CN203689806U

CN203689806U - 复合轮系传动机构演示教具

Info

Publication number: CN203689806U
Application number: CN201320892315.2U
Authority: CN
Inventors: 苏宇龙; 张宝锋; 杨贵超
Original assignee: Xian University of Technology
Current assignee: SHANGHAI FENZI SCIENCE AND EDUCATIONAL CO., LTD.
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2023-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种复合轮系传动机构演示教具，包括底板和分别设置在底板上的变齿机构支座、太阳轮支座和齿圈驱动齿轮支座，变齿机构支座通过变齿机构齿轮轴与双联少齿齿轮相连，变齿机构齿轮轴末端通过螺母与行星架连接，行星架均匀连接有三个行星齿轮，其中一个行星齿轮通过行星架连接轴与行星架齿轮固定连接，行星架齿轮与双联少齿齿轮啮合，太阳轮支座通过太阳轮轴与内外齿圈和太阳轮相连，三个行星齿轮同时与内外齿圈内齿和太阳轮啮合，齿圈驱动齿轮支座通过齿圈驱动齿轮轴与齿圈驱动齿轮相连，齿圈驱动齿轮与内外齿圈外齿啮合。本实用新型定位可靠，操作方便，能够帮助学生直观、深刻的理解周转轮系、差动轮系的运动规律，成本低廉。

Description

复合轮系传动机构演示教具

技术领域

本实用新型属机械原理课程教具技术领域，具体涉及一种复合轮系传动机构演示教具。

背景技术

机械原理课程是大学机电类专业的一门核心技术基础课，对培养学生的机械创新设计意识和提出问题、分析问题及解决问题的能力具有重要的作用。然而课程内容晦涩抽象，尤其涉及到周转轮系和差动轮系传动的内容，学生更是觉得抽象，难以理解。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合轮系传动机构演示教具，帮助学生直观、深刻的理解周转轮系、差动轮系的运动规律。

本实用新型所采用的技术方案是：复合轮系传动机构演示教具，包括底板和分别设置在底板上的变齿机构支座、太阳轮支座和齿圈驱动齿轮支座，变齿机构支座通过变齿机构齿轮轴与双联少齿齿轮相连，变齿机构齿轮轴末端通过螺母与行星架连接，行星架连接有三个行星齿轮，三个行星齿轮等角分布，其中一个行星齿轮通过行星架连接轴与行星架齿轮固定连接，行星架齿轮与双联少齿齿轮啮合，太阳轮支座通过太阳轮轴与内外齿圈和太阳轮相连，三个行星齿轮同时与太阳轮啮合，三个行星齿轮同时与内外齿圈内齿啮合，齿圈驱动齿轮支座通过齿圈驱动齿轮轴与齿圈驱动齿轮相连，齿圈驱动齿轮与内外齿圈外齿啮合。

本实用新型的特点还在于，

底板上设置有T型槽，变齿机构支座、太阳轮支座和齿圈驱动齿轮支座分别通过螺钉固定在T型槽中。

变齿机构支座通过轴承与变齿机构齿轮轴连接，变齿机构齿轮轴与双联少齿齿轮通过花键间隙配合。

行星架连接轴外设置有轴套。

太阳轮支座通过轴承与太阳轮轴连接，轴承与太阳轮支座间设置有挡圈，太阳轮轴与太阳轮通过平键连接，太阳轮轴通过齿圈轴承定位内外齿圈。

齿圈驱动齿轮支座通过轴承与齿圈驱动齿轮轴连接，齿圈驱动齿轮轴与齿圈驱动齿轮通过平键连接。

变齿机构支座与双联少齿齿轮、太阳轮支座与太阳轮、齿圈驱动齿轮支座与齿圈驱动齿轮间分别设置有定位销。

变齿机构齿轮轴、太阳轮轴和齿圈驱动齿轮轴分别连接有手柄。

太阳轮、行星架、内外齿圈和双联少齿齿轮上分别设置有齿条传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型复合轮系传动机构演示教具，通过内外齿圈将太阳轮的驱动和齿圈驱动齿轮的驱动分开，通过定位销限制太阳轮、内外齿圈或行星架的转动，即可实现不同运动方式，输出不同的传动比，在实现不同的运动形式时控制简单，定位可靠，操作方便，能够帮助学生直观、深刻的理解周转轮系、差动轮系的运动规律，加工成本低廉，空间尺寸合理，能够实现多种轮系的运动，适合大量推广。

