CN203746296U - 一种行星轮系内摆线演示教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种行星轮系内摆线演示教具它主要由底座、行星轮系、电机、LED灯组成，通过电机带动行星轮系的转臂高速旋转，利用人眼视觉残留原理使固结在行星轮上的LED灯显示具有三转折的内摆线轨迹。利用行星轮系中的内齿轮作为定圆、行星轮作为动圆、内啮合作为动圆沿定圆内切纯滚动，完美的演示了内摆线的定义，加深学者对内摆线的认识和理解，提高了教学质量。

Description

一种行星轮系内摆线演示教具

技术领域

本实用新型涉及一种教学用具，特别涉及一种行星轮系内摆线演示教具。

背景技术

在大学数学教学中，教师在给学生讲授有关内摆线的形状及形成过程时，由于没有相关的教学用具，教师只能徒手绘制，不仅费时费力，同时学生也很难理解，从而影响教学的质量。内摆线的定义是一个动圆内切于一个定圆作无滑动的滚动，动圆圆周上一个定点的轨迹叫做内摆线。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种行星轮系内摆线演示教具，它不仅可以显示内摆线图形，还将便于学生理解内摆线的形成过程和原理。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种行星轮系内摆线演示教具，它主要由底座、行星轮系、电机、LED灯组成。通过电机带动行星轮系的转臂高速旋转，利用人眼视觉残留原理（物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4 秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象）使固结在行星轮上的LED灯显示内摆线轨迹。

所述的行星轮系由内齿轮、转臂、行星轮和中心轮组成。内齿轮固结在底座上，内齿轮中心位置安装有电机，电机轴上固结轴套，转臂中心的内花键与轴套上的外花键配合实现径向定位传递转矩，轴套的外花键上开有环形槽通过弹簧挡圈实现转臂轴向定位。转臂上沿圆周方向均布有三个心轴 ，心轴上空套行星轮通过弹簧挡圈轴向定位，行星轮端面的一侧上固结有灯架，灯架上有不同颜色的LED灯径向布置，其中一个LED灯位于行星轮的节圆上，另一侧装有配重块用于调节动平衡。三个行星轮上的灯架依次错位120度，由空套在轴套外圆柱面上的中心轮与三个行星轮外啮合，控制三个行星轮之间的相位。内齿轮、行星轮、中心轮的齿数之比为3:1:1。              

在电机带动转臂转动时行星轮与内齿轮内啮合，行星轮与三个行星轮外啮合，当电机转速大于400r/min，行星轮上的LED灯在人眼视觉残留下显示了具有三转折的内摆线，其中位于节圆上的LED灯显示为三角星形线。

本实用新型的有益效果是：

1.利用人眼视觉残留原理将抽象的内摆线形成过程具体的显示出来。

2.利用行星轮系中的内齿轮作为定圆、行星轮作为动圆、内啮合作为动圆沿定圆内切纯滚动，完美的演示了内摆线的定义。

3.为了更容易形成人眼视觉残留效应，该三个行星轮上的灯架依次错位120度布置，使每个行星轮灯架上对应位置相同颜色LED灯的轨迹重合。同时由于多种不同颜色的LED灯径向位置不同，所以可显示不同的摆线轨迹，加深学者对内摆线的认识和理解，提高教学质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的总体结构示意图。

图2是图1的主视图。

图3是图1的I处局部放大图。 

图4是本实用新型的爆炸视图。

图5是本实用新型轴套的结构示意图。

图6是轴套主视图的剖视图。

图7是本实用新型转臂的结构示意图。

图8是图7的主视图。

图9是本实用新型在高速转动时LED灯形成的摆线轨迹。

图中1.底座，2.内齿轮，3.电机 ，4.轴套，5.转臂，6. 行星轮 ，7.中心轮 ，8.灯架，9.配重块，10.LED灯，11.内圆柱面，12.外花键，13.外圆柱面，14. 心轴，15.内花键。

具体实施方式

在图1、图4中，一种行星轮系内摆线演示教具主要由底座、行星轮系、电机、LED灯组成。行星轮系由内齿轮2、转臂5、行星轮6和中心轮7组成。内齿轮2固结在底座1上，内齿轮2的中心位置安装有电机3，轴套4的内圆柱面11固结在电机轴上，转臂5通过内花键15与轴套4上的外花键12配合实现径向定位，轴套4的外花键12上开有环形槽通过弹簧挡圈实现转臂5轴向定位。转臂5上沿圆周方向均布有三个心轴14 ，心轴14上空套行星轮6通过弹簧挡圈轴向定位。

在图2中，三个行星轮6上的灯架8依次错位120度，由空套在轴套4外圆柱面13上的中心轮7与三个行星轮6外啮合，控制三个行星轮6之间的相位。内齿轮2、行星轮6、中心轮7的齿数之比为3:1:1。   

在图3中，行星轮6与内齿轮2内啮合，行星轮6与中心轮7外啮合，行星轮6端面的一侧上固结有灯架8，灯架8上有不同颜色的LED灯10径向布置，另一侧装有配重块9用于调节动平衡。

在图9中，在电机带动转臂转动时，当电机转速大于400r/min，行星轮上的LED灯在人眼视觉残留下显示了具有三转折的内摆线，5种不同颜色的LED灯，显示了5种不同颜色的摆线轨迹，其中位于节圆上的LED灯显示为三角星形线。

Claims (2)

1.一种行星轮系内摆线演示教具，其特征是：它主要由底座、行星轮系、电机、LED灯组成；所述的行星轮系由内齿轮（2）、转臂（5）、行星轮(6)和中心轮(7)组成，内齿轮(2)固结在底座(1)上，内齿轮(2)中心位置安装有电机（3），电机(3)转速大于400r/min，电机(3)轴上固结轴套(4)，转臂(5)中心的内花键(15)与轴套（4）上的外花键（12）配合径向定位，轴套（4）的外花键（12）上开有环形槽通过弹簧挡圈实现转臂(5)轴向定位；转臂（5）上沿圆周方向均布有四个心轴（14），心轴（14）上空套行星轮(6)通过弹簧挡圈轴向定位，行星轮(6)与内齿轮(2)内啮合，行星轮(6)端面的一侧上固结有灯架（8），灯架（8）上装有LED灯(10)，另一侧装有配重块（9）；空套在轴套(4)上的中心轮(7)与四个行星轮(6)外啮合，四个行星轮(6)上的灯架(8)依次错位120度；内齿轮（2）、行星轮（6）、中心轮（7）的齿数之比为3:1:1。

2.根据权利要求1所述的一种行星轮系内摆线演示教具，其特征是：灯架(8)上的LED灯(10)有不同颜色径向布置在行星轮(6)上，其中一个LED灯(10)位于行星轮(6)的节圆上。