CN204557920U - 一种多功能轮系演示仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能轮系演示仪，其内齿圈安装在一内齿圈轴套上；太阳轮安装在一太阳轮轴套上；系杆安装在一系杆轴套上；系杆轴套、太阳轮轴套和内齿圈轴套自内而外依次套接，且各轴套上安装有一从动齿轮；各轴套支承于机架上；主动齿轮轴枢接于一对立板上，其上安装有一主动齿轮；主动齿轮能和从动齿轮啮合；导轨设置在机架上，立板和导轨配合；丝杆支承于机架上，其连接并驱动立板；止动杆螺接于机架的顶部，其分别和从动齿轮相对设置。本实用新型能够将理论与实际运动结合，很大程度上解决了上课时老师难以准确表达的齿轮运动情况，使教师上课更加生动形象，让学生更好的完成齿轮传动系统的学习，在实际教学中有很大的应用空间。

Description

一种多功能轮系演示仪

技术领域

本实用新型涉及一种教学演示器具，具体涉及一种多功能轮系演示仪，属于教学用具技术领域。

背景技术

齿轮是机械传动系统中重要的元件，具有运动传递平稳、传动比稳定的特点。但是在齿轮传动系统中，特别是周转轮系，运动关系更加复杂。对于初学者而言，仅仅通过理论分析和动画演示，很难彻底掌握各种齿轮传动系统的运动关系。因此在机械类基础课程学习中，由于缺少实物演示和直观的介绍，导致学生对齿轮运动的学习和传动比的计算一直生涩难懂。同时，此类专业课程涉及的内容在日常生活中难以遇到，从而减少了学生实际接触此类传动件的机会。究其原因，造成知识体系和传动原理掌握不扎实的根源是混淆了各类齿轮传动系统的运动原理，无法认清齿轮传动关系，难以理解各种轮系的传动比计算方法。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的多功能轮系演示仪，以克服现有技术中的所述缺陷。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于齿轮传动系统中不同轮系的传动原理以及传动比演示的多功能轮系演示仪。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种多功能轮系演示仪，其包括机架、内齿圈、太阳轮、行星轮、系杆、主动齿轮轴、导轨、丝杆以及止动杆；其中，所述内齿圈安装在一内齿圈轴套上；所述太阳轮安装在一太阳轮轴套上；所述系杆安装在一系杆轴套上；所述系杆轴套、太阳轮轴套和内齿圈轴套自内而外依次套接，且各轴套上安装有一从动齿轮；各轴套通过一第一支架支承于机架上；所述主动齿轮轴枢接于一对立板上，其上安装有一主动齿轮；所述主动齿轮能和从动齿轮啮合；所述导轨设置在机架上；所述立板和导轨配合，并能沿导轨移动；所述丝杆通过一第二支架支承于机架上，其连接并驱动立板；所述止动杆螺接于机架的顶部，其分别和从动齿轮相对设置。

本实用新型的多功能轮系演示仪进一步设置为：所述行星轮和系杆连接；所述行星轮和内齿圈相啮合。

本实用新型的多功能轮系演示仪进一步设置为：所述主动齿轮轴的一端设有一电动机。

本实用新型的多功能轮系演示仪进一步设置为：所述止动杆具体设置有三根，各止动杆上设有一旋钮。

本实用新型的多功能轮系演示仪还设置为：于所述机架上安装有三块显示屏；于所述太阳轮、内齿圈、系杆上分别安装有一转速测量传感器；所述各转速测量传感器分别连接至一显示屏。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的多功能轮系演示仪能够将理论与实际运动结合，很大程度上解决了上课时老师难以准确表达的齿轮运动情况，使教师上课更加生动形象。让学生能够更好的完成齿轮传动系统的学习，在实际教学中有很大的应用空间。

附图说明

图1是本实用新型的多功能轮系演示仪的主视图。

图2是本实用新型的多功能轮系演示仪的侧视图。

图3是图1中沿A-A的剖面图。

图4是本实用新型的多功能轮系演示仪的传动原理图。

具体实施方式

请参阅说明书附图1至附图4所示，本实用新型为一种多功能轮系演示仪，其由机架1、内齿圈2、太阳轮3、行星轮4、系杆5、主动齿轮轴6、导轨7、丝杆8以及止动杆9等几部分装配而成。

其中，所述内齿圈2安装在一内齿圈轴套10上；所述太阳轮3安装在一太阳轮轴套11上；所述系杆5安装在一系杆轴套12上；通过不同的轴套将动力输入到相应的齿轮上，可实现轮系在差动轮系、行星轮系、定轴轮系之间进行演化。所述系杆轴套10、太阳轮轴套11和内齿圈轴套12自内而外依次套接，且各轴套10、11、12上安装有一从动齿轮13；各轴套10、11、12通过一第一支架15支承于机架1上。

所述行星轮4和系杆5连接，且该行星轮4和内齿圈2相啮合。

所述主动齿轮轴6枢接于一对立板16上，其上安装有一主动齿轮17。所述主动齿轮17能和从动齿轮13啮合。所述主动齿轮轴6的一端设有一电动机18，该电动机18能够驱动主动齿轮轴6转动。

