CN106205342A - 凸轮机构演示仪 - Google Patents

Abstract

凸轮机构演示仪，包括机架，推杆和凸轮，其特征是凸轮与机架、凸轮与推杆、推杆与机架之间均通过磁力作用形成可动联接。因为巧妙地应用了磁铁，从而实现了在没有机械铰销情况下实现铰接运动，在没有滑块情况下实现直线滑移运动，可用于对心或偏置直动从动件盘形凸轮机构或摆动从动件盘形凸轮机构运动演示，还可用于反转法设计凸轮轮廓的原理演示，结构简单，操作方便，易于保存，拆开后还可以当磁吸用于在铁制表面固定物品。

Description

凸轮机构演示仪

技术领域

本发明涉及一种教学实验用具，特别涉及一种凸轮机构演示仪，其可以用于演示对心或偏置直动从动件盘形凸轮机构，摆动从动件盘形凸轮机构，反转法设计直动从动件或摆动从动件凸轮轮廓基本原理等。

背景技术

凸轮机构的应用十分广泛，它常出现在众多机器中。因此，凸轮机构是机械原理或机械设计基础中学习的最重要机构之一。凸轮机构的基本知识如反转法设计凸轮轮廓等因缺乏有效的教学演示装置，太过抽象学生较难想像和理解，故成为教学中的重难点。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单，成本低，操作方便，易于保存的教学演示实物，让学生在动手实验中获得第一手形象认识，帮助其在学习相关内容时加深印象并有助理解与领会。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的凸轮机构演示仪包括机架、盘形凸轮、推杆，其特征是凸轮与机架、凸轮与推杆、推杆与机架之间均通过磁力作用形成可动联接。

所述机架下端宽度中心位置固定一块圆形磁铁，所述凸轮转动中心固定一块与该转动中心同心的圆形磁铁，上述两块圆形磁铁磁力吸合，凸轮可绕圆形磁铁中心相对机架转动，机架与凸轮构成转动副联接。

所述凸轮工作面为铁磁材料，推杆下端铰接一块圆形磁铁滚子，该磁铁滚子圆周与凸轮工作面吸合，磁铁滚子与凸轮工作面构成滚动和或滑动的高副联接。

所述推杆主体部分为含铁质材料，下端铰接磁铁滚子部分及所用铰接件均为非铁磁材料，所述机架沿机架宽度方向均匀固定多块圆形磁铁，它们按至少3列，每列两块的方式阵列，所述推杆可同时与某列两块磁铁同时吸合，推杆可沿两块圆形磁铁中心连线方向相对机架滑动，构成移动副联接，所述推杆也可只与中间一列下端那块圆形磁铁吸合，推杆可绕这块圆形磁铁中心相对机架转动，构成转动副联接。

所述凸轮和机架不接触的两表面各固定一可拆装的凸起物，方便手持。

本发明的有益效果是：

1.巧妙利用磁铁，简化了演示仪的结构，操作方便，成本低。

2.功能多样。主要变形有：

a)磁力封闭型对心或偏置直动从动件盘形凸轮机构；

b)磁力封闭型摆动从动件盘形凸轮机构；

c)正负偏置对压力角的影响研究；

d)反转法设计凸轮轮廓方法原理演示；

e)拆散后可用作磁力贴，在铁制品表面固定物品。

3.拆散后保存，节省空间。

附图说明

图1是本发明的凸轮机构演示仪从动件为直动时的结构示意图；

图2是本发明的凸轮机构演示仪从动件为摆动时的结构示意图；

附图中：1、凸轮，2、机架，3、推杆，4、圆形磁铁，5、磁铁滚子，6、铰接件，7、圆形磁铁，8、凸起物。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，本发明的凸轮机构演示仪包括盘形凸轮1、机架2、推杆3，其特征是凸轮1与机架2、凸轮1与推杆3、机架2与推杆3之间均通过磁力作用形成可动联接。

所述机架2下端宽度中心位置固定一块圆形磁铁7，所述凸轮1转动中心固定一块与该转动中心同心的圆形磁铁7，上述两块圆形磁铁7磁力吸合，凸轮1可绕圆形磁铁7中心相对机架2转动，凸轮1与机架2构成转动副联接。

