CN112413066A - 一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具 - Google Patents

一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，包括底座、立柱、横轴、A面组件和B面组件，所述立柱和横轴分别呈圆柱形设置，所述立柱垂直固接设于底座上壁，所述横轴垂直固接设于立柱上端，所述A面组件和B面组件分别垂直固接设于横轴的两端，所述A面组件和B面组件分别为单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构。本发明属于齿轮传动机械教具领域，具体是提供了一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮集成一体、结构精密、传动稳定、使用寿命长、教学效率高、实用性高、操作简单、成本低廉的单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具。

Description

一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具
技术领域
本发明属于齿轮传动机械教具领域，具体是指一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具。
背景技术
在一些机械类专业课上，例如《机械原理》、《汽车变速器》等课程中，需要学习行星齿轮机构的结构组成、传动特点以及变速条件下不同传动比的计算等。
为了让学生更加直观地理解，教师通常会将行星齿轮机构实物展示给学生看，这在一定程度上有助于学生理解行星齿轮机构的结构，但是对于齿轮在不同变速条件下的传动比计算和旋转方向、增减速的判断，学生学习起来比较困难，不易掌握。同时，现有技术中的行星齿轮机构演示教具功能单一，单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构的演示须使用两个不同的教具，不利于学生对传动结构进行对比与深刻理解，学生往往很难直接理解齿轮传动比，造成学生理解困难，学习效率低。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮集成一体、结构精密、传动稳定、使用寿命长、教学效率高、实用性高、操作简单、成本低廉的单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具。
本发明采取的技术方案如下：本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，包括底座、立柱、横轴、A面组件和B面组件，所述立柱和横轴分别呈圆柱形设置，所述立柱垂直固接设于底座上壁，所述横轴垂直固接设于立柱上端，所述A面组件和B面组件分别垂直固接设于横轴的两端，所述A面组件和B面组件分别为单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构，单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构集成与一个装置上，所述A面组件包括A面太阳轮、A面刻度盘、A面行星架、A面行星轮、A面内齿圈、A面指针一、A面指针二和A面指针三，所述A面太阳轮可转动设于横轴一端，所述A面行星架可转动设于横轴外壁，所述A面刻度盘固接设于横轴外壁，所述A面行星轮设有四组，所述四组A面行星轮以A面行星架的圆心为圆心等间距可转动设于A面行星架上，所述A面内齿圈可转动设于各A面行星轮外壁，所述A面指针一、A面指针二和A面指针三分别固接设于A面太阳轮上、A面行星架上和A面内齿圈上，所述B面组件包括B面太阳轮、B面刻度盘、B面行星架、B面第一行星轮、B面第二行星轮、B面内齿圈、B面指针一、B面指针二和B面指针三，所述B面太阳轮可转动设于横轴上远离A面太阳轮的一端，所述B面行星架可转动设于横轴外壁，所述B面刻度盘固接设于横轴外壁，所述B面第一行星轮与B面第二行星轮分别设有三组，所述B面第一行星轮与B面第二行星轮分别分别以B面行星架的圆心为圆心等间距可转动设于B面行星架上，所述B面内齿圈可转动设于各B面第二行星轮外壁，所述B面指针一、B面指针二和B面指针三分别固接设于B面太阳轮上、B面行星架上和B面内齿圈上，可利用不同颜色对A面太阳轮、A面行星轮、A面行星架、A面内齿圈、A面指针一、A面指针二和A面指针三、B面太阳轮、B面第一行星轮、B面第二行星轮、B面行星架、B面内齿圈、B面指针一、B面指针二和B面指针三进行区分，方便学生观看各个运动元件的工作情况。
