CN106956538A - 双功能式凸轮轨迹绘图仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双功能式凸轮轨迹绘图仪，包括底座、支撑板，所述支撑板的侧端设有一旋转手柄，所述支撑板背面设有蜗轮蜗杆、驱动轴、设于驱动轴端部的锥形齿轮、连接轴、设于连接轴端部的锥形齿轮、圆柱齿轮、齿条；所述支撑板正面设有模拟凸轮、下顶杆、螺旋式快速更换件、上顶杆、第一连杆、固定杆、第二连杆、竖向滑块、直线滑轨上、画笔横向杆、画笔竖向杆、画笔、横向滑块，所述横向滑块与所述齿条连接。本绘图仪不仅实现了凸轮从动件位移曲线和凸轮外轮轮廓形状的绘制，也实现了绘图仪的微调功能，操作性好、演示性强，且结构紧凑、体积小、质量轻，便于携带，适用于任何场合，值得广泛推广。

Description

双功能式凸轮轨迹绘图仪
技术领域
本发明涉及一种教学仪器，具体涉及一种双功能式凸轮轨迹绘图仪。
背景技术
凸轮机构一般是由凸轮，从动件和机架三个构件组成的高副机构；凸轮通常作连续等速转动，从动件根据使用要求设计使它获得一定规律的运动。凸轮机构能实现复杂的运动要求，广泛用于各种自动化和半自动化机械装置中。而在机械原理教学中，凸轮机构一直是教学中的重点和难点，这部分知识比较抽象难懂，教师讲解较为吃力，学生理解十分困难。国内外现有的凸轮轨迹线测量主要有以下两类：1、现有教学中主要通过描点法绘制凸轮推杆的位移曲线，该方法操作繁琐，效率低；2、通过软件模拟，必须有足够多的凸轮模型数据才能绘制出凸轮形状，而且软件模拟的感观性不强。
中国申请号为201420532451的实用新型，公开了一种双功能式凸轮轨迹绘图仪，该凸轮轨迹绘图仪包括机架、工作台机构、工作台驱动机构、凸轮盘机构、凸轮盘驱动组和推杆机构，工作台机构包括工作台和设置在工作台上的齿条，工作台驱动机构包括驱动齿轮、驱动轴和工作台驱动电机，驱动齿轮安装于驱动轴上，驱动轴由工作台驱动电机带动旋转，驱动齿轮与工作台上的齿条啮合；凸轮盘机构包括凸轮固定板和模拟凸轮，模拟凸轮固定于凸轮固定板上，凸轮盘驱动组包括驱动轴和凸轮盘驱动电机，凸轮固定板固定于驱动轴上，驱动轴由凸轮盘驱动电机带动旋转；推杆机构底部与模拟凸轮侧面接触，推杆机构上设置画笔。该发明采用齿轮齿条传动使工作平台的左右移动，实现了凸轮从动件位移曲线和凸轮外轮轮廓形状的绘制，具有感观性，但仍具有以下缺陷：机架分为上、下两层，体积大、占据空间，作为教具不方便携带；工作台驱动机构、凸轮盘驱动组均是由电机驱动，绘图仪无法进行手工操作性，进而演示效果差，且该绘图仪依赖电源才能工作，使用范围有所限制。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种双功能式凸轮轨迹绘图仪，本绘图仪采用蜗轮蜗杆、两对锥形齿轮、齿轮齿条、直线滑轨等传动件进行动力传递，实现了绘图仪手动调节功能，操作性好、演示性强，且结构紧凑、便于携带，适用于任何场合。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案：
