CN204123858U - 一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，包括轮廓板、从动杆、两种导柱以及两种导座等；工作时，从动杆通过第一导柱、第二导柱和第一导座、第二导座的引导作用在拉力弹簧的作用下始终与轮廓板的上端接触，第一导柱上固定有画笔。转动旋转手柄驱动齿轮，由齿轮和齿条的配合实现轮廓板的水平运动，转盘经由转轴和第二轴承可实现与齿轮的同步运动，同时画笔刻画出轮廓板竖直方向的轮廓变化，在转盘上绘制出的曲线即轮廓板对应的凸轮理论廓线。本实用新型根据凸轮机构运动规律快速绘制出凸轮理论廓线，并将此过程通过机械结构的形式展示出来；通过各项参数的调整，可以绘制出不同类型、不同参数的凸轮廓线。

Description

一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具

【技术领域】

本实用新型属于教学器械技术领域，具体涉及一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具。

【背景技术】

凸轮机构是由具有曲线轮廓和凹槽的构件通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构，广泛应用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和装配生产线中。凸轮机构中，从动件的运动情况是由凸轮轮廓曲线的形状决定的。因此，凸轮机构设计的关键一步就是根据工作要求和使用场合，选择和设计从动件的运动规律，然后进行凸轮廓线的设计。

市场上及实验室至今还没有根据凸轮机构从动件运动规律快速绘制出凸轮理论廓线的相关产品。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，以弥补了市场及实验室在此领域的空白。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，包括底座以及固定在底座上的左立板、右立板、前侧板和后侧板，其中，前侧板和后侧板分别位于在底座的前后两端，左立板和右立板分别位于在底座的左右两侧，且左立板和右立板均与前侧板和后侧板相连；转轴的两端分别安装在左立板和右立板上，转轴的左侧伸出端与摆杆的一端相连，摆杆的另一端与旋转手柄相连，转轴的右侧伸出端与转盘相连，转轴的中间安装有齿轮；左立板的外侧安装有第二导座，第二导座位于转轴的上方，第二导座上开设有一个垂直方向的通孔，第二导柱的一端穿过第二导座上的通孔，且第二导柱与第二导座上的通孔之间为间隙配合，第二导柱的另一端与水平方向设置的从动杆的一端相连，从动杆的另一端与垂直方向设置的第一导柱的一端相连，两个第一导座在垂直方向上依次安装在右立板的外侧，且两个第一导座位于转轴的上方，单个第一导座上均开设有一个垂直方向的通孔，第一导柱的另一端依次穿过两个第一导座上的通孔，且第一导柱与两个第一导座上的通孔之间为间隙配合，第一导柱的另一端与水平方向设置的画笔相连，画笔的笔尖与转盘接触，第一弹簧套在第一导柱上，且第一弹簧套位于画笔与下方的第一导座之间；轮廓板设置在左立板和右立板之间，且轮廓板具有凸轮轮廓的一面朝上并与从动杆相接触，轮廓板的两侧各安装有一个导轮座，每个导轮座上均安装有一个导轮，导轮分别与左立板和右立板内侧上开设的导轮槽相配合，轮廓板的下方安装有齿条，齿条与齿轮相啮合。

本实用新型进一步改进在于：旋转手柄与摆杆相连的部位上设置有第一轴承；转轴的两端与左立板和右立板相连的部位上均设置有第二轴承。

本实用新型进一步改进在于：第二导柱的伸出端在水平方向上设置有插销，第二弹簧套在第二导柱上，且第二弹簧位于第二导座与插销之间。

本实用新型进一步改进在于：前侧板和后侧板的内侧均开设有用于固定左立板和右立板的安装槽，并通过螺钉将左立板和右立板分别与前侧板和后侧板紧固。

本实用新型进一步改进在于：轮廓板的两侧在垂直方向上安装有两组导轮座和与该两组导轮座对应的导轮。

本实用新型进一步改进在于：从动杆上套有与轮廓板接触的套筒。

本实用新型进一步改进在于：左立板和右立板均采用有机玻璃制成。

本实用新型进一步改进在于：轮廓板、从动杆、第一导座、转盘、后侧板、底座、旋转手柄、转轴、齿轮、齿条、第二导座以及前侧板均采用尼龙制成。

本实用新型进一步改进在于：第一导柱、摆杆以及第二导柱均采用有机玻璃制成。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型根据凸轮机构运动规律快速绘制出凸轮理论廓线，并将此过程通过机械结构的形式展示出来；通过各项参数的调整，可以绘制出不同类型、不同参数的凸轮廓线。

