CN204496821U - 一种四杆机构演示组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于教学的四杆机构演示组件，包括两对啮合齿轮，曲柄，摇杆，连杆，底板和透明盖板。所述齿轮均安装在底板上的，一对安装在靠近底板上边沿的位置，一对安装在靠近底板右边沿的位置，两对齿轮分别用于驱动曲柄和摇杆，所述曲柄和摇杆分别安装在驱动它的齿轮上，随齿轮转动而运动。所述两对齿轮均有一个齿轮有部分齿在底板外，用于手的拨动。当拨动不同齿轮时，可以分别使曲柄和摇杆为原动件。所述透明盖板与底板通过凸起连接，位于齿轮和杆件上方，用以书写文字和轨迹。这样学生在学习知识的同时，还可以一边动手操作加以验证。

Description

一种四杆机构演示组件

技术领域

本实用新型涉及一种四杆机构演示组件。

背景技术

书是知识的载体，是学生学习必不可少的伴侣。对于机械专业的学生而言，在学习机械原理这类以示意图为主的学科，往往感觉很吃力，难以理解，因为书上的图形都是简单的二维静止的，学生往往需要根据自己的想象去理解，但是对于一些日常生活中不常见的机构，理解上难度就很大。老师在上这类课程的时候，单纯的讲解往往不能解决问题，反而会使课变得枯燥无味，他们通常的办法是放一些ppt动画来辅助理解，但是只局限于看，听，学生的参与度低，积极性差，而且还容易让人对电子产品产生依赖性。

目前市场上有用于学前启蒙的立体书，是将折纸粘入书中，在旁边配上一些图画，总体融合得比较好。然而张开后就不能继续再动了。这种书显然是不能用于机械教学的。

发明内容

为了克服现有在学习机械原理时存在的理解难度大、ppt教学不够直观、学生参与性低等的缺点，本实用新型提供一种能解决普通书不能展现动态效果的弊端，又能提高ppt教学所欠缺的参与度且方便携带的一种四杆机构演示组件。

本实用新型采用的技术方案是：一种四杆机构演示组件，包括底板、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮，第一杆件、第二杆件、第三杆件、第四杆件、连接轴以及与底板相同形状大小的透明盖板、四个凸起；透明盖板通过四个凸起安装在底板上，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮均安装在底板上，且位于底板和透明盖板之间；其中，第一齿轮和第四齿轮的边缘均超出底板和透明盖板的边缘；第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮的齿数之比为：1：4：2：2；第一杆件的长度L6、第二杆件的长度L7、第三杆件的长度L8、第四杆件的长度L9满足L6+L9＜L7+L8；所述第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合；所述第二齿轮上固定有第一杆件，第一杆件随着第二齿轮转动；第三齿轮上固定有第三杆件，第三杆件随着第三齿轮转动；第一杆件和第三杆件的末端分别于第二杆件的两端铰接，第四杆件的两端分别固定在第二齿轮、第三齿轮的圆心上。

本实用新型的益处在于：当拨动左边沿齿轮时，四杆会出现顶死现象，也就是遇到“死点”，当拨动上边沿齿轮时，四杆出现急回特性现象。这样在学习知识的同时，可以亲自动手操作，加以实践。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型整体结构的侧面示意图；

图中，底板1、第一齿轮2、第二齿轮3、第三齿轮4、第四齿轮5，第一杆件6、第二杆件7、第三杆件8、第四杆件9、透明盖板10、凸起11。

具体实施方式

如图1所示，一种四杆机构演示组件，包括底板1、第一齿轮2、第二齿轮3、第三齿轮4、第四齿轮5，第一杆件6、第二杆件7、第三杆件8、第四杆件9、连接轴以及与底板1相同形状大小的透明盖板10、四个凸起11；透明盖板10通过四个凸起11安装在底板1上，所述第一齿轮2、第二齿轮3、第三齿轮4、第四齿轮5均安装在底板1上，且位于底板1和透明盖板10之间，通过透明盖板10能清楚观察四杆机构的运动状态，并且能实时记录四杆机构的运动轨迹。为了方便拨动第一齿轮2和第四齿轮5，第一齿轮2和第四齿轮5的边缘均超出底板1和透明盖板10的边缘；第一齿轮2、第二齿轮3、第三齿轮4、第四齿轮5的齿数之比为：1：4：2：2；第一杆件6的长度L6、第二杆件7的长度L7、第三杆件8的长度L8、第四杆件9的长度L9满足L6+L9＜L7+L8（平面四杆机构的最短杆和最长杆的长度之和小于或者等于其馀两杆长度之和）；所述第一齿轮2与第二齿轮3啮合，第三齿轮4与第四齿轮5啮合；所述第二齿轮3上固定有第一杆件6，第一杆件6随着第二齿轮3转动；第三齿轮4上固定有第三杆件8，第三杆件8随着第三齿轮4转动；第一杆件6和第三杆件8的末端分别于第二杆件7的两端铰接，第四杆件9的两端分别固定在第二齿轮3、第三齿轮4的圆心上。

上述四杆机构演示组件可演示曲柄摇杆的顶死现象和急回转现象，具体如下：

顶死现象演示：拨动第一齿轮2，第一齿轮2带动第二齿轮3转动，使得固定在第二齿轮3上第一杆件6转动，第一杆件6通过第二杆件7和第三杆件8带动第三齿轮4的转动，直到第二杆件7和第三杆件8位于同一直线时，出现顶死现象。

急回特性现象演示：拨动第四齿轮5，第四齿轮5带动第三齿轮4转动，使得固定在第三齿轮4上第三杆件8转动，第三杆件8通过第二杆件7和第一杆件6带动第二齿轮3的转动，使第三杆件匀速转动，会发现第一杆件空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度，即为急回特性现象。

 曲柄摇杆机构中，曲柄虽作等速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回特性原理。

Claims (1)

1.一种四杆机构演示组件，其特征在于，包括底板（1）、第一齿轮（2）、第二齿轮（3）、第三齿轮（4）、第四齿轮（5），第一杆件（6）、第二杆件（7）、第三杆件（8）、第四杆件（9）、连接轴以及与底板（1）相同形状大小的透明盖板（10）、四个凸起（11）；透明盖板（10）通过四个凸起（11）安装在底板（1）上，所述第一齿轮（2）、第二齿轮（3）、第三齿轮（4）、第四齿轮（5）均安装在底板（1）上，且位于底板（1）和透明盖板（10）之间；其中，第一齿轮（2）和第四齿轮（5）的边缘均超出底板（1）和透明盖板（10）的边缘；第一齿轮（2）、第二齿轮（3）、第三齿轮（4）、第四齿轮（5）的齿数之比为：1：4：2：2；第一杆件（6）的长度和第四杆件（9）的长度之和小于第三杆件（8）的长度和第二杆件（7）的长度之和；所述第一齿轮（2）与第二齿轮（3）啮合，第三齿轮（4）与第四齿轮（5）啮合；所述第二齿轮（3）上固定有第一杆件（6），第一杆件（6）随着第二齿轮（3）转动；第三齿轮（4）上固定有第三杆件（8），第三杆件（8）随着第三齿轮（4）转动；第一杆件（6）和第三杆件（8）的末端分别于第二杆件（7）的两端铰接，第四杆件（9）的两端分别固定在第二齿轮（3）、第三齿轮（4）的圆心上。