CN108269484A - 一种螺旋卡环离合机构 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种螺旋卡环离合机构，其特征在于:本体主要由螺杆、卡环旋钮、卡环底座和压缩弹簧组成，螺杆左端有一段螺纹，右端一段无螺纹，螺杆的一端与卡环底座的孔通过键固结，卡环底座和连杆通过键固结，压缩弹簧套装在螺杆上，右端紧靠卡环旋钮，左端紧靠螺杆的轴肩，卡环旋钮和螺杆通过螺纹连接组成螺纹副，卡环螺钉下端和卡环旋钮固结，卡环螺钉上端处在曲柄的滑槽内，与滑槽组成大间隙配合，卡环螺钉可在曲柄的滑槽内自由滑动，连杆和螺杆固结为一体，螺杆和卡环底座分别经滚动轴承安装在曲柄孔内。该机构结构新颖，精致，造价低廉。

Description

一种螺旋卡环离合机构

技术领域

本发明属于一种离合机构，特别涉及一种铰链四杆机构实验教具中使曲柄连杆合二为一的螺旋卡环离合机构。

背景技术

百年大计，教育为本。随着人们对教育的日益重视，教育教学质量成为人们越发关注的问题，铰链四杆机构是机械原理的一个重点，也是一个难点，如何把枯燥乏味、晦涩难懂的这部分原理让学生轻松的掌握，是每位教师面临的一个难题，而目前的实验教具形式老套单一、缺乏动感，铰链四杆机构原理不能形象活泼的演示给学生，这和当代大学生生动活泼的天性完全不符。

为了激发学生的兴趣，调动学生积极性，挖掘学生的潜能，增强学生的创造力，激活学生的创新思维，将书本上晦涩难懂的枯燥的知识点具体化、生动化、形象化，并将学生学习的知识碎片整理融合为一体从而更好的应用于现实生活中，设计出能够使课堂教学更加丰富、更具吸引力的机械实验平台——铰链四杆机构实验平台。该平台可将曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆四杆机构和双曲柄滑块机构（两套曲柄滑块机构）完美动感的融合在一起，通过丝杆螺母渐变伸缩机构改变四杆机构中杆的长度、螺旋卡环离合机构实现曲柄连杆两杆合一和单向滑块机构保证机构单向滑动，进而实现双曲柄、曲柄摇杆、双摇杆和双曲柄滑块之间的自由梦幻动感变换，整个平台在双曲柄滑块状态时在光杆上可随意的向上奔腾。

动感切换的铰链四杆机构的几种状态分别如下：

（1）第一种状态：当电机带动伸缩曲柄转动时，通过伸缩曲柄内部丝杆螺母渐变伸缩机构使伸缩曲柄逐渐缩短，当伸缩曲柄由21cm缩短到18.2cm的过程中一直展示双曲柄机构状态。

（2）第二种状态：当四杆机构处于双曲柄机构的临界点时，伸缩曲柄的长度为18.2cm，此时，刚好从双曲柄机构向曲柄摇杆机构转化，伸缩曲柄的长度通过伸缩曲柄内部丝杆螺母渐变伸缩机构在电机的驱动下仍在缩短，当伸缩曲柄的长度缩短到15.4cm时，伸缩曲柄内部丝杆螺母渐变伸缩机构的螺母便在螺杆的无螺纹段空转，伸缩曲柄不再缩短，这个过程四杆机构一直演示曲柄摇杆机构状态。

（3）第三种状态：当曲柄摇杆演示一定时间后，连杆与曲柄通过螺旋卡环离合机构共线合并为一根杆，四杆机构变换成了由A、B两单向上、下滑块、光滑导杆和连架杆组成的双曲柄滑块机构状态，A、B单向滑块只能向上滑，不能向下滑，这时演示的双曲柄滑块机构能蠕动的沿滑动所在的光滑导杆动感上爬。

发明内容

本发明的目的：为使连杆和曲柄合二为一，叠加共线轻松对接固连为一根杆，从而为曲柄摇杆机构状态自由动感切换到双曲柄滑块机构状态做准备，本发明在曲柄的一端孔内设计了螺旋卡环离合机构。

本发明的技术方案是：一种螺旋卡环离合机构，其本体包括曲柄（曲柄由曲柄杆套和曲柄杆芯组成），连杆，轴承1，一个螺杆，一个压缩弹簧，卡环旋钮，卡环螺钉，键1，轴承2，卡环底座和键2组成。

其特征在于:所述的螺旋卡环离合机构，其本体主要由螺杆、卡环旋钮、卡环底座和压缩弹簧组成，螺杆左端有一段螺纹，右端一段无螺纹，螺杆的一端与卡环底座的孔通过键固结，卡环底座和连杆通过键固结，压缩弹簧套装在螺杆上，右端紧靠卡环旋钮，左端紧靠螺杆的轴肩，卡环旋钮和螺杆通过螺纹连接组成螺纹副，卡环螺钉下端和卡环旋钮固结，卡环螺钉上端处在曲柄的滑槽内，与滑槽组成大间隙配合，卡环螺钉可在曲柄的滑槽内自由滑动，连杆和螺杆固结为一体，螺杆和卡环底座分别经滚动轴承安装在曲柄孔内。