进一步地，所述A面太阳轮外壁、A面行星架内壁、A面行星轮外壁和A面内齿圈内壁分别设有轮齿。
进一步地，所述B面太阳轮外壁、B面行星架内壁、B面第一行星轮外壁、B面第二行星轮外壁和B面内齿圈内壁分别设有轮齿。
进一步地，所述A面太阳轮与四个等分的A面行星轮外啮合，所述四个A面行星轮与A面内齿圈内啮合。
进一步地，所述B面太阳轮与三个等分的B面第一行星轮外啮合，所述三个等分的B面第一行星轮分别与三个等分的B面第二行星轮外啮合，所述三个等分的B面第二行星轮与B面内齿圈内啮合。
进一步地，所述A面太阳轮的齿数为40个齿，所述A面内齿圈的齿数为80个齿，A面行星架的齿数为A面太阳轮的齿数与A面内齿圈的齿数的总和即120个齿，A面太阳轮、A面内齿圈和A面行星架均可作为主动工作元件或从动工作元件，A面组件的传动比等于主动工作元件的齿数除以从动工作元件的齿数。
进一步地，所述B面太阳轮的齿数为30个齿，所述B面内齿圈的齿数为90个齿，B面行星架的齿数为B面内齿圈的齿数与B面太阳轮的齿数之差即60个齿，B面太阳轮、B面内齿圈和B面行星架均可作为主动工作元件或从动工作元件，B面组件的传动比等于主动工作元件的齿数除以从动工作元件的齿数。
进一步地，所述A面刻度盘与B面刻度盘上分别设有数字刻度与角度刻度，所述数字刻度数值为1至12，所述角度刻度数值为30度至360度。
进一步地，所述A面组件与B面组件采用45号钢通过机械加工制造且其表面经电镀处理，经久耐磨，在教学演示中不容易损坏。
采用上述结构本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具取得的有益效果如下：
1.A面组件和B面组件分别为单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构，单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构集成与一个装置上，全面展示了行星齿轮系的结构和传动原理，适合汽车自动变速器工作原理和机械结构的教学，直接清晰的演示汽车自动变速器的各种机械传动工作原理，并对学习汽车自动变速器机械故障判断提供了标准参照物。
2.各部件通过手动均能进行正常的机械运转，充分展示内部各个齿轮结构和机械装置的位置。
3.A面组件与B面组件均采用45号钢通过机械加工制造，各内部零件表面经电镀处理，经久耐磨，在教学演示中不容易损坏。
4.可利用不同颜色对A面太阳轮、A面行星轮、A面行星架、A面内齿圈、A面指针一、A面指针二和A面指针三、B面太阳轮、B面第一行星轮、B面第二行星轮、B面行星架、B面内齿圈、B面指针一、B面指针二和B面指针三进行区分，方便学生观看各个运动元件的工作情况。
附图说明
图1为本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具的侧面示意图；
图2为本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具A面组件的结构示意图；
图3为本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具B面组件的结构示意图；
图4为本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具单排单级行星齿轮机构的各种基本运动规律表；
图5为本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具单排双级行星齿轮机构的各种基本运动规律表。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：1、底座，2、立柱，3、横轴，4、A面组件，5、B面组件，6、A面太阳轮，7、A面刻度盘，8、A面行星架，9、A面行星轮，10、A面内齿圈，11、A面指针一，12、A面指针二，13、A面指针三，14、数字刻度，15、角度刻度，16、B面太阳轮，17、B面刻度盘，18、B面行星架，19、B面第一行星轮，20、B面第二行星轮，21、B面内齿圈，22、B面指针一，23、B面指针二，24、B面指针三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例一
