CN107993556A - 一种多功能差动轮系传动演示教具 - Google Patents

一种多功能差动轮系传动演示教具 Download PDF

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范晋伟
邬昌军
张依铃
潘日
陶浩浩
李中生
查春青
陈东菊
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Abstract

本发明公开了一种多功能差动轮系传动演示教具，该演示教具包括底板、摇柄、大齿轮、小齿轮、齿轮安装支架、连接电源插头、机箱和电动机输出轴、连接装置、小中心齿轮、大中心齿轮、行星轮、行星架、齿轮箱、螺栓、第二轴承和齿轮主轴。该演示教具轻巧简便、形象直观且易于拆装搬运，一个简单的教具模型不仅可以演示定轴轮系、行星轮系、差动轮系等一系列轮系的运动，而且还可以形象直观的观察其内部结构；同时，通过该教具，学生也能够熟悉和掌握如齿轮的啮合、齿轮的根切、齿轮正变位和轴的结构设计等知识点。

Description

一种多功能差动轮系传动演示教具
技术领域
本发明属于教学用具技术领域，具体涉及一种多功能差动轮系传动演示教具。
背景技术
在《机械原理》与《机械设计》课程的学习过程中，很多学生会对差动轮系的工作原理和运动状态等知识点由于平时接触不多而难以理解。虽然《机械原理》与《机械设计》等课程都开设有相关的实验，以便于学生加强对所学知识点的理解与强化，但是这些实验往往具有滞后性，并且学生的数量多实验器材少，有一部分学生没有动手的机会,因此实验的效果往往不是很理想。即使有多媒体教室上课可以展示一些简单的图片、动画、三维模型等，但是还是不能很好的解决这个问题。而教具恰恰能够弥补实验与课堂演示说明的不足。
目前很多高校的教具大多采用铸铁、铝等金属制成，体积大且重，很难携带到课堂上。有些教具采用木质材料，虽然质量比较轻也便于携带，但是由于木质结构摩擦系数比较大和不透明，很难动态和直观的演示其内部结构。虽然有些教具采用透明的有机玻璃制作，但有机玻璃脆而且比较重，不适宜作为演示教具的制作材料。因此，一种轻巧简便、易于拆装搬运且透明的多功能差动轮系传动演示教具显得非常有必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出了一种多功能差动轮系传动演示教具。该演示教具轻巧简便、形象直观且易于拆装搬运，一个简单的教具模型不仅可以演示定轴轮系、行星轮系、差动轮系等一系列轮系的运动，而且还可以形象直观的观察其内部结构；同时，通过该教具，学生也能够熟悉和掌握如齿轮的啮合、齿轮的根切、齿轮正变位和轴的结构设计等知识点。
本发明采用的技术方案为一种多功能差动轮系传动演示教具，该演示教具包括底板、摇柄、大齿轮、小齿轮、齿轮安装支架、连接电源插头、机箱和电动机输出轴、连接装置、小中心齿轮、大中心齿轮、行星轮、行星架、齿轮箱、螺栓、第二轴承和齿轮主轴。
连接电源插头与机箱内的同步电动机连接，同步电动机的电动机输出轴通过连接装置与齿轮主轴的一端连接，齿轮主轴的另一端安装在齿轮安装支架上；小齿轮安装在齿轮主轴上，小齿轮与大齿轮相啮合；大齿轮的端面上设有摇柄。
小齿轮与小中心齿轮共轴线，小中心齿轮与行星轮相啮合，行星轮与大中心齿轮为内啮合。行星架为L形，行星架的一端与行星轮的中心连接，行星架通过第二轴承安装在齿轮箱下箱体上。大中心齿轮安装在齿轮箱中，小齿轮和大中心齿轮为双联齿轮。