附图说明

图1是本实用新型复合轮系传动机构演示教具的结构示意图；

图2是本实用新型复合轮系传动机构演示教具的剖视图；

图3是本实用新型复合轮系传动机构演示教具齿圈驱动齿轮的结构示意图。

图中，1.内外齿圈，2.行星齿轮，3.太阳轮，4.太阳轮支座，5.挡圈，6.轴承，7.太阳轮轴，8.手柄，9.定位销，10.螺钉，11.底板，12.轴套，13.行星架连接轴，14.行星架齿轮，15.行星架，16.螺母，17.变齿机构齿轮轴，18.双联少齿齿轮，19.变齿机构支座，20.齿圈驱动齿轮，21.齿圈驱动齿轮轴，22.齿圈驱动齿轮支座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型复合轮系传动机构演示教具的结构如图1和图2所示，包括底板11，底板11上设置有T型槽，变齿机构支座19、太阳轮支座4和齿圈驱动齿轮支座22分别通过螺钉10固定在T型槽中，变齿机构支座19通过轴承6与变齿机构齿轮轴17连接，变齿机构齿轮轴17与双联少齿齿轮18通过花键间隙配合，双联少齿齿轮18能够沿花键轴移动，双联少齿齿轮18的齿数相互差一个，齿形进行变形加工，变齿机构齿轮轴17末端通过螺母16与行星架15连接，行星架15连接有三个行星齿轮2，三个行星齿轮2等角分布，其中一个行星齿轮2通过行星架连接轴13与行星架齿轮14固定连接，行星架连接轴13外设置有轴套12，行星架齿轮14与双联少齿齿轮18啮合，太阳轮支座4通过轴承6与太阳轮轴7连接，轴承6与太阳轮支座4间设置有挡圈5，太阳轮轴7与太阳轮3通过平键连接，太阳轮轴7通过齿圈轴承定位内外齿圈1，三个行星齿轮2同时与太阳轮3啮合，三个行星齿轮2同时与内外齿圈1内齿啮合，如图3所示，齿圈驱动齿轮支座22通过轴承6与齿圈驱动齿轮轴21连接，齿圈驱动齿轮轴21与齿圈驱动齿轮20通过平键连接，齿圈驱动齿轮20与内外齿圈1外齿啮合，变齿机构支座19与双联少齿齿轮18、太阳轮支座4与太阳轮3、齿圈驱动齿轮支座22与齿圈驱动齿轮20间分别设置有定位销9，变齿机构齿轮轴17、太阳轮轴7和齿圈驱动齿轮轴21分别连接有手柄8，太阳轮3、行星架15、内外齿圈1和双联少齿齿轮18上分别设置有齿条传感器。

使用时，底板11上设有T型槽，太阳轮支座4、变齿机构支座19和齿圈驱动齿轮支座22的位置可以沿着T型槽移动，以调节各齿轮安装的中心距和安装位置，由人手通过手柄8提供输入扭矩，通过定位销9限制太阳轮3、内外齿圈1或行星架15的转动，即可实现不同运动方式，输出不同的传动比。内外齿圈1作为输入端，通过定位销9对太阳轮3、行星架15的不同约束，分别实现周转轮系的8种不同输出方式；变齿机构输出齿轮为双联少齿齿轮18，可做轴向移动，拥有两种输出关系，针对变齿机构的特点，设计合理的传动参数，通过对输入和输出的控制，以直观理解该机构大传动比的特点；差动轮系有2个自由度，该复合轮系最多有3个输入端，例如以太阳轮3和齿圈驱动齿轮20为原动件，行星架15的输出就可以确定，一共有3种输出关系；输入输出的传动参数通过齿条传感器的数码显示管显示，可以直观观察不同轮系结构以及输入输出的传动原理、传动比以及旋转方向。