如图1、2和4所示，本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，包括底座1、立柱2、横轴3、A面组件4和B面组件5，所述立柱2和横轴3分别呈圆柱形设置，所述立柱2垂直固接设于底座1上壁，所述横轴3垂直固接设于立柱2上端，所述A面组件4和B面组件5分别垂直固接设于横轴3的两端，所述A面组件4和B面组件5分别为单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构，所述A面组件4包括A面太阳轮6、A面刻度盘7、A面行星架8、A面行星轮9、A面内齿圈10、A面指针一11、A面指针二12和A面指针三13，所述A面太阳轮6可转动设于横轴3一端，所述A面行星架8可转动设于横轴3外壁，所述A面刻度盘7固接设于横轴3外壁，所述A面行星轮9设有四组，所述四组A面行星轮9以A面行星架8的圆心为圆心等间距可转动设于A面行星架8上，所述A面内齿圈10可转动设于各A面行星轮9外壁，所述A面指针一11、A面指针二12和A面指针三13分别固接设于A面太阳轮6上、A面行星架8上和A面内齿圈10上。
其中，所述A面太阳轮6外壁、A面行星架8内壁、A面行星轮9外壁和A面内齿圈10内壁分别设有轮齿；所述A面太阳轮6与四个等分的A面行星轮9外啮合，所述四个A面行星轮9与A面内齿圈10内啮合；所述A面太阳轮6的齿数为40个齿，所述A面内齿圈10的齿数为80个齿；所述A面刻度盘7上设有数字刻度14与角度刻度15，所述数字刻度14数值为1至12，所述角度刻度15数值为30度至360度；所述A面组件4采用45号钢通过机械加工制造且其表面经电镀处理。
其中，A面行星架8的齿数为A面太阳轮6的齿数与A面内齿圈10的齿数的总和即120个齿。
其中，A面太阳轮6、A面内齿圈10和A面行星架8均可作为主动工作元件或从动工作元件，A面组件4的传动比等于主动工作元件的齿数除以从动工作元件的齿数。
如果是两个主动的工作元件同向同速，那就是直接传动，是同步；如果是用1个工作元件主动，没有工作元件被制动，那就是空档。
如图4所示，6种基本运动规律都是有1个工作元件被制动，如果把6个制动的工作元件分别主动起来，也就是采用两个工作元件都同向主动，但是两个主动工作元件的转速要求不同步，从而使行星齿轮机构又增加了6种运动规律，如果是采用两个主动的工作元件相对反向主动，从而使行星齿轮机构再次增加了6种运动规律，比如汽车自动变速器行星齿轮机构在运动时，经常是有两个工作元件同时主动的。
以上的运动规律相加起来，就等于产生了20种不同的运动规律，不同的运动规律就产生了不同的传动比，单靠空间想象力是很难理解20种传动的变化规律，单靠三维动化投影加讲解，也是很难透彻的理解，只有用实际物体来演示加讲解，才能达到事半功倍的学习效果。
实施例二
如图1、3和5所示，本发明一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，包括底座1、立柱2、横轴3、A面组件4和B面组件5，所述立柱2和横轴3分别呈圆柱形设置，所述立柱2垂直固接设于底座1上壁，所述横轴3垂直固接设于立柱2上端，所述A面组件4和B面组件5分别垂直固接设于横轴3的两端，所述A面组件4和B面组件5分别为单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构，所述B面组件5包括B面太阳轮16、B面刻度盘17、B面行星架18、B面第一行星轮19、B面第二行星轮20、B面内齿圈21、B面指针一22、B面指针二23和B面指针三24，所述B面太阳轮16可转动设于横轴3上远离A面太阳轮6的一端，所述B面行星架18可转动设于横轴3外壁，所述B面刻度盘17固接设于横轴3外壁，所述B面第一行星轮19与B面第二行星轮20分别设有三组，所述B面第一行星轮19与B面第二行星轮20分别以B面行星架18的圆心为圆心等间距可转动设于B面行星架18上，所述B面内齿圈21可转动设于各B面第二行星轮20外壁，所述B面指针一22、B面指针二23和B面指针三24分别固接设于B面太阳轮16上、B面行星架18上和B面内齿圈21上。
其中，所述B面太阳轮16外壁、B面行星架18内壁、B面第一行星轮19外壁、B面第二行星轮20外壁和B面内齿圈21内壁分别设有轮齿；所述B面太阳轮16与三个等分的B面第一行星轮19外啮合，所述三个等分的B面第一行星轮19分别与三个等分的B面第二行星轮20外啮合，所述三个等分的B面第二行星轮20与B面内齿圈21内啮合；所述B面太阳轮16的齿数为30个齿，所述B面内齿圈21的齿数为90个齿；所述B面刻度盘17上设有数字刻度14与角度刻度15，所述数字刻度14数值为1至12，所述角度刻度15数值为30度至360度；所述B面组件5采用45号钢通过机械加工制造且其表面经电镀处理。
其中，B面行星架18的齿数为B面内齿圈21的齿数与B面太阳轮16的齿数之差即60个齿。
其中，B面太阳轮16、B面内齿圈21和B面行星架18均可作为主动工作元件或从动工作元件，B面组件5的传动比等于主动工作元件的齿数除以从动工作元件的齿数。