2、本实用新型利用机械结构展示出由凸轮机构从动件运动规律快速绘制出凸轮廓线的原理及过程，作为教具，增进教学效果。

【附图说明】

图1是本实用新型一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具的装配图；

图2是本实用新型一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具去掉左立板后的装配图；

图3是本实用新型一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具去掉前侧板后的装配图；

图4是本实用新型轮廓板的结构示意图；

图5是本实用新型前侧板或后侧板的结构示意图；

图6是本实用新型第一导座的结构示意图；

图7是本实用新型第二导座的结构示意图；

图8是本实用新型转盘的结构示意图。

图中：1-左立板，2-轮廓板，3-从动杆，4-导轮，5-右立板，6-第一导柱，7-第一导座，8-画笔，9-转盘，10-后侧板，11-底板，12-螺钉，13-旋转手柄，14-第一轴承，15-摆杆，16-第二轴承，17-转轴，18-齿轮，19-齿条，20-第一弹簧，21-第二导座，22-第二导柱，23-前侧板，24-导轮座，25-导轮槽，26-套筒，27-第二弹簧，28-插销。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

参见图1至图8，本实用新型一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，包括底座11以及固定在底座11上的左立板1、右立板5、前侧板23和后侧板10，其中，前侧板23和后侧板10分别位于在底座11的前后两端，左立板1和右立板5分别位于在底座11的左右两侧，且左立板1和右立板5均与前侧板23和后侧板10相连；转轴17的两端分别安装在左立板1和右立板5上，转轴17的左侧伸出端与摆杆15的一端相连，摆杆15的另一端与旋转手柄13相连，转轴17的右侧伸出端与转盘9相连，转轴17的中间安装有齿轮18；左立板1的外侧安装有第二导座21，第二导座21位于转轴17的上方，第二导座21上开设有一个垂直方向的通孔，第二导柱22的一端穿过第二导座21上的通孔，且第二导柱22与第二导座21上的通孔之间为间隙配合，第二导柱22的另一端与水平方向设置的从动杆3的一端相连，从动杆3的另一端与垂直方向设置的第一导柱6的一端相连，两个第一导座7在垂直方向上依次安装在右立板5的外侧，且两个第一导座7位于转轴17的上方，单个第一导座7上均开设有一个垂直方向的通孔，第一导柱6的另一端依次穿过两个第一导座7上的通孔，且第一导柱6与两个第一导座7上的通孔之间为间隙配合，第一导柱6的另一端与水平方向设置的画笔8相连，画笔8的笔尖与转盘9接触，第一弹簧套在第一导柱6上，且第一弹簧套位于画笔8与下方的第一导座7之间；轮廓板2设置在左立板1和右立板5之间，且轮廓板2具有凸轮轮廓的一面朝上并与从动杆3相接触，轮廓板2的两侧各安装有一个导轮座24，每个导轮座24上均安装有一个导轮4，导轮4分别与左立板1和右立板5内侧上开设的导轮槽25相配合，轮廓板2的下方安装有齿条19，齿条19与齿轮18相啮合。

参见图3，旋转手柄13与摆杆15相连的部位上设置有第一轴承14；转轴17的两端与左立板1和右立板5相连的部位上均设置有第二轴承16。

参见图3，第二导柱22的伸出端在水平方向上设置有插销28，第二弹簧27套在第二导柱22上，且第二弹簧27位于第二导座21与插销28之间。

参见图2，前侧板23和后侧板10的内侧均开设有用于固定左立板1和右立板5的安装槽，并通过螺钉12将左立板1和右立板5分别与前侧板23和后侧板10紧固。

参见图3，轮廓板2的两侧在垂直方向上安装有两组导轮座24和与该两组导轮座24对应的导轮4。

参见图2，从动杆3上套有与轮廓板2接触的套筒26。

上述左立板1和右立板5均采用有机玻璃制成；轮廓板2、从动杆3、第一导座7、转盘9、后侧板10、底座11、旋转手柄13、转轴17、齿轮18、齿条19、第二导座21以及前侧板23均采用尼龙制成；第一导柱6、摆杆15以及第二导柱22均采用有机玻璃制成。

为了对本实用新型进一步了解，现对其工作原理做一说明。

本实用新型可由凸轮机构从动件运动规律(即曲线，后文均称为曲线)直接绘制出凸轮的理论轮廓(或实际廓线)。轮廓板2具有所需曲线的轮廓，轮廓板2底端固定有齿条19。从动杆3通过第一导柱6、第二导柱22和第一导座7、第二导座21的引导作用在拉力弹簧的作用下始终与轮廓板2的上端接触，第一导柱6上固定有画笔8。转动旋转手柄13驱动齿轮18，由齿轮18和齿条19的配合实现轮廓板2的水平运动，转盘9经由转轴17和第二轴承16可实现与齿轮18的同步运动，同时画笔8刻画出轮廓板2竖直方向的轮廓变化，在转盘9上绘制出的曲线即轮廓板2对应的凸轮理论廓线。