双功能式凸轮轨迹绘图仪，包括底座、设于底座上的支撑板，所述支撑板的侧端设有一旋转手柄，该旋转手柄与位于支撑板背面上的蜗轮蜗杆连接，所述蜗轮蜗杆上有一竖向设置驱动轴，该驱动轴的端部连接有一对相互啮合的锥形齿轮，该对锥形齿轮上连接有一水平设置的连接轴，该连接轴的端部设有一对相互啮合的锥形齿轮、且其一锥形齿轮与一圆柱齿轮啮合连接，所述圆柱齿轮上啮合有一齿条；所述蜗轮蜗杆与位于支撑板背面的模拟凸轮同轴连接，所述模拟凸轮的上方有一竖向设置、且与其配合连接的下顶杆，所述下顶杆的顶端可拆卸地设于螺旋式快速更换件上，所述螺旋式快速更换件的上方连接有一上顶杆，所述上顶杆的顶端铰接有一水平设置第一连杆，所述第一连杆的端部铰接有一固定杆，该固定杆与第二连杆铰接，所述第二连杆铰接在竖向滑块上，所述竖向滑块设于竖向设置的直线滑轨上，所述竖向滑块上活动设有一可沿其左右移动的画笔横向杆，该画笔横向杆的端部连接有一画笔竖向杆，所述画笔横向杆与画笔竖向杆之间设有一画笔，所述画笔竖向杆连接在一横向滑块上、且可沿其上下移动，所述横向滑块设于横向设置的直线滑轨上，且所述横向滑块与所述齿条连接。
作为优选技术方案，为了节省制作成本，同时减轻绘图仪的重量，方便携带，所述底座、支撑板均是由塑料材料制成。
作为优选技术方案，为了有效控制绘图仪的整体尺寸，保证体积小、重量轻，便于携带，所述支撑板的规格尺寸设置为400～450mm×300～350mm。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
1、本绘图仪采用蜗轮蜗杆、两对锥形齿轮、齿轮齿条、直线滑轨等传动件进行动力传递，操作性好、演示性强，且结构紧凑、便于携带，通过手摇旋转手柄提供动力，改变现有需要借助电源的缺陷，实现了绘图仪手动调节功能，适用于任何场合。
2、底座、支撑板均是由塑料材料制成，一方面节省制作成本，另一方面有效减轻绘图仪的重量，方便携带。
3、支撑板的规格尺寸设置科学合理，有效控制绘图仪的整体尺寸，保证体积小、重量轻，从而便于携带。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明。
图1为本发明的正面示意图；
图2为本发明的背面示意图；
附图标号：1、底座，2、支撑板，3、旋转手柄，4、蜗轮蜗杆，5、驱动轴，6、锥形齿轮，7、连接轴，8、圆柱齿轮，9、齿条，10、模拟凸轮，11、下顶杆，12、螺旋式快速更换件，13、上顶杆，14、第一连杆，15、固定杆，16、第二连杆，17、竖向滑块，18、直线滑轨，19、画笔横向杆，20、画笔竖向杆，21、画笔，22、横向滑块，23、画图板。
具体实施方式
如图1和图2所示提出本发明一种具体实施例，双功能式凸轮轨迹绘图仪，包括底座1、设于底座1上的呈长方形状的支撑板2，所述支撑板2的侧端设有一旋转手柄3，该旋转手柄3与位于支撑板背面上的蜗轮蜗杆4连接，所述蜗轮蜗杆4上有一竖向设置驱动轴5，该驱动轴5的端部连接有一对相互啮合的锥形齿轮6，该对锥形齿轮6上连接有一水平设置的连接轴7，该连接轴7的端部设有一对相互啮合的锥形齿轮6、且其一锥形齿轮6与一圆柱齿轮8啮合连接，所述圆柱齿轮8上啮合有一水平设置的齿条9；所述蜗轮蜗杆4与位于支撑板2正面的模拟凸轮10同轴连接，所述模拟凸轮10的上方有一竖向设置、且与其配合连接的下顶杆11，所述下顶杆11的顶端可拆卸地设于螺旋式快速更换件12上，通过更换长度不同的下顶杆11来适用不同大小的模拟凸轮10，则模拟凸轮10的尺寸由大变小时，下顶杆11的长度由短更换成长的，所述螺旋式快速更换件12的上方连接有一上顶杆13，所述上顶杆13的顶端铰接有一水平设置第一连杆14，所述第一连杆14的端部铰接有一固定杆15，该固定杆15与第二连杆16铰接，且所述第一连杆14、第二连杆16均可在支撑板2上移动，所述第二连杆16铰接在竖向滑块17上，所述竖向滑块17设于竖向设置的直线滑轨18上，所述竖向滑块17上活动还设有一可沿其左右移动的画笔横向杆19，该画笔横向杆19的端部连接有一画笔竖向杆20，所述画笔横向杆19与画笔竖向杆20之间设有一画笔21，所述画笔竖向杆20连接在一横向滑块22上、且可沿其上下移动，所述横向滑块22设于横向设置的直线滑轨18上，且所述横向滑块22与所述齿条9连接，所述画笔21可在位于横向设置的直线滑轨18下方的画图板23上绘画。