以下分别列举周转轮系、变齿机构和差动轮系的各输出方式：

周转轮系输出方式1：

用定位销9将太阳轮3和和太阳轮支座4固定在一起，太阳轮3不能转动，由齿圈驱动齿轮轴21上的手柄8驱动齿圈驱动齿轮20，带动内外齿圈1的运动，使内外齿圈1作为输入端，行星架15作为输出端，内外齿圈1和行星架15上的齿条传感器分别将测出的转速由数码管显示出来，即可得到相应的传动比参数。

周转轮系输出方式2：

用定位销9将太阳轮3和太阳轮支座4固定在一起，由变齿机构齿轮轴17上的手柄8驱动行星架15转动，将行星架15作为输入端，内外齿圈1作为输出端，内外齿圈1和行星架15上的齿条传感器分别将测出的转速通过数码管显示出来，即可得到相应的传动比参数。

周转轮系输出方式3：

用定位销9将齿圈驱动齿轮20和齿圈驱动齿轮支座22固定在一起，齿圈驱动齿轮20和内外齿圈1啮合在一起，因此内外齿圈1被固定，太阳轮轴7上的手柄8驱动太阳轮3转动，将太阳轮3作为输入端，行星架15作为输出端，太阳轮3和行星架15上的齿条传感器分别将测出的转速由数码管显示出来，即可得到相应的传动比参数。

周转轮系输出方式4：

用定位销9将齿圈驱动齿轮20和齿圈驱动齿轮支座22固定在一起，齿圈驱动齿轮20和内外齿圈1外齿啮合在一起，因此内外齿圈1被固定，由变齿机构齿轮轴17上的手柄8驱动行星架15转动，使行星架15作为输入端，太阳轮3作为输出端，行星架15和太阳轮3上的齿条传感器分别将测出的转速由数码管显示出来，即可得到相应的传动比参数。

周转轮系输出方式5：

用定位销9将变齿机构支座19和双联少齿齿轮18固定在一起，限制行星架15的转动，由太阳轮轴7上的手柄8驱动太阳轮3转动，太阳轮3作为输入端，内外齿圈1作为输出端，太阳轮3和内外齿圈1上的齿条传感器分别将测出的转速由数码管显示出来，即可得到相应的传动比参数。

周转轮系输出方式6：

用定位销9将变齿机构支座19和双联少齿齿轮18固定在一起，限制行星架15转动，由齿圈驱动齿轮轴21上的手柄8驱动齿圈驱动齿轮20转动，带动内外齿圈1转动，内外齿圈1作为输入端，太阳轮3作为输出端，太阳轮3和内外齿圈1上的齿条传感器分别将测出的转速由数码管显示出来，即可得到相应的传动比参数。

周转轮系输出方式7：

无固定件，由变齿机构齿轮轴17上的手柄8驱动行星架15转动，将行星架15作为输入端，太阳轮3或内外齿圈1作为输出端，内外齿圈1、太阳轮3和行星架15上的齿条传感器将测出的转速由数码管显示出来，即可得到相应的传动比参数（此时轮系有2个自由度，输出关系不明确）。

周转轮系输出方式8：

无固定件，由齿圈驱动齿轮轴21上的手柄8驱动内外齿圈1，或者由太阳轮轴7上的手柄8驱动太阳轮3转动，此时内外齿圈1或者太阳轮3作为输入端，行星架15作为输出端，内外齿圈1、太阳轮3和行星架15上的齿条传感器分别将测出的转速由数码管显示出来，即可得到相应的传动比参数（轮系有2个自由度，输出关系不明确）。

变齿机构输出方式：

针对变齿机构，对双联少齿齿轮18采取制动和不制动两种控制形式，一般让双联少齿齿轮18处在自由转动的状态下，需要其固定不动时，只需要用定位销9将其与变齿机构支座19固定在一起即可。