所述凸轮1工作面为铁磁材料，推杆3下端铰接一块圆形磁铁滚子5，磁铁滚子5的圆周与凸轮1的工作面吸合，磁铁滚子5与凸轮1工作面构成滚动和或滑动的高副联接。

所述推杆3主体部分为含铁质材料，下端铰接磁铁滚子5部分及所用铰接件6均为非铁磁材料，所述机架2沿机架宽度方向均匀固定多块圆形磁铁4，它们按至少3列，每列两块的方式阵列，所述推杆3可同时与某列两块磁铁4同时吸合，推杆可沿两块圆形磁铁4中心连线方向相对机架滑动，构成移动副联接，所述推杆3也可只与中间一列下端那块圆形磁铁4吸合，推杆可绕这块圆形磁铁中心相对机架转动，构成转动副联接。

所述凸轮1和机架2不接触的两表面各固定一可拆装的凸起物8，方便手持。具体实施例如下：

如图1、2所示，本发明的凸轮机构演示仪包括盘形凸轮1、机架2、推杆3，其特征是凸轮1与机架2、凸轮1与推杆3、机架2与推杆3之间均通过磁力作用形成可动联接。

所述机架2下端宽度中心位置固定一块圆形磁铁7，所述凸轮1转动中心固定一块与该转动中心同心的圆形磁铁7，上述两块圆形磁铁7磁力吸合，凸轮1可绕圆形磁铁7中心相对机架2转动，凸轮1与机架2构成转动副联接。

所述凸轮1工作面为铁磁材料，如在塑料凸轮1工作面粘贴软磁片或铁片，推杆3下端铰接一块圆形磁铁滚子5，磁铁滚子5的圆周与凸轮1的工作面吸合，磁铁滚子5与凸轮1工作面构成滚动和或滑动的高副联接。

所述推杆3主体部分为含铁质材料，如硬铁丝，下端铰接磁铁滚子5部分及所用铰接件6均为非铁磁材料，如塑料，所述机架2沿机架宽度方向均匀固定多块圆形磁铁4，它们按至少3列，每列两块的方式阵列，所述推杆3可同时与某列两块磁铁4同时吸合，推杆可沿两块圆形磁铁4中心连线方向相对机架滑动，构成移动副联接，如果推杆3与机架2中间列两块圆形磁铁4相吸，构成对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，如果推杆3与其他列两块圆形磁铁4相吸时，则构成偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，可用于研究正负偏置对压力角的影响，所述推杆3也可只与中间一列下端那块圆形磁铁4吸合，推杆可绕这块圆形磁铁中心相对机架转动，构成转动副联接，此时构成摆动滚子从动件盘形凸轮机构。

所述凸轮1和机架2不接触的两表面各固定一可拆装的凸起物8，方便手持，当一手持机架2背面凸起物8固定不动，另一手持凸轮1上的凸起物8并匀速旋转凸轮，此时用于演示正转时凸轮机构的运动，而当机架2旋转，凸轮1固定不动，此时用于演示反转法设计凸轮轮廓的原理。

所述凸轮机构演示仪拆散后，固定有磁铁的各部分可以用作磁吸，在铁质材料表面固定物品。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，凡对本发明采取等同替换或等效变换所获得的技术方案，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.凸轮机构演示仪，此演示仪包括机架、盘形凸轮、推杆，其特征是凸轮与机架、凸轮与推杆、推杆与机架之间均通过磁力作用形成可动联接。

2.根据权利要求1所述的凸轮机构演示仪，其特征是所述机架下端宽度中心位置固定一块圆形磁铁，所述凸轮转动中心固定一块与该转动中心同心的圆形磁铁，上述两块圆形磁铁磁力吸合，凸轮可绕圆形磁铁中心相对机架转动，机架与凸轮构成转动副联接。

3.根据权利要求1所述的凸轮机构演示仪，其特征是所述凸轮工作面为铁磁材料，推杆下端铰接一块圆形磁铁滚子，该磁铁滚子圆周与凸轮工作面吸合，磁铁滚子与凸轮工作面构成滚动和或滑动的高副联接。

4.根据权利要求1或2或3所述的凸轮机构演示仪，其特征是所述推杆主体部分为含铁质材料，下端铰接磁铁滚子部分及所用铰接件均为非铁磁材料，所述机架沿机架宽度方向均匀固定多块圆形磁铁，它们按至少3列，每列两块的方式阵列，所述推杆可同时与某列两块磁铁同时吸合，推杆可沿两块圆形磁铁中心连线方向相对机架滑动，构成移动副联接，所述推杆也可只与中间一列下端那块圆形磁铁吸合，推杆可绕磁铁中心相对机架转动，构成转动副联接。

5.根据权利要求1所述的凸轮机构演示仪，其特征是所述凸轮和机架不接触的两表面各固定一可拆装的凸起物，方便手持。