齿轮箱和齿轮安装支架均通过第一组螺栓安装在底板上。该演示教具能够实现差动轮系、行星轮系、定轴轮系的演示。
齿轮箱分为齿轮箱上箱体和齿轮箱下箱体，齿轮箱上箱体和齿轮箱下箱体通过第二组螺栓连接。
齿轮安装支架分为支架a和支架b两部分，大齿轮固定在支架a上，小齿轮通过第一轴承与支架b连接。
所述底板采用木质材料制作，底板的底部加装有四个黑色橡胶支脚。
所述的连接装置是一工字型结构，连接装置的两端刻有通孔，并且每个通孔处配有一个栓接螺栓。
所述齿轮箱、齿轮安装支架均由透明亚克力板制成。
行星架采用铝材料制成。
所述的手柄摇动动力输入装置包括摇柄和大小齿轮及齿轮安装支架，采用亚克力为主要的制作材料。所述的大小齿轮的模数为3mm，小齿轮的齿数为10，大齿轮的齿数为40，其安装在齿轮安装支架上。所述摇柄是演示时手握摇动的部分。所述的电动机通电动力输入装置包括连接电源插头、同步电动机、电动机箱和电动机输出轴。所述同步电动机输出功率为4W，输出转速为5r/min，被封装在电动机箱里。所述的输出轴的轴端有一通孔。
所述的轮系传动装置包括小中心齿轮，大中心齿轮，行星轮、行星架和齿轮箱上下箱体。所述的小中心齿轮的齿数为10，其主轴的输入端有一通孔。所述的大中心齿轮的齿数为42，为内齿轮。所述的行星轮的齿数为16。所述的大小齿轮的模数为3mm，均采用透明的亚克力板制作。所述的行星架选用轻便易加工的铝材料制作。所述的齿轮箱包括上箱体和下箱体，是为齿轮和相关的附件提供安装和支撑的。
当教具作为差动轮系传动时，手摇部分通过摇动在大齿轮上的摇柄，大齿轮啮合小齿轮，小齿轮和大中心齿轮是双联齿轮，然后将动力传输到大中心齿轮上。而电动部分是电动机通过连接装置由小中心轮的主轴将动力传递给小中心齿轮的，最后通过小中心齿轮与大中心齿轮轮的两种不同动力的输入合成由行星架实现行星轮的转动输出。
当教具作为行星轮系传动时，手摇部分不提供动力，仅仅由电动部分提供动力，然后通过连接装置由小中心轮的主轴将动力传递给小中心齿轮，最后通过小中心齿轮带动行星轮由行星架实现行星轮的转动输出。
当教具作为定轴轮系传动时，仅仅由手摇部分提供动力，通过摇动在大齿轮上的手柄，大齿轮啮合小齿轮，小齿轮和大中心齿轮是双联齿轮，然后将动力传输到大中心齿轮上。最后通过行星轮和大中心齿轮的内啮合由行星架实现行星轮的转动输出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
第一、本发明采用两种动力输入方式，可以直观的观察行星轮输出轴转速的变化和动态的观察齿轮的啮合情况以及轮系的运动状态。
第二、本发明采用亚克力为主要的制作材料，通过透明的外壳可以直接从外部直观地看到模型内部的结构。亚克力材料具有一定的强度而且摩擦系数比较小，能够输入较小的力就能够动态观察其啮合情况，完全满足教具演示的需求。
第三、一物多用。一个简单的教具模型不仅可以演示定轴轮系、行星轮系、差动轮系等一系列轮系的运动，而且还可以形象直观的观察其内部结构；同时，通过该教具，学生也能够熟悉和掌握如齿轮的啮合、齿轮的根切、齿轮正变位、和轴的结构设计等知识点。
第四、本发明易加工、质量轻、便于携带搬运和易拆装、方便使用和操作，具有较大的市场推广价值。
附图说明
图1为本发明的总体结构三维造型图。
图2为本发明的齿轮箱内部结构三维造型图。
图3为本发明的手动部分三维造型图。
图4为本发明的电动部分三维造型图。
图5为本发明的齿轮根切演示示意图。
