CN104680920A - 一种机械原理综合齿轮轮系教具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械原理综合齿轮轮系教具。本发明涉及机械学科教学相关领域，包含锥齿轮传动模块、圆柱齿轮传动模块和行星轮系模块三大模块，涵盖了机械原理齿轮章节的相关知识点，可以深化同学们对齿轮传动的理解，并且可以通过调节齿轮底座的位置或可移动式行星轮轴，从而得到不同的转动比，更加直观的展示了齿轮传动的过程，便于学生的学习和理解，同时也增加了课堂教学的趣味性。与现有的教具相比，本教具涉及的知识更加综合，锥齿轮、圆柱齿轮、行星轮系组合传动，结构简单，便于理解，弥补了传统教学偏重理论、内容枯燥的不足，符合现代教育的理念。

Description

一种机械原理综合齿轮轮系教具

技术领域

本发明涉及机械专业机械原理课程教学教具，特别涉及一种机械原理综合齿轮轮系教具。

背景技术

《机械原理》是高校机械类专业一门重要的基础课程，是学生学好机械类专业知识的关键课程，其最显著的特点是基础理论与工程实际的结合，但传统的课堂教学偏重于理论，大多以老师讲授为主，传统的演示教具功能单一、内容固定、过程枯燥，缺乏变化，难以激发同学们的学习兴趣。

目前的机械原理的教具主要有：齿轮齿廓加工演示教具、四连杆运动演示教具、凸轮演示教具等，但涉及齿轮传动的教具较少，并且现有的齿轮传动教具存在功能单一、缺少互动等缺点，现有的齿轮传动教具包含单个种类的齿轮，综合性较差，一般功能仅限于老师演示，学生很难参与，没有自己思考和创造的空间，很难激发学生的求知欲。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提出了一种新型机械原理综合齿轮轮系教具。其解决了传统教学的课程过于理论化、内容难懂、教具功能单一等问题，便于学生学习和激发学生思考。

本发明所采用的技术方案是：

包括锥齿轮传动模块、圆柱齿轮传动模块和行星轮系模块。

锥齿轮传动模块由手柄、小锥齿轮、大锥齿轮、第一轴、第二轴、第一底座和第二底座组成。手柄和小锥第一齿轮分别固定安装在第一轴的两侧，使用者摇动手柄转动，带动第一轴和小锥第一齿轮的转动，小锥第一齿轮与大锥第一齿轮啮合，经过第二轴的传动，将运动传递到圆柱齿轮模块，带动第一圆柱齿轮的转动。

圆柱齿轮传动模块由导轨、第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮、中间圆柱齿轮、第二轴、第三轴、第四轴、第三底座、第四底座和第五底座组成；第一圆柱齿轮（15）、中间圆柱齿轮和第二圆柱齿轮的中心轴线处于同一水平面，中间圆柱第一齿轮分别与第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮啮合，当第一圆柱齿轮转动时，使得中间圆柱齿轮转动，继而带动第二圆柱齿轮转动，由于第二圆柱齿轮与行星架固接，运动将传递到行星轮系模块。

行星轮系模块由行星架、行星齿轮、中心齿轮、齿圈、可移动式行星轮轴、输出轴和第六底座组成，行星架转动，带动行星轮和中心轮的转动。

按上述方案，所述的第三底座、第五底座和导轨固接在底板上，第四底座安装在导轨上，可以沿导轨移动，然后用螺栓头旋钮拧紧定位；可以通过第四底座的移动，改变齿轮的中心距，然后安装不同齿数的齿轮，从而改变传动比。

按上述方案，所述的摇杆和可移动式轴构成行星架，其中可移动式轴固定在移动框体上，移动框体可沿摇杆滑动，并由小型螺纹头旋钮拧紧定位，从而改变中心轮与行星轮的中心距，然后通过安装不同齿数的齿轮，就可以实现行星轮系传动比的变化。

    按上述方案，所述的第二轴和第三底座间安装有轴承，外侧安装轴承盖，用螺栓固定第三底座和轴承盖。

本发明的轴与底座都采用这种安装方式，保证传动平稳可靠。

与现有的教具相比，本发明的有益的效果在于：面向于进行机械原理齿轮教学的相关学科和高校，形式新颖、结构简单，具有以下的优势：（1）本教具针对齿轮教学，将锥齿轮、圆柱齿轮、行星轮系的传动综合到一起，内容全面，可帮助学生提高对齿轮传动的认识和理解；（2）学生亲自动手拆卸和安装齿轮，从而实现不同的传动比，通过这样的方式，可以增加学生动手实践的经验，巩固计算传动比的方法；（3）本教具结构简单，便于理解，制作成本低廉，弥补了传统教学偏重理论、内容枯燥的不足，符合现代教育的理念。