差动轮系输出方式：

差动轮系的结构和周转轮系相同，由于内外齿圈1将太阳轮3和内外齿圈1的输入端分为两个，故在该系统中可以同时驱动太阳轮3和内外齿圈1，组成差动轮系，其输出方式包括：太阳轮3、内外齿圈1作为输入端，行星架15为输出端；太阳轮3、行星架15作为输入端，内外齿圈1为输出端；内外齿圈1、行星架15作为输入端，太阳轮3为输出端。

本实用新型复合轮系传动机构演示教具，通过内外齿圈1将太阳轮3的驱动和齿圈驱动齿轮20的驱动分开，此种方式大大降低了太阳轮轴7的加工和安装难度，通过定位销9限制太阳轮3、内外齿圈1或行星架15的转动，即可实现不同运动方式，输出不同的传动比，在实现不同的运动形式时控制简单，定位可靠，操作方便，能够帮助学生直观、深刻的理解周转轮系、差动轮系的运动规律，加工成本低廉，空间尺寸合理，能够实现多种轮系的运动，适合大量推广。

Claims

1.复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，包括底板（11）和分别设置在底板（11）上的变齿机构支座（19）、太阳轮支座（4）和齿圈驱动齿轮支座（22），所述变齿机构支座（19）通过变齿机构齿轮轴（17）与双联少齿齿轮（18）相连，所述变齿机构齿轮轴（17）末端通过螺母（16）与行星架（15）连接，所述行星架（15）连接有三个行星齿轮（2），所述三个行星齿轮（2）等角分布，其中一个行星齿轮（2）通过行星架连接轴（13）与行星架齿轮（14）固定连接，所述行星架齿轮（14）与所述双联少齿齿轮（18）啮合，所述太阳轮支座（4）通过太阳轮轴（7）与内外齿圈（1）和太阳轮（3）相连，所述三个行星齿轮（2）同时与所述太阳轮（3）啮合，所述三个行星齿轮（2）同时与所述内外齿圈（1）内齿啮合，所述齿圈驱动齿轮支座（22）通过齿圈驱动齿轮轴（21）与齿圈驱动齿轮（20）相连，所述齿圈驱动齿轮（20）与所述内外齿圈（1）外齿啮合。

2.如权利要求1所述的复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，所述底板（11）上设置有T型槽，所述变齿机构支座（19）、太阳轮支座（4）和齿圈驱动齿轮支座（22）分别通过螺钉（10）固定在所述T型槽中。

3.如权利要求1所述的复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，所述变齿机构支座（19）通过轴承（6）与所述变齿机构齿轮轴（17）连接，所述变齿机构齿轮轴（17）与所述双联少齿齿轮（18）通过花键间隙配合。

4.如权利要求1所述的复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，所述行星架连接轴（13）外设置有轴套（12）。

5.如权利要求1所述的复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，所述太阳轮支座（4）通过轴承（6）与所述太阳轮轴（7）连接，所述轴承（6）与所述太阳轮支座（4）间设置有挡圈（5），所述太阳轮轴（7）与所述太阳轮（3）通过平键连接，所述太阳轮轴（7）通过齿圈轴承定位所述内外齿圈（1）。

6.如权利要求1所述的复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，所述齿圈驱动齿轮支座（22）通过轴承（6）与所述齿圈驱动齿轮轴（21）连接，所述齿圈驱动齿轮轴（21）与所述齿圈驱动齿轮（20）通过平键连接。

7.如权利要求1所述的复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，所述变齿机构支座（19）与所述双联少齿齿轮（18）、所述太阳轮支座（4）与所述太阳轮（3）、所述齿圈驱动齿轮支座（22）与所述齿圈驱动齿轮（20）间分别设置有定位销（9）。

8.如权利要求1所述的复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，所述变齿机构齿轮轴（17）、所述太阳轮轴（7）和所述齿圈驱动齿轮轴（21）分别连接有手柄（8）。

9.如权利要求1所述的复合轮系传动机构演示教具，其特征在于，所述太阳轮（3）、所述行星架（15）、所述内外齿圈（1）和所述双联少齿齿轮（18）上分别设置有齿条传感器。