图6为本发明的齿轮箱采用透明材料时的三维造型图。
图7为本发明的齿轮箱采用透明材料时卸掉上箱体的三维造型图。
图8为本发明的齿轮安装支架造型图。
图9为本发明的齿轮主轴的结构设计图。
图10为本发明的连接装置的结构设计图。
图11为本发明的齿轮箱下箱体三维造型图。
具体实施方式
本发明提出了多功能差动轮系传动演示教具。该教具轻巧简便、形象直观且易于拆装搬运，一个简单的教具模型不仅可以演示定轴轮系、行星轮系、差动轮系等一系列轮系的运动，而且还可以形象直观的观察其内部结构；同时，通过该教具，学生也能够熟悉和掌握如齿轮的啮合、齿轮的根切、齿轮正变位、和轴的结构设计等知识点。
下面结合附图对本发明进行进一步说明，但本发明并不局限以下实例。
如图1-图9所示，一种多功能差动轮系传动演示教具，该演示教具包括底板12、摇柄11、大齿轮10、小齿轮6、齿轮安装支架7、连接电源插头1、机箱2和电动机输出轴3、连接装置4、小中心齿轮16、大中心齿轮8、行星轮15、行星架9、齿轮箱、螺栓、第二轴承17和齿轮主轴5。
连接电源插头1与机箱2内的同步电动机连接，同步电动机的电动机输出轴3通过连接装置4与齿轮主轴5的一端连接，齿轮主轴5的另一端安装在齿轮安装支架7上；小齿轮6安装在齿轮主轴5上，小齿轮6与大齿轮10相啮合；大齿轮10的端面上设有摇柄11。
小齿轮6与小中心齿轮16共轴线，小中心齿轮16与行星轮15相啮合，行星轮15与大中心齿轮8为内啮合。行星架9为L形，行星架9的一端与行星轮15的中心连接，行星架9通过第二轴承17安装在齿轮箱下箱体802上。大中心齿轮8安装在齿轮箱中，小齿轮6和大中心齿轮8为双联齿轮。
齿轮箱和齿轮安装支架7均通过第一组螺栓4安装在底板12上。该演示教具能够实现差动轮系、行星轮系、定轴轮系的演示。
齿轮箱分为齿轮箱上箱体801和齿轮箱下箱体802，齿轮箱上箱体801和齿轮箱下箱体802通过第二组螺栓4连接。
齿轮安装支架7分为支架a701和支架b702两部分，大齿轮10固定在支架a701上，小齿轮6通过第一轴承14与支架b702连接。
所述底板12采用木质材料制作，底板12的底部加装有四个黑色橡胶支脚。
所述的连接装置4是一工字型结构，连接装置4的两端刻有通孔，并且每个通孔处配有一个栓接螺栓。
所述齿轮箱、齿轮安装支架7均由透明亚克力板制成。
行星架9采用铝材料制成。
当教具作为差动轮系传动时，转动摇柄，带动大齿轮10一起运动，通过大齿轮10与小齿轮6的啮合，从而将动力传输到大中心齿轮8上。然后连接电源插头1，同步电动机旋转，通过连接装置4将动力传递给小中心齿轮16，最后通过小中心齿轮16与大中心齿轮8的两种不同动力的输入合成实现行星轮15的转动，由行星架9完成动力的传递。
当教具作为行星轮系传动时，连接电源插头1，同步电动机旋转，通过连接装置4将动力传递给小中心齿轮16，最后通过小中心齿轮16带动行星轮15绕大中心齿轮内圈转动，由行星架9实现与运动的输出。
当教具作为定轴轮系传动时，转动摇柄11，摇柄11带动大齿轮10一起运动，通过大齿轮10与小齿轮6的啮合，从而将动力传输到大中心齿轮8上。最后通过行星轮15和大中心齿轮8的内啮合由行星架9实现运动的输出。
如图3和图5所示，能观察到在传动的过程中，齿轮的啮合情况、齿轮的正变位布置和齿轮啮合过程中发生的根切现象。
如图6和图7所示，能直观的观察齿轮箱内部齿轮运动的状况。
如图10所示，能直观的了解轴的结构设计过程。
如图11所示，为本发明的齿轮箱下箱体三维造型图。

