CN105799389A - 实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构 - Google Patents

实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，涉及绘图工具领域，所述实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构包太阳轮、行星轮和内齿轮；所述太阳轮和所述行星轮为外齿轮；所述太阳轮、所述行星轮和所述内齿轮的模数相同；所述太阳轮、所述行星轮和所述内齿轮的齿数比为二比一比四；所述太阳轮与所述内齿轮同轴设置；所述行星轮分别与所述太阳轮和所述内齿轮啮合；所述行星轮的中心轴处与描图杆的一端固接，所述描图杆另一端的描图点与所述行星轮中心处的距离为所述行星轮的直径的1.5倍。本申请的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，解决了现有技术中手动画出的四叶玫瑰线不够精确的技术问题。

Description

实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构
技术领域
本发明涉及画图工具技术领域，尤其是涉及一种实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构。
背景技术
玫瑰线的说法源于欧洲海图。在中世纪的航海地图上，并没有经纬线，有的只是一些从中心有序地向外辐射的互相交叉的直线方向线。
数学上折叠玫瑰线的极坐标方程为:ρ＝a*sin(nθ),ρ＝a*cos(nθ)。用直角坐标方程表示为:x＝a*sin(nθ)*cos(θ),y＝a*sin(nθ)*sin(θ)
根据三角函数的特性可知,玫瑰线是一种具有周期性且包络线为圆弧的曲线,曲线的几何结构取决于方程参数的取值,不同的参数决定了玫瑰线的大小、叶子的数目和周期的可变性。玫瑰线的参数主要是a、n及θ,其值的大小决定玫瑰线的形状,包括叶子数、叶子长度宽度和曲线闭合周期。系数a只跟叶子的长度有关,而n和θ则影响玫瑰线的多样性和周期性。这里参数a(包络半径)控制叶子的长短,参数n控制叶子的个数、叶子的大小及周期的长短。如对于方程式ρ＝5*sin(3*θ)、ρ＝5*sin(2*θ)、ρ＝5*sin(3*θ/2)，分别对应的是三叶、四叶和六叶玫瑰线。
常用的四叶玫瑰线，在画出时常用的技术手段是通过电脑软件画出，然后打印出来。而很多情况下，没有电脑需要现场画出时，却缺乏必要的工具，只能手绘，而手绘的却不够精确。
基于此，本发明提供了一种实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构以解决上述的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，以解决现有技术中存在的手动画出的四叶玫瑰线不够精确技术问题。
本发明提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，包括太阳轮、行星轮和内齿轮；所述太阳轮和所述行星轮为外齿轮；
所述太阳轮、所述行星轮和所述内齿轮的模数相同；所述太阳轮、所述行星轮和所述内齿轮的齿数比为二比一比四；
所述太阳轮与所述内齿轮同轴设置；所述行星轮分别与所述太阳轮和所述内齿轮啮合；
所述行星轮的中心轴处与描图杆的一端固接，所述描图杆另一端的描图点与所述行星轮中心处的距离为所述行星轮的直径的1.5倍。
可选的，还包括固定装置，所述内齿轮与所述固定装置固接；所述固定装置上设置有第一中心轴和第二中心轴；所述第一中心轴一端与所述太阳轮的中心处固接，另一端与所述固定装置转动连接；所述第二中心轴一端与所述行星轮的中心处转动连接，另一端与所述固定装置转动连接。
通过固定装置将太阳轮、行星轮和内齿轮固定，起到支架的作用，防止太阳轮、行星轮和内齿轮摆动。
可选的，所述第一中心轴与所述固定装置通过轴承转动连接。
通过轴承转动连接，转动润滑，对转轴和齿轮起到保护作用，使用寿命长，磨损小，能够保证装置的精密性，从而保证玫瑰线的精确。
可选的，所述第二中心轴与所述行星轮通过轴承转动连接。
相同的道理，通过轴承转动连接，转动润滑，对转轴和齿轮起到保护作用，使用寿命长，磨损小，能够保证装置的精密性，从而保证玫瑰线的精确。
可选的，所述描图杆与所述行星轮通过螺钉固接。
螺钉固接的方式固定简单，拆装方便，便于加工，节省加工的成本。
可选的，所述描图杆远离所述行星轮端部固定有画图笔，所述画图笔的笔尖与所述行星轮中心处的距离为所述行星轮的直径的1.5倍。
安装画图笔用于在图纸上画出四叶玫瑰线。
可选的，所述描图杆为方形柱形。
方形柱形的描图杆便于加工，便于固定，也便于与画图笔连接固定。
可选的，所述描图杆上设置有插接孔，所述画图笔插入所述插接孔内。
