CN104361821B - 一种用于教学的齿轮范成演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于教学的齿轮范成演示装置，包括底座、托板和用于固定绘画纸的半圆基板，托板上设置有齿轮轮廓线自动绘制机构，半圆基板轴接在底座上且位于轮廓线自动绘制机构的前方，特点是底座上设置有托板水平间歇移动机构；优点是只要把绘画纸固定在半圆基板上，并将绘画纸置于软质齿条印章的下方，然后摇动驱动手柄便可自动在绘画纸上绘制出齿轮的渐开线轮廓，其速度快、效率高。

Description

一种用于教学的齿轮范成演示装置

技术领域

本发明涉及一种用于机械原理教学的演示装置，尤其涉及一种用于教学的齿轮范成演示装置。

背景技术

在学习机械原理的课程中，学生需要了解齿轮范成运动的原理，即齿轮中齿形的加工形成过程。目前，学校通常都通过安排渐开线齿廓范成实验课，并采用齿轮范成仪，模拟齿轮齿廓的加工形成过程，以便于让学生能较好的理解齿轮范成原理。但是目前的齿轮范成仪，需要学生一边微动模拟刀具的齿条，一边用笔在纸上绘出齿条的轮廓线，微动一次画一次，直到在纸上画出渐开线齿形为止，耗时长，教学效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耗时短、教学效率高且能更好地展示齿轮范成原理的用于教学的齿轮范成演示装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于教学的齿轮范成演示装置，包括底座、托板和用于固定绘画纸的半圆基板，所述的托板上设置有齿轮轮廓线自动绘制机构，所述的半圆基板轴接在所述的底座上且位于所述的轮廓线自动绘制机构的前方，所述的底座上设置有托板水平间歇移动机构，所述的托板水平间歇移动机构包括分别轴接在所述的底座上的驱动手柄、第一驱动齿轮、第一从动齿轮和传动螺杆，所述的驱动手柄与所述的第一驱动齿轮之间设置有轴向离合组件，所述的第一驱动齿轮与所述的第一从动齿轮相啮合，所述的传动螺杆水平设置且与所述的第一从动齿轮同轴固定连接，所述的托板的一端固定连接有传动螺帽，所述的传动螺帽与所述的传动螺杆相螺接，所述的底座上固定设置有导轨，所述的托板与所述的导轨左右滑动配合。

所述的轴向离合组件包括离合盘和挡轮，所述的驱动手柄的一端端部固定连接有至少两根沿所述的驱动手柄的中心轴线对称的连接轴，所述的离合盘套在所述的连接轴上，所述的连接轴上套设有弹簧，所述的弹簧顶接在所述的驱动手柄与所述的离合盘之间，所述的第一驱动齿轮上同轴一体连接有连接盘，所述的连接盘的端面一体设置有摩擦片，所述的摩擦片与所述的离合盘相贴合，所述的离合盘的端面上一体设置有一段环形的轴向凸台，所述的底座上固定设置有挡轮座，所述的挡轮轴接在所述的挡轮座的上端且与所述的离合盘相垂直，当所述的离合盘转动至所述的轴向凸台与所述的挡轮相接触时，所述的挡轮推动所述的离合盘轴向移动使所述的离合盘离开所述的摩擦片。

所述的齿轮轮廓线自动绘制机构包括压板、压杆、软质齿条印章、第二驱动齿轮、第二从动齿轮和凸轮，所述的压板的后端与所述的托板相铰接，所述的压板与所述的托板之间设置有扭簧，所述的压杆和所述的第二从动齿轮分别轴接在所述的底座上，所述的压杆上固定设置有压块，所述的压块压在所述的压板的上端面上，所述的软质齿条印章固定设置在所述的压板的下端面上，所述的半圆基板的圆周方向绕有拉绳，所述的拉绳的左端与所述的托板的右端固定连接，所述的拉绳的右端与所述的托板的左端固定连接，所述的第二驱动齿轮同轴固定连接在所述的驱动手柄上，所述的第二驱动齿轮与所述的第二从动齿轮相啮合，所述的凸轮同轴固定连接在所述的第二从动齿轮上，所述的凸轮位于所述的压杆的上方，当所述的离合盘刚转动至所述的轴向凸台与所述的挡轮相接触时，所述的凸轮刚刚压下所述的压杆，使所述的压块压下所述的压板，当所述的凸轮转过一定角度而不压所述的压杆，所述的压板在所述的扭簧作用下向上抬起复位时，所述的离合盘上的轴向凸台转过所述的挡轮，所述的离合盘与所述的摩擦片贴合带动所述的第一驱动齿轮转动。