Claims (10)

1.一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：该演示教具包括底板(12)、摇柄(11)、大齿轮(10)、小齿轮(6)、齿轮安装支架(7)、连接电源插头(1)、机箱(2)和电动机输出轴(3)、连接装置(4)、小中心齿轮(16)、大中心齿轮(8)、行星轮(15)、行星架(9)、齿轮箱、螺栓、第二轴承(17)和齿轮主轴(5)；
连接电源插头(1)与机箱(2)内的同步电动机连接，同步电动机的电动机输出轴(3)通过连接装置(4)与齿轮主轴(5)的一端连接，齿轮主轴(5)的另一端安装在齿轮安装支架(7)上；小齿轮(6)安装在齿轮主轴(5)上，小齿轮(6)与大齿轮(10)相啮合；大齿轮(10)的端面上设有摇柄(11)；
小齿轮(6)与小中心齿轮(16)共轴线，小中心齿轮(16)与行星轮(15)相啮合，行星轮(15)与大中心齿轮(8)为内啮合；行星架(9)为L形，行星架(9)的一端与行星轮(15)的中心连接，行星架(9)通过第二轴承(17)安装在齿轮箱下箱体802上；大中心齿轮(8)安装在齿轮箱中，小齿轮(6)和大中心齿轮(8)为双联齿轮；
齿轮箱和齿轮安装支架(7)均通过第一组螺栓安装在底板(12)上；该演示教具能够实现差动轮系、行星轮系、定轴轮系的演示。
2.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：齿轮箱分为齿轮箱上箱体(801)和齿轮箱下箱体(802)，齿轮箱上箱体(801)和齿轮箱下箱体(802)通过第二组螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：齿轮安装支架(7)分为支架a(701)和支架b(702)两部分，大齿轮(10)固定在支架a(701)上，小齿轮(6)通过第一轴承(14)与支架b(702)连接。
4.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：所述底板(12)采用木质材料制作，底板(12)的底部加装有四个黑色橡胶支脚。
5.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：所述的连接装置(4)是一工字型结构，连接装置(4)的两端刻有通孔，并且每个通孔处配有一个栓接螺栓。
6.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：所述齿轮箱、齿轮安装支架(7)均由透明亚克力板制成。
7.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：行星架(9)采用铝材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：当教具作为差动轮系传动时，转动摇柄，带动大齿轮(10)一起运动，通过大齿轮(10)与小齿轮(6)的啮合，从而将动力传输到大中心齿轮(8)上；然后连接电源插头(1)，同步电动机旋转，通过连接装置(4)将动力传递给小中心齿轮(16)，最后通过小中心齿轮(16)与大中心齿轮(8)的两种不同动力的输入合成实现行星轮(15)的转动，由行星架(9)完成动力的传递。
9.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：当教具作为行星轮系传动时，连接电源插头(1)，同步电动机旋转，通过连接装置(4)将动力传递给小中心齿轮(16)，最后通过小中心齿轮(16)带动行星轮(15)绕大中心齿轮内圈转动，由行星架(9)实现与运动的输出。
10.根据权利要求1所述的一种多功能差动轮系传动演示教具，其特征在于：当教具作为定轴轮系传动时，转动摇柄(11)，摇柄(11)带动大齿轮(10)一起运动，通过大齿轮(10)与小齿轮(6)的啮合，从而将动力传输到大中心齿轮(8)上；最后通过行星轮(15)和大中心齿轮(8)的内啮合由行星架(9)实现运动的输出。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202007000052U1 (de) * 2007-12-10 2008-02-21 Mahler, Heinrich, Dipl.-Ing. Prüf- und Lehrvorrichtung für Differentialgetriebe
CN101993012A (zh) * 2009-08-19 2011-03-30 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 电动手摇一体化行星驱动装置
CN203689806U (zh) * 2013-12-31 2014-07-02 西安理工大学 复合轮系传动机构演示教具
CN104064099A (zh) * 2014-06-13 2014-09-24 浙江理工大学 一种齿轮系教具
CN204102456U (zh) * 2014-09-19 2015-01-14 杭州电子科技大学 一种行星轮系教具
CN104464493A (zh) * 2014-12-25 2015-03-25 北京理工大学 定轴轮系和周转轮系功能展示及对比分析平台
CN104680920A (zh) * 2015-03-27 2015-06-03 胡万里 一种机械原理综合齿轮轮系教具
CN106875821A (zh) * 2017-04-27 2017-06-20 大连交通大学 反转法演示教具
CN208569988U (zh) * 2018-01-28 2019-03-01 北京工业大学 一种多功能差动轮系传动演示教具

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202007000052U1 (de) * 2007-12-10 2008-02-21 Mahler, Heinrich, Dipl.-Ing. Prüf- und Lehrvorrichtung für Differentialgetriebe
CN101993012A (zh) * 2009-08-19 2011-03-30 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 电动手摇一体化行星驱动装置
CN203689806U (zh) * 2013-12-31 2014-07-02 西安理工大学 复合轮系传动机构演示教具
CN104064099A (zh) * 2014-06-13 2014-09-24 浙江理工大学 一种齿轮系教具
CN204102456U (zh) * 2014-09-19 2015-01-14 杭州电子科技大学 一种行星轮系教具
CN104464493A (zh) * 2014-12-25 2015-03-25 北京理工大学 定轴轮系和周转轮系功能展示及对比分析平台
CN104680920A (zh) * 2015-03-27 2015-06-03 胡万里 一种机械原理综合齿轮轮系教具
CN106875821A (zh) * 2017-04-27 2017-06-20 大连交通大学 反转法演示教具
CN208569988U (zh) * 2018-01-28 2019-03-01 北京工业大学 一种多功能差动轮系传动演示教具

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙孟琴 等: ""轮系设计实验台优化设计"", 《长春工程学院学报(自然科学版)》, vol. 15, no. 4, pages 37 - 39 *

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