本发明的有益效果是：该机构使连杆和曲柄轻松合二为一，并自动对接固连为一根杆，从而为曲柄摇杆机构状态自由动感切换到双曲柄滑块机构状态做准备。该机构结构新颖，精致，造价低廉。

附图说明

图1是螺旋卡环离合机构安装示意图；

图2是螺旋卡环离合机构安装孔三维示意图；

图3是螺旋卡环离合机构杆芯滑槽装配三维示意图；

图4是螺旋卡环离合机构三维示意图；

图5是螺旋卡环离合机构二维图；

图6是卡环旋钮三维示意图；

图7是卡环底座三维示意图；

图8是螺杆三维示意图；

其中，

1.单向滑块A，2. 光滑导杆，3－套筒，4.电动机，5.联轴器，6. 小减速齿轮，7.轴承支座，8.单向滑块B，9.大减速齿轮，10.支撑板，11. 伸缩曲柄， 12.连杆，13.连架杆，14.L支架， 16.固定轴 ，23.曲柄杆套，24. 螺旋卡环离合机构，25.曲柄杆芯， 26.轴承1，27.螺杆，28.弹簧，29.卡环旋钮，30.卡环螺钉，31.键1，32.轴承2，33.卡环底座，34.键2，35.螺旋卡环离合机构安装孔，36.滑槽。

具体实施方式

如图1～图8，为使连杆12和伸缩曲柄11（伸缩曲柄11由曲柄杆套23和曲柄杆芯25组成）合二为一，叠加共线轻松对接固连为一根杆，并为演示双曲柄滑块机构状态做准备，在伸缩曲柄11的杆芯25的一端安装孔35内设计了螺旋卡环离合机构24，该机构主要由螺杆27、卡环旋钮29、卡环底座33、弹簧28组成，螺杆27左端有一段螺纹，右端一段无螺纹，螺杆27的一端与卡环底座33的孔通过键31固结，卡环底座33和连杆12通过键34固结，弹簧28装套在螺杆27上，右端紧靠卡环旋钮29，左端紧靠螺杆27的轴肩，卡环旋钮29和螺杆27通过螺纹连接组成螺纹副，卡环螺钉30下端和卡环旋钮29固结，卡环螺钉30上端处在伸缩曲柄11杆芯25的滑槽36内，与杆芯25的滑槽36组成大间隙配合，卡环螺钉30可在伸缩曲柄11杆芯25的滑槽36内自由滑动，连杆12和螺杆27固结为一体，螺杆27和卡环底座33分别经滚动轴承26和滚动轴承32安装在伸缩曲柄杆芯25的安装孔35内。当连杆12和伸缩曲柄11有相对转动时，卡环旋钮29通过卡环螺钉30随外部的伸缩曲柄11同步转动，卡环旋钮29通过螺纹副便在螺杆27上轴向向右（卡环旋钮29顺时针转动时）或向左（卡环旋钮29逆时针转动时）移动，同时卡环螺钉30在伸缩曲柄11杆芯25滑槽36内轴向滑动，当卡环旋钮29顺时针转动时便在螺杆27上向右移动，一旦螺纹配合部分传动完时，在弹簧28作用下，卡环旋钮29快速向右移动，卡环旋钮29和卡环底座33便迅速扣合，此时卡环旋钮29的凸台与卡环底座33的凸台旋合在一起，连杆12和伸缩曲柄11合二为一轻松对接固连为一根杆，当把卡环旋钮29通过卡环螺钉30向左移动并反方向转动时，卡环旋钮29和卡环底座33便分离，连杆12和伸缩曲柄11随之也分离。

Claims (5)

1.一种螺旋卡环离合机构，其特征在于所属机构主要由螺杆(27)、卡环旋钮(29)、卡环底座(33)、弹簧(28)组成。

2.根据权利要求1所述的螺杆(27)，其特征在于所述的螺杆(27)左端有一段螺纹，右端一段无螺纹，螺杆(27)的一端与卡环底座(33)的孔通过键(31)固结，卡环底座(33)和连杆(12)通过键(34)固结。

3.根据权利要求1所述的弹簧(28)，其特征在于所述的弹簧(28)装套在螺杆(27)上，右端紧靠卡环旋钮(29)，左端紧靠螺杆(27)的轴肩。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋卡环离合机构，其特征在于卡环旋钮(29)和螺杆(27)通过螺纹连接组成螺纹副，卡环螺钉(30)下端和卡环旋钮(29)固结，卡环螺钉(30)上端处在伸缩曲柄(11)杆芯(25)的滑槽（36）内，与杆芯(25)的滑槽（36）组成大间隙配合，卡环螺钉(30)可在伸缩曲柄(11)杆芯(25)的滑槽（36）内自由滑动。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋卡环离合机构，其特征在于连杆(12)和螺杆(27)固结为一体，螺杆(27)和卡环底座(33)分别经滚动轴承(26)和滚动轴承(32)安装在伸缩曲柄杆芯(25)的安装孔(35)内。