附图说明

图1为本发明结构的俯视示意图；

图2为本发明结构的前视示意图；

图3为本发明结构的轴测图；

图4为本发明的可移动底座剖视示意图；

图5为本发明的可移动式行星轴的示意图；

图6为本发明的轴和底座的安装位置示意图；

图中：1.手柄，2.第一轴 ，3.第一底座 ，4.第二轴 ，5.第二底座，6.第三底座，7.第三轴，8.第四底座，9.第四轴，10.第五底座，11.第六底座，12.底板3，13.小锥齿轮，14.大锥齿轮，15.第一圆柱齿轮，16.中间圆柱齿轮，17.导轨，18.螺纹头旋钮，19.第二圆柱齿轮，20.齿圈，21.行星轮外圆框架，22.行星轮，23.中心轮，24.轴承，25.可移动式行星轮轴，26.输出轴，27.摇杆，28.连接螺钉，29.轴承盖，30.移动框体，31.小型螺纹头旋钮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。

包括锥齿轮传动模块、圆柱齿轮传动模块和行星轮系模块。

锥齿轮传动模块由手柄1、小锥齿轮13、大锥齿轮14、第一轴2、第二轴4、第一底座3和第二底座5组成；手柄1和小锥第一齿轮13分别固定安装在第一轴2的两侧，使用者摇动手柄1转动，带动第一轴2和小锥第一齿轮13的转动，小锥第一齿轮13与大锥第一齿轮14啮合，经过第二轴4的传动，将运动传递到圆柱齿轮模块，带动第一圆柱齿轮15的转动。

圆柱齿轮传动模块由导轨17、第一圆柱齿轮15、第二圆柱齿轮19、中间圆柱齿轮16、第二轴4、第三轴7、第四轴9、第三底座6、第四底座8和第五底座10组成。第一圆柱齿轮15、中间圆柱齿轮16和第二圆柱齿轮19的中心轴线处于同一水平面，中间圆柱齿轮16分别与第一圆柱齿轮15和第二圆柱齿轮19啮合，当第一圆柱齿轮15转动时，使得中间圆柱齿轮16转动，继而带动第二圆柱齿轮19转动，由于第二圆柱齿轮19与行星架9固接，行星架也会随第二圆柱齿轮19一起转动，从而将运动传递到行星轮系模块。

行星轮系模块由行星架9、行星齿轮22、中心齿轮23、齿圈20、可移动式行星轮轴25、输出轴26和第六底座11组成，行星架9转动，带动行星轮22和中心轮23的转动。

如图3、图4所示，第三底座6、第五底座10和导轨17固接在底板上，第四底座8安装在导轨上，可以沿导轨移动，然后用螺栓头旋钮18拧紧定位；可以通过第四底座的移动，改变齿轮的中心距，然后安装不同齿数的齿轮，从而改变传动比。

如图3、图5所示，摇杆27和可移动式轴25构成行星架，其中可移动式轴25固定在移动框体30上，移动框体30可沿摇杆滑动，并由小型螺纹头旋钮31拧紧定位，从而改变中心轮23与行星轮22的中心距，然后通过安装不同齿数的齿轮，就可以实现行星轮系传动比的变化。

    如图6所示，第二轴4和第三底6座间安装有轴承24，外侧安装轴承盖29，用螺栓固定第三底座6和轴承盖29；本发明的轴与底座都采用这种安装方式，保证传动平稳可靠。

Claims (4)

1.一种机械原理综合齿轮轮系教具，其特征在于：包括锥齿轮传动模块、圆柱齿轮传动模块和行星轮系模块，其中：

（1）所述锥齿轮传动模块由手柄、小锥齿轮、大锥齿轮、第一轴、第二轴、第一底座和第二底座组成；

（2）所述圆柱齿轮传动模块由导轨、第一圆柱齿轮、第二圆柱齿轮、中间圆柱齿轮、第二轴、第三轴、第四轴、第三底座、第四底座和第五底座组成；其中第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮分别位于中间圆柱齿轮两侧；

（3）所述行星轮系模块由行星架、行星齿轮、中心齿轮、齿圈、可移动式行星轮轴、输出轴和第六底座组成。

2.根据权利要求1所述的一种机械原理综合齿轮轮系教具，包含锥齿轮传动模块，其特征在于：小锥齿轮和大锥齿轮啮合，手柄、小锥齿轮安装在第一轴上，学生可摇动手柄带动锥齿轮旋转，通过锥齿轮啮合将运动传递到大锥齿轮和第二轴上；其中第一轴和第二轴分别安装在第一底座和第二底座上，两底座固定在底板上。

3.根据权利要求1所述的一种机械原理综合齿轮轮系教具，包含圆柱齿轮传动模块，其特征在于：三个齿轮轴线处于同一水平面，第一圆柱齿轮与中间圆柱齿轮啮合，中间圆柱齿轮再与第二圆柱齿轮啮合，完成运动的传递；其中第三底座、第五底座和导轨固接在底板上，第四底座安装在导轨上，可以沿导轨移动，然后用螺栓拧紧定位；可以通过第四底座的移动，改变齿轮的中心距，然后安装不同齿数的齿轮，从而改变传动比。

4.根据权利要求1所述的一种机械原理综合齿轮轮系教具，包含行星轮系模块，其特征在于：行星架转动带动行星轮绕齿圈中心轴线转动，从而带动中心轮转动，构成行星轮系；行星轮的轴固定在移动框体上，可以沿摇杆滑动，以此改变行星轮与中心轮的距离，这样通过安装新的齿轮就可以实现传动比的改变。