所述的压板为透明压板，方便学生观看齿轮的渐开线齿廓的成形过程。

所述的压板上设置有前后移动调节机构，所述的前后移动调节机构包括辅助托板、调节螺杆和调节螺帽，所述的辅助托板位于所述的托板的上方且与所述的托板前后滑动配合，所述的调节螺杆轴接在所述的托板上，所述的调节螺帽固定连接在所述的辅助托板上，所述的调节螺帽与所述的调节螺杆相螺接，所述的压板的后端与所述的辅助托板相铰接，所述的扭簧设置在所述的辅助托板与所述的压板之间；通过调节前后移动调节机构，可调节软质齿条印章的前后位置(即模拟刀具的前后位置)，用于绘制出标准齿形和齿轮根切后的齿形，可让学生对齿轮根切后的齿形、齿轮产生根切的原因、避免根切的方法有更真实的认识与理解。

与现有技术相比，本发明的优点是只要把绘画纸固定在半圆基板上，并将绘画纸置于软质齿条印章的下方，然后摇动驱动手柄便可自动在绘画纸上绘制出齿轮的渐开线轮廓，其速度快、效率高；而且由于驱动手柄与第一驱动齿轮之间设置有轴向离合组件，当压块在按压压板时(即软质齿条印章在绘画纸上印下齿条轮廓痕迹时)，托板停止左右移动，此时绘画纸也同时停止转动，防止在压印齿条轮廓的时候由于绘画纸还在转动而造成压印出的齿廓“拖尾”模糊；此外，由于半圆基板通过拉绳与托板交叉固定连接，托板在左右移动的同时，半圆基板在同步转动，以模拟轮坯与刀具的传动过程，与传统的齿轮范成仪采用齿轮与齿条传动来实现轮坯与刀具间的传动过程相比，实现了无间隙传动，使得绘制出来的齿形更加清晰。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本发明的俯视图；

图4为图3中B处的放大示意图；

图5为本发明的离合盘与连接盘在分离状态时的示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示，一种用于教学的齿轮范成演示装置，包括底座1、托板2和用于固定绘画纸的半圆基板3，托板2上设置有齿轮轮廓线自动绘制机构，半圆基板3轴接在底座1上且位于轮廓线自动绘制机构的前方，底座1上设置有托板水平间歇移动机构，托板水平间歇移动机构包括分别轴接在底座1上的驱动手柄4、第一驱动齿轮5、第一从动齿轮6和传动螺杆7，驱动手柄4与第一驱动齿轮5之间设置有轴向离合组件，轴向离合组件包括离合盘8和挡轮9，驱动手柄4的一端端部固定连接有两根沿驱动手柄4的中心轴线对称的连接轴41，离合盘8套在连接轴41上，连接轴41上套设有弹簧42，弹簧42顶接在驱动手柄4与离合盘8之间，第一驱动齿轮5上同轴一体连接有连接盘51，连接盘51的端面一体设置有摩擦片52，摩擦片52与离合盘8相贴合，离合盘8的端面上一体设置有一段环形的轴向凸台81，底座1上固定设置有挡轮座10，挡轮9轴接在挡轮座10的上端且与离合盘8相垂直，当离合盘8转动至轴向凸台81与挡轮9相接触时，挡轮9推动离合盘8轴向移动使离合盘8离开摩擦片52，第一驱动齿轮5与第一从动齿轮6相啮合，传动螺杆7水平设置且与第一从动齿轮6同轴固定连接，托板2的一端固定连接有传动螺帽21，传动螺帽21与传动螺杆7相螺接，底座1上固定设置有导轨11，托板2与导轨11左右滑动配合；

齿轮轮廓线自动绘制机构包括压板12、压杆13、软质齿条印章14、第二驱动齿轮15、第二从动齿轮16和凸轮17，压板12上设置有前后移动调节机构，前后移动调节机构包括辅助托板18、调节螺杆19和调节螺帽(图中未显示)，辅助托板18位于托板2的上方且与托板2前后滑动配合，调节螺杆19轴接在托板2上，调节螺帽(图中未显示)固定连接在辅助托板18上，调节螺帽(图中未显示)与调节螺杆19相螺接，压板12的后端与辅助托板18相铰接，辅助托板18与压板12之间设置有扭簧20，压杆13和第二从动齿轮16分别轴接在底座1上，压杆13上固定设置有压块131，压块131压在压板12的上端面上，软质齿条印章14固定设置在压板12的下端面上，半圆基板3的圆周方向绕有拉绳31，拉绳31的左端与托板2的右端固定连接，拉绳31的右端与托板2的左端固定连接，第二驱动齿轮15同轴固定连接在驱动手柄4上，第二驱动齿轮15与第二从动齿轮16相啮合，凸轮17同轴固定连接在第二从动齿轮16上，凸轮17位于压杆13的上方，当离合盘8刚转动至轴向凸台81与挡轮9相接触时，凸轮17刚刚压下压杆13，使压块131压下压板12，当凸轮17转过一定角度而不压压杆13，压板12在扭簧20作用下向上抬起复位时，离合盘8上的轴向凸台81转过挡轮9，离合盘8与摩擦片52贴合带动第一驱动齿轮5转动。

