固定于所述滚子推杆上。

3.如权利要求2所述的一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，其特征在于：所述画笔包括滚子画笔、平底画笔或尖顶画笔。

4.如权利要求1所述的一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，其特征在于：所述摆动从动件包括摆动齿条、摆动大齿轮、摆动小齿轮及摆动架；所述摆动小齿轮分别与所述摆动齿条及摆动大齿轮啮合，所述摆动大齿轮与所述摆动架连接，所述摆动架上固定有所述画笔；所述摆动从动件通过所述摆动齿条可拆卸连接的固定于所述滚子推杆上。

5.如权利要求1所述的一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，其特征在于：所述机架包括前座、后座、前支座、后支座及底座，所述前座与所述前支座固定连接，所述后座与所述后支座固定连接，且所述后支座与所述摇动把手对应设有一销孔；所述转轴通过所述前座及后座架设于所述机架上；所述前支座及后支座立设于所述底座上。

6.如权利要求5所述的一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，其特征在于：该演示仪还包括一插销，在转动行星板时，通过将该插销插入所述销孔来固定所述转轴。

7.如权利要求1所述的一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，其特征在于：该演示仪还包括光轴压块，所述光轴通过该光轴压块固定于所述行星板一侧的中间。

8.如权利要求7所述的一种凸轮机构位移-廓线生成演示仪，其特征在于：该演示仪还包括一固定块，所述移动凸轮通过该固定块可水平直线移动的固定于所述光轴上。