如果是两个主动的工作元件同向同速，那就是直接传动，是同步；如果是用一个工作元件主动，没有工作元件被制动，那就是空档。
如图5所示，6种基本运动规律都是有1个工作元件被制动，如果把6个制动的工作元件分别主动起来，也就是采用两个工作元件都同向主动，但是两个主动工作元件的转速要求不同步，从而使行星齿轮机构又增加了6种运动规律，如果是采用两个主动的工作元件相对反向主动，从而使行星齿轮机构再次增加了6种运动规律，比如汽车自动变速器行星齿轮机构在运动时，经常是有两个工作元件同时主动的。
以上的运动规律相加起来，就等于产生了20种不同的运动规律，不同的运动规律就产生了不同的传动比，单靠空间想象力是很难理解20种传动的变化规律，单靠三维动化投影加讲解，也是很难透彻的理解，只有用实际物体来演示加讲解，才能达到事半功倍的学习效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：包括底座、立柱、横轴、A面组件和B面组件，所述立柱和横轴分别呈圆柱形设置，所述立柱垂直固接设于底座上壁，所述横轴垂直固接设于立柱上端，所述A面组件和B面组件分别垂直固接设于横轴的两端，所述A面组件和B面组件分别为单排单级行星齿轮机构与单排双级行星齿轮机构，所述A面组件包括A面太阳轮、A面刻度盘、A面行星架、A面行星轮、A面内齿圈、A面指针一、A面指针二和A面指针三，所述A面太阳轮可转动设于横轴一端，所述A面行星架可转动设于横轴外壁，所述A面刻度盘固接设于横轴外壁，所述A面行星轮设有四组，所述四组A面行星轮以A面行星架的圆心为圆心等间距可转动设于A面行星架上，所述A面内齿圈可转动设于各A面行星轮外壁，所述A面指针一、A面指针二和A面指针三分别固接设于A面太阳轮上、A面行星架上和A面内齿圈上，所述B面组件包括B面太阳轮、B面刻度盘、B面行星架、B面第一行星轮、B面第二行星轮、B面内齿圈、B面指针一、B面指针二和B面指针三，所述B面太阳轮可转动设于横轴上远离A面太阳轮的一端，所述B面行星架可转动设于横轴外壁，所述B面刻度盘固接设于横轴外壁，所述B面第一行星轮与B面第二行星轮分别设有三组，所述B面第一行星轮与B面第二行星轮分别以B面行星架的圆心为圆心等间距可转动设于B面行星架上，所述B面内齿圈可转动设于各B面第二行星轮外壁，所述B面指针一、B面指针二和B面指针三分别固接设于B面太阳轮上、B面行星架上和B面内齿圈上。
2.根据权利要求1所述的一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：所述A面太阳轮外壁、A面行星架内壁、A面行星轮外壁和A面内齿圈内壁分别设有轮齿。
3.根据权利要求1所述的一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：所述B面太阳轮外壁、B面行星架内壁、B面第一行星轮外壁、B面第二行星轮外壁和B面内齿圈内壁分别设有轮齿。
4.根据权利要求2所述的一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：所述A面太阳轮与四个等分的A面行星轮外啮合，所述四个A面行星轮与A面内齿圈内啮合。
5.根据权利要求3所述的一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：所述B面太阳轮与三个等分的B面第一行星轮外啮合，所述三个等分的B面第一行星轮分别与三个等分的B面第二行星轮外啮合，所述三个等分的B面第二行星轮与B面内齿圈内啮合。
6.根据权利要求2所述的一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：所述A面太阳轮的齿数为40个齿，所述A面内齿圈的齿数为80个齿。
7.根据权利要求3所述的一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：所述B面太阳轮的齿数为30个齿，所述B面内齿圈的齿数为90个齿。
8.根据权利要求1所述的一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：所述A面刻度盘与B面刻度盘上分别设有数字刻度与角度刻度，所述数字刻度数值为1至12，所述角度刻度数值为30度至360度。
9.根据权利要求2所述的一种单排单级行星齿轮与单排双级行星齿轮演示教具，其特征在于：所述A面组件与B面组件采用45号钢通过机械加工制造且其表面经电镀处理。
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