上述实施例中，压板12可采用透明压板。

Claims (5)

1.一种用于教学的齿轮范成演示装置，包括底座、托板和用于固定绘画纸的半圆基板，所述的托板上设置有齿轮轮廓线自动绘制机构，所述的半圆基板轴接在所述的底座上且位于所述的轮廓线自动绘制机构的前方，其特征在于所述的底座上设置有托板水平间歇移动机构，所述的托板水平间歇移动机构包括分别轴接在所述的底座上的驱动手柄、第一驱动齿轮、第一从动齿轮和传动螺杆，所述的驱动手柄与所述的第一驱动齿轮之间设置有轴向离合组件，所述的第一驱动齿轮与所述的第一从动齿轮相啮合，所述的传动螺杆水平设置且与所述的第一从动齿轮同轴固定连接，所述的托板的一端固定连接有传动螺帽，所述的传动螺帽与所述的传动螺杆相螺接，所述的底座上固定设置有导轨，所述的托板与所述的导轨左右滑动配合。

2.如权利要求1所述的一种用于教学的齿轮范成演示装置，其特征在于所述的轴向离合组件包括离合盘和挡轮，所述的驱动手柄的一端端部固定连接有至少两根沿所述的驱动手柄的中心轴线对称的连接轴，所述的离合盘套在所述的连接轴上，所述的连接轴上套设有弹簧，所述的弹簧顶接在所述的驱动手柄与所述的离合盘之间，所述的第一驱动齿轮上同轴一体连接有连接盘，所述的连接盘的端面一体设置有摩擦片，所述的摩擦片与所述的离合盘相贴合，所述的离合盘的端面上一体设置有一段环形的轴向凸台，所述的底座上固定设置有挡轮座，所述的挡轮轴接在所述的挡轮座的上端且与所述的离合盘相垂直，当所述的离合盘转动至所述的轴向凸台与所述的挡轮相接触时，所述的挡轮推动所述的离合盘轴向移动使所述的离合盘离开所述的摩擦片。

3.如权利要求2所述的一种用于教学的齿轮范成演示装置，其特征在于所述的齿轮轮廓线自动绘制机构包括压板、压杆、软质齿条印章、第二驱动齿轮、第二从动齿轮和凸轮，所述的压板的后端与所述的托板相铰接，所述的压板与所述的托板之间设置有扭簧，所述的压杆和所述的第二从动齿轮分别轴接在所述的底座上，所述的压杆上固定设置有压块，所述的压块压在所述的压板的上端面上，所述的软质齿条印章固定设置在所述的压板的下端面上，所述的半圆基板的圆周方向绕有拉绳，所述的拉绳的左端与所述的托板的右端固定连接，所述的拉绳的右端与所述的托板的左端固定连接，所述的第二驱动齿轮同轴固定连接在所述的驱动手柄上，所述的第二驱动齿轮与所述的第二从动齿轮相啮合，所述的凸轮同轴固定连接在所述的第二从动齿轮上，所述的凸轮位于所述的压杆的上方，当所述的离合盘刚转动至所述的轴向凸台与所述的挡轮相接触时，所述的凸轮刚刚压下所述的压杆，使所述的压块压下所述的压板，当所述的凸轮转过一定角度而不压所述的压杆，所述的压板在所述的扭簧作用下向上抬起复位时，所述的离合盘上的轴向凸台转过所述的挡轮，所述的离合盘与所述的摩擦片贴合带动所述的第一驱动齿轮转动。

4.如权利要求3所述的一种用于教学的齿轮范成演示装置，其特征在于所述的压板为透明压板。

5.如权利要求3所述的一种用于教学的齿轮范成演示装置，其特征在于所述的压板上设置有前后移动调节机构，所述的前后移动调节机构包括辅助托板、调节螺杆和调节螺帽，所述的辅助托板位于所述的托板的上方且与所述的托板前后滑动配合，所述的调节螺杆轴接在所述的托板上，所述的调节螺帽固定连接在所述的辅助托板上，所述的调节螺帽与所述的调节螺杆相螺接，所述的压板的后端与所述的辅助托板相铰接，所述的扭簧设置在所述的辅助托板与所述的压板之间。