其中，右立板5和左立板1均为透明材质的有机玻璃，可以清晰地展示出内部机械结构的工作过程。

制作具有不同曲线的轮廓板2，理论上可以绘制出所有的凸轮廓线；更换具有不同端部(滚子、尖端等)的从动杆3，可以绘制出不同类型的凸轮机构的凸轮廓线；调整画笔8与转盘9中心在水平方向上的距离，可绘出不同偏置距离的凸轮廓线；调整画笔8在第一导柱6上的位置，可绘制出不同大小(即不同基圆大小)的凸轮廓线。

Claims (9)

1.一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：包括底座(11)以及固定在底座(11)上的左立板(1)、右立板(5)、前侧板(23)和后侧板(10)，其中，前侧板(23)和后侧板(10)分别位于在底座(11)的前后两端，左立板(1)和右立板(5)分别位于在底座(11)的左右两侧，且左立板(1)和右立板(5)均与前侧板(23)和后侧板(10)相连；转轴(17)的两端分别安装在左立板(1)和右立板(5)上，转轴(17)的左侧伸出端与摆杆(15)的一端相连，摆杆(15)的另一端与旋转手柄(13)相连，转轴(17)的右侧伸出端与转盘(9)相连，转轴(17)的中间安装有齿轮(18)；左立板(1)的外侧安装有第二导座(21)，第二导座(21)位于转轴(17)的上方，第二导座(21)上开设有一个垂直方向的通孔，第二导柱(22)的一端穿过第二导座(21)上的通孔，且第二导柱(22)与第二导座(21)上的通孔之间为间隙配合，第二导柱(22)的另一端与水平方向设置的从动杆(3)的一端相连，从动杆(3)的另一端与垂直方向设置的第一导柱(6)的一端相连，两个第一导座(7)在垂直方向上依次安装在右立板(5)的外侧，且两个第一导座(7)位于转轴(17)的上方，单个第一导座(7)上均开设有一个垂直方向的通孔，第一导柱(6)的另一端依次穿过两个第一导座(7)上的通孔，且第一导柱(6)与两个第一导座(7)上的通孔之间为间隙配合，第一导柱(6)的另一端与水平方向设置的画笔(8)相连，画笔(8)的笔尖与转盘(9)接触，第一弹簧套在第一导柱(6)上，且第一弹簧套位于画笔(8)与下方的第一导座(7)之间；轮廓板(2)设置在左立板(1)和右立板(5)之间，且轮廓板(2)具有凸轮轮廓的一面朝上并与从动杆(3)相接触，轮廓板(2)的两侧各安装有一个导轮座(24)，每个导轮座(24)上均安装有一个导轮(4)，导轮(4)分别与左立板(1)和右立板(5)内侧上开设的导轮槽(25)相配合，轮廓板(2)的下方安装有齿条(19)，齿条(19)与齿轮(18)相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：旋转手柄(13)与摆杆(15)相连的部位上设置有第一轴承(14)；转轴(17)的两端与左立板(1)和右立板(5)相连的部位上均设置有第二轴承(16)。

3.根据权利要求1所述的一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：第二导柱(22)的伸出端在水平方向上设置有插销(28)，第二弹簧(27)套在第二导柱(22)上，且第二弹簧(27)位于第二导座(21)与插销(28)之间。

4.根据权利要求1所述的一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：前侧板(23)和后侧板(10)的内侧均开设有用于固定左立板(1)和右立板(5)的安装槽，并通过螺钉(12)将左立板(1)和右立板(5)分别与前侧板(23)和后侧板(10)紧固。

5.根据权利要求1所述的一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：轮廓板(2)的两侧在垂直方向上安装有两组导轮座(24)和与该两组导轮座(24)对应的导轮(4)。

6.根据权利要求1所述的一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：从动杆(3)上套有与轮廓板(2)接触的套筒(26)。

7.根据权利要求1所述的一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：左立板(1)和右立板(5)均采用有机玻璃制成。

8.根据权利要求1所述的一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：轮廓板(2)、从动杆(3)、第一导座(7)、转盘(9)、后侧板(10)、底座(11)、旋转手柄(13)、转轴(17)、齿轮(18)、齿条(19)、第二导座(21)以及前侧板(23)均采用尼龙制成。

9.根据权利要求1所述的一种用于演示凸轮廓线绘制原理及其过程的教具，其特征在于：第一导柱(6)、摆杆(15)以及第二导柱(22)均采用有机玻璃制成。