所述底座1、支撑板2均是由塑料材料制成，绘图仪其它部件均是由钢制材料制成，一方面节省制作成本，另一方面有效减轻绘图仪的重量，方便携带。
所述支撑板2的规格尺寸设置为400～450mm×300～350mm，大小与A3纸张尺寸差不多，有效控制绘图仪的整体尺寸，保证体积小、重量轻，便于携带。
本发明使用时：手摇旋转手柄3，蜗轮蜗杆4转动，一边通过两级锥形齿轮6、圆柱齿轮8后带动齿条9运动，另一边带动模拟凸轮10同步转动，齿条9通过横向滑块22带动画笔21做横向运动，而模拟凸轮10通过上顶杆13、下顶杆11和第一连杆14、第二连杆16带动竖向滑块17带动画笔21做竖向运动，进而使画笔21在画图板23上绘制出上顶杆13、下顶杆11的位移曲线。若确定上顶杆13、下顶杆11的位移曲线，通过画笔21根据位移曲线描绘，从而根据下顶杆11底端的描点得到模拟凸轮10的轮廓形状，实现绘图仪的双功能。
当然，上面只是结合附图对本发明优选的具体实施方式作了详细描述，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.双功能式凸轮轨迹绘图仪，其特征在于：包括底座(1)、设于底座(1)上的支撑板(2)，所述支撑板(2)的侧端设有一旋转手柄(3)，该旋转手柄(3)与位于支撑板(2)背面上的蜗轮蜗杆(4)连接，所述蜗轮蜗杆(4)上有一竖向设置驱动轴(5)，该驱动轴(5)的端部连接有一对相互啮合的锥形齿轮(6)，该对锥形齿轮(6)上连接有一水平设置的连接轴(7)，该连接轴的(7)端部设有一对相互啮合的锥形齿轮(6)、且其一锥形齿轮(6)与一圆柱齿轮(8)啮合连接，所述圆柱齿轮(8)上啮合有一齿条(9)；所述蜗轮蜗杆(4)与位于支撑板(2)正面的模拟凸轮(10)同轴连接，所述模拟凸轮(10)的上方有一竖向设置、且与其配合连接的下顶杆(11)，所述下顶杆(11)的顶端设于一螺旋式快速更换件(12)上，所述螺旋式快速更换件(12)的上方连接有一上顶杆(13)，所述上顶杆(13)的顶端铰接有一水平设置的第一连杆(14)，所述第一连杆(14)的端部铰接有一固定杆(15)，该固定杆(15)与第二连杆(16)铰接，所述第二连杆(16)铰接在竖向滑块(17)上，所述竖向滑块(17)设于竖向设置的直线滑轨(18)上，所述竖向滑块(17)上还活动设有一可沿其左右移动的画笔横向杆(19)，该画笔横向杆(19)的端部连接有一画笔竖向杆(20)，所述画笔横向杆(19)与画笔竖向杆(20)之间设有一画笔(21)，所述画笔竖向杆(20)连接在一横向滑块(22)上、且可沿其上下移动，所述横向滑块(22)设于横向设置的直线滑轨(18)上，且所述横向滑块(22)与所述齿条(9)连接。
2.根据权利要求1所述的双功能式凸轮轨迹绘图仪，其特征在于：所述底座(1)、支撑板(2)均是由塑料材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的双功能式凸轮轨迹绘图仪，其特征在于：所述支撑板(2)的规格尺寸设置为400～450mm×300～350mm。
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