所述导轨7设置在机架1上。所述立板16和导轨7配合，并能沿导轨7移动，从而使主动齿轮17能和不同从动齿轮13啮合，而通过不同齿轮的啮合，改变轮系的运动状态。

所述丝杆8通过一第二支架19支承于机架1上，其连接立板16，并通过转动丝杆8来驱动立板16沿导轨7移动。

所述止动杆9螺接于机架1的顶部，其分别和从动齿轮13相对设置，以达到控制太阳轮3或系杆5或行星轮4的目的。所述止动杆9具体设置有三根，各止动杆上设有一旋钮20。

进一步的，于所述机架1上安装有三块显示屏21。于所述太阳轮3、内齿圈2、系杆5上分别安装有一转速测量传感器（未图示），该转速测量传感器能分别测量太阳轮3、内齿圈2、系杆5的转速。所述各转速测量传感器分别连接至一显示屏21，并显示屏21直观的显示转速。

本实用新型的多功能轮系演示仪的主要功能如下：

（1）轮系运动状态演示。 通过改变运动输入变换机构的位置，可实现主动件分别为内齿圈2、太阳轮3、行星轮4、系杆5的转动轮系。通过止动杆9的调节，可实现差动轮系、行星轮系、定轴轮系间的转换，直观的演示齿轮之间的实际运动状态，使学生便于理解齿轮之间的相互传动关系，有利于学生对于《机械原理》中齿轮一章的学习。

（2）实际传动比检测。通过安装内齿圈2、太阳轮3、系杆5上的三个转速测量传感器，可实时检测各转动件的转速，经计算可得到实际传动比与理论传动比之间的对比，便于学生直观地理解行星轮系、定轴轮系传动比的计算公式。

如说明书附图4所示，本实用新型的多功能轮系演示仪通过改变动力输入原件的不同并通过限制各个齿轮的运动状态可实现轮系在差动轮系、行星轮系、定轴轮系之间进行演化。下面对各个轮系进行理论传动比计算。

动力输入机构在位置1时

    (1) 不止动时

此时，机构为差动轮系，因运动不确定，故理论传动比无法计算。

    (2)止动杆在位置2时

此时，机构为行星轮系。

齿轮1，2在转化轮系中的传动比：

                                                 

齿轮1和系杆间的传动比: 

式中：

，分别为齿轮1，2在转化轮系中的角速度；

分别为齿轮1，2，系杆的实际角速度；

分别为齿轮1，2的齿数。

(3) 止动杆在位置3时

此时，机构为定轴轮系。

式中：为齿轮1，2实际传动比，其它参数意义同上。

动力输入机构在位置2时

(1) 不止动时

此时机构为差动轮系，因运动不确定，故理论传动比无法计算。

(2) 止动杆在位置1时

此时机构为行星轮系，

齿轮2，1的理论传动比：

齿轮2与系杆的传动比：

(3) 止动杆在位置3时

此时，机构为定轴轮系；

齿轮2，1的传动比：

动力输入为位置3时

(1) 不止动时

此时，机构为差动轮系。

(2)止动杆在位置1时

此时机构为行星轮系，齿轮2，1的理论传动比：

齿轮2与系杆的传动比：

(3) 止动杆位置3

此时机构为行星轮系，齿轮1，2在转化轮系中的传动比：

齿轮1和系杆间的传动比: 。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多功能轮系演示仪，其特征在于：包括机架、内齿圈、太阳轮、行星轮、系杆、主动齿轮轴、导轨、丝杆以及止动杆；其中，所述内齿圈安装在一内齿圈轴套上；所述太阳轮安装在一太阳轮轴套上；所述系杆安装在一系杆轴套上；所述系杆轴套、太阳轮轴套和内齿圈轴套自内而外依次套接，且各轴套上安装有一从动齿轮；各轴套通过一第一支架支承于机架上；所述主动齿轮轴枢接于一对立板上，其上安装有一主动齿轮；所述主动齿轮能和从动齿轮啮合；所述导轨设置在机架上；所述立板和导轨配合，并能沿导轨移动；所述丝杆通过一第二支架支承于机架上，其连接并驱动立板；所述止动杆螺接于机架的顶部，其分别和从动齿轮相对设置。

2.如权利要求1所述的多功能轮系演示仪，其特征在于：所述行星轮和系杆连接；所述行星轮和内齿圈相啮合。

3.如权利要求1所述的多功能轮系演示仪，其特征在于：所述主动齿轮轴的一端设有一电动机。

4.如权利要求1所述的多功能轮系演示仪，其特征在于：所述止动杆具体设置有三根，各止动杆上设有一旋钮。

5.如权利要求1所述的多功能轮系演示仪，其特征在于：于所述机架上安装有三块显示屏；于所述太阳轮、内齿圈、系杆上分别安装有一转速测量传感器；所述各转速测量传感器分别连接至一显示屏。