在方形的描图杆上设置插接孔，加工简单。插接的方式连接方便，便于更换画图笔。
可选的，所述插接孔的侧壁上设置有螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有紧固螺栓，所述紧固螺栓与所述画图笔抵接。
在描图杆的侧壁与插接孔的孔壁之间设置螺钉孔，通过紧固螺钉挤住画图笔，固定牢固，画图笔不会晃动，使画出的线条更为精准。
可选的，所述太阳轮上设置有把手。
通过设置把手便于驱动太阳轮转动，从而带动行星轮转动。设置把手握持方便，便于使用。
本发明提供的所述实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，通过齿轮结构实现了画出精确的四叶玫瑰线。使用时，太阳轮旋转，内齿轮固定。由于啮合关系太阳轮旋转必定带动行星轮旋转，同时由于内齿轮固定，行星轮在自转的同时还要绕太阳轮公转。此时与行星轮固定在一起的描图杆的尖端划过的轨迹即为四叶玫瑰线。
本发明提供的所述实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，通过齿轮的旋转，以及齿轮间的齿数间的比例，实现了精确画出了四叶玫瑰线。
基于此，本发明较之原有技术，具有能够精确的画出四叶玫瑰线的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构的主视图；
图2为本发明实施例提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构的初始位置示意图；
图4为本发明实施例提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构转动一定角度后示意图。
附图标记：
1-太阳轮；2-行星轮；3-内齿轮；
4-描图杆；5-固定装置；6-第一中心轴；
7-第二中心轴.
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
图1为本发明实施例提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构的主视图；图2为本发明实施例提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构的结构示意图；图3为本发明实施例提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构的初始位置示意图；图4为本发明实施例提供的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构转动一定角度后示意图。如图1-4所示，在本实施例中提供了一种实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，所述实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构包括太阳轮1、行星轮2和内齿轮3；所述太阳轮1和所述行星轮2为外齿轮；
所述太阳轮1、所述行星轮2和所述内齿轮3的模数相同；所述太阳轮1、所述行星轮2和所述内齿轮3的齿数比为二比一比四；
所述太阳轮1与所述内齿轮3同轴设置；所述行星轮2分别与所述太阳轮1和所述内齿轮3啮合；
所述行星轮2的中心轴处与描图杆4的一端固接，所述描图杆4另一端的描图点与所述行星轮2中心处的距离为所述行星轮2的直径的1.5倍。
本发明提供的所述实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，通过齿轮结构实现了画出精确的四叶玫瑰线。使用时，太阳轮1旋转，内齿轮3固定。由于啮合关系太阳轮1旋转必定带动行星轮2旋转，同时由于内齿轮3固定，行星轮2在自转的同时还要绕太阳轮1公转。此时与行星轮2固定在一起的描图杆4的尖端划过的轨迹即为四叶玫瑰线。
举例说明，太阳轮1模数3mm，齿数40，直径120mm；行星轮2模数3mm，齿数20,直径60m；内齿轮3模数3mm，齿数80，直径240mm。描图杆4长度为90mm齿数比Z1:Z2:Z3-2:1:4
太阳轮1旋转，内齿轮3固定。由于啮合关系太阳轮1旋转必定带动行星轮2旋转，同时由于内齿轮3固定，行星轮2在自转的同时还要绕太阳轮1公转。此时与行星轮2固定在一起的描图杆4的尖端(A点)划过的轨迹即为四叶玫瑰线。
证明
运动分析设齿轮1转速为ω1，则行星架的转速为：
i1H＝ω1/ω2＝1-iH 13＝1-(-80/40)＝3
ωH＝ω1/i1H＝ω1/3
(ω1-ωH)/(ω2-ωH)＝-Z2/Z1＝-20/40
解得
ω2＝3ωH-2ω1＝-ω1
初始位置如图3所示，取行星架转速为ω，则太阳轮转速为3ω，行星轮转速为-3ω。则太阳轮1顺时针转过3ωt，行星架顺时针转过ωt，行星轮逆时针转过3ωt。如图4.
设O1A长度为l，此时△O1OA为等腰三角形，
ρ＝OA＝2lsin2ωt(1)
Φ＝π/2-ωt-∠O1OA＝π/2–ωt-[(π-4ωt)/2]＝ωt(2)
令2l＝a，将(2)带入(1)，得ρ＝asin2Φ
正好符合玫瑰线定义，所以点A的运动轨迹为一条玫瑰线。
基于此，本发明较之原有技术，具有能够精确的画出四叶玫瑰线的优点。
如图2，本实施例的可选方案中，还包括固定装置5，所述内齿轮3与所述固定装置5固接；所述固定装置5上设置有第一中心轴6和第二中心轴7；所述第一中心轴一端与所述太阳轮的中心处固接，另一端与所述固定装置转动连接；所述第二中心轴一端与所述行星轮的中心处转动连接，另一端与所述固定装置转动连接。
通过固定装置将太阳轮、行星轮和内齿轮固定，起到支架的作用，防止太阳轮、行星轮和内齿轮摆动。固定装置可以为圆形的固定台，也可以为支架等。
进一步的，所述第一中心轴与所述固定装置通过轴承转动连接。
通过轴承转动连接，转动润滑，对转轴和齿轮起到保护作用，使用寿命长，磨损小，能够保证装置的精密性，从而保证玫瑰线的精确。
同样的，所述第二中心轴与所述行星轮通过轴承转动连接。
相同的道理，通过轴承转动连接，转动润滑，对转轴和齿轮起到保护作用，使用寿命长，磨损小，能够保证装置的精密性，从而保证玫瑰线的精确。
本实施例的可选方案中，所述描图杆与所述行星轮通过螺钉固接。
螺钉固接的方式固定简单，拆装方便，便于加工，节省加工的成本。
本实施例的可选方案中，所述描图杆远离所述行星轮端部固定有画图笔，所述画图笔的笔尖与所述行星轮中心处的距离为所述行星轮的直径的1.5倍。
安装画图笔用于在图纸上画出四叶玫瑰线。
进一步的，所述描图杆为方形柱形。
方形柱形的描图杆便于加工，便于固定，也便于与画图笔连接固定。
进一步的，所述描图杆上设置有插接孔，所述画图笔插入所述插接孔内。
在方形的描图杆上设置插接孔，加工简单。插接的方式连接方便，便于更换画图笔。
进一步的，所述插接孔的侧壁上设置有螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有紧固螺栓，所述紧固螺栓与所述画图笔抵接。
在描图杆的侧壁与插接孔的孔壁之间设置螺钉孔，通过紧固螺钉挤住画图笔，固定牢固，画图笔不会晃动，使画出的线条更为精准。
本实施例的可选方案中，所述太阳轮上设置有把手。
通过设置把手便于驱动太阳轮转动，从而带动行星轮转动。设置把手握持方便，便于使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，包括太阳轮、行星轮和内齿轮；所述太阳轮和所述行星轮为外齿轮；
所述太阳轮、所述行星轮和所述内齿轮的模数相同；所述太阳轮、所述行星轮和所述内齿轮的齿数比为二比一比四；
所述太阳轮与所述内齿轮同轴设置；所述行星轮分别与所述太阳轮和所述内齿轮啮合；
所述行星轮的中心轴处与描图杆的一端固接，所述描图杆另一端的描图点与所述行星轮中心处的距离为所述行星轮的直径的1.5倍。
2.根据权利要求1所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，还包括固定装置，所述内齿轮与所述固定装置固接；所述固定装置上设置有第一中心轴和第二中心轴；所述第一中心轴一端与所述太阳轮的中心处固接，另一端与所述固定装置转动连接；所述第二中心轴一端与所述行星轮的中心处转动连接，另一端与所述固定装置转动连接。
3.根据权利要求2所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，所述第一中心轴与所述固定装置通过轴承转动连接。
4.根据权利要求3所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，所述第二中心轴与所述行星轮通过轴承转动连接。
5.根据权利要求1所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，所述描图杆与所述行星轮通过螺钉固接。
6.根据权利要求1所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，所述描图杆远离所述行星轮端部固定有画图笔，所述画图笔的笔尖与所述行星轮中心处的距离为所述行星轮的直径的1.5倍。
7.根据权利要求6所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，所述描图杆为方形柱形。
8.根据权利要求7所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，所述描图杆上设置有插接孔，所述画图笔插入所述插接孔内。
9.根据权利要求8所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，所述插接孔的侧壁上设置有螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有紧固螺栓，所述紧固螺栓与所述画图笔抵接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的实现四叶玫瑰线画法的行星齿轮机构，其特征在于，所述太阳轮上设置有把手。
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