CN204557929U - 一种传动机构演示教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传动机构演示教具，包括支架以及安装在支架上的凸轮机构演示部分、连杆机构演示部分和齿轮机构演示部分，凸轮机构演示部分包括机架、凸轮和从动件，凸轮和从动件均设置在机架外侧，凸轮通过凸轮轴与机架转动连接，凸轮上固定有手柄，机架固定在支架上；连杆机构演示部分包括摇杆、连杆、转轴和第一锥齿轮，转轴一端与支架转动连接，转轴另一端与摇杆一端转动连接，摇杆另一端与连杆一端铰接，连杆另一端与第一锥齿轮铰接，第一锥齿轮通过第一齿轮轴与支架转动连接，第一锥齿轮与安装在凸轮轴上的第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮位于机架内侧。本实用新型能形象、具体、直接的演示多种机构的运动，学生很容易理解，教学质量高。

Description

一种传动机构演示教具

技术领域

本实用新型涉及一种机械原理教学用具，尤其是涉及一种传动机构演示教具。

背景技术

在《机械原理》课程中，连杆机构、凸轮机构和齿轮机构这些内容比较抽象。教师在讲解时，仅通过在黑板上绘图和语言描述两种手段不容易讲清楚，很多学生不容易深刻理解。要想准确快速理解这些机构的运动原理，必须对各机构的构件的运动有一个形象、具体、直接的认识。然而，黑板上绘制的机构的运动示意图是静止的，教师往往要花费很多时间和很大精力从各个角度上讲解，学生则必须通过想象，将静止的机构运动示意图动起来。这样的想象不甚清晰，学生很难对各构件的运动关系有形象、具体、直观的认识，也就不能清晰准确的理解这些机构的运动原理。尽管目前也有相关的演示教具，但是在使用过程中存在以下缺点：(1)大多数教具只能演示一种机构的运动或一类机构的运动；(2)不能完全演示出某些机构的特性；(3)如教师需讲解多种机构的运动时，需带多个教具，携带不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种传动机构演示教具，其结构简单、设计合理且携带使用方便，能形象、具体、直接的演示多种机构的运动，学生很容易理解，提高了教学质量。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种传动机构演示教具，其特征在于：包括支架以及安装在支架上的凸轮机构演示部分、连杆机构演示部分和齿轮机构演示部分，所述凸轮机构演示部分包括机架、凸轮和从动件，所述凸轮和从动件均设置在机架的外侧，所述凸轮通过凸轮轴与机架转动连接，所述凸轮上固定有手柄，所述从动件安装在机架上，所述从动件位于凸轮的上方且与凸轮配合，所述机架固定在支架上；所述连杆机构演示部分包括摇杆、连杆、转轴和第一锥齿轮，所述转轴的一端与支架转动连接，所述转轴的另一端与摇杆的一端转动连接，所述摇杆的另一端与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与第一锥齿轮铰接，所述第一锥齿轮通过第一齿轮轴与支架转动连接，所述第一锥齿轮与安装在凸轮轴上的第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮位于机架的内侧。

上述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述齿轮机构演示部分包括转动轴以及由下至上设置在转动轴上的凸轮盘、内齿轮架、内齿轮和安装架，所述凸轮盘、内齿轮架和安装架均与转动轴转动连接，所述内齿轮架和内齿轮固定连接，所述支架上固定有三根连接轴，所述连接轴穿过凸轮盘、内齿轮架和安装架，所述内齿轮架内设置有轴承，所述连接轴和转动轴均穿过轴承，所述安装架与连接轴紧密配合，所述凸轮盘与支架之间设置有垫块，所述转动轴上固定安装有第一直齿轮，所述安装架上转动连接有第二齿轮轴和第三齿轮轴，所述第二齿轮轴上固定安装有第二直齿轮，所述第三齿轮轴上固定安装有第三直齿轮和第四直齿轮，所述第二直齿轮位于第一直齿轮与第四直齿轮之间且与第一直齿轮和第四直齿轮均啮合，所述第四直齿轮位于安装架的上方且与第二直齿轮啮合，所述第三直齿轮位于安装架的下方且与内齿轮啮合。

上述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述转动轴的上端固定安装有第三锥齿轮，所述安装架上固定有锥齿轮架，所述锥齿轮架上转动连接有地球轴，所述地球轴的上端安装有地球仪，所述地球轴上固定安装有第四锥齿轮，所述第四锥齿轮与第三锥齿轮啮合，所述内齿轮架的外端通过线性轴承安装有月球轴，所述月球轴的上端安装有月球仪，所述月球轴的下端安装有能够在凸轮盘上滚动的万向轮。

上述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述支架上设置有用于带动所述凸轮机构演示部分转动的动力传动机构，所述动力传动机构包括第五直齿轮、第六直齿轮、第七直齿轮和第四齿轮轴，所述第六直齿轮与第五直齿轮和第七直齿轮均啮合，所述第五直齿轮固定安装在转动轴上，所述第七直齿轮固定安装在第一齿轮轴上，所述第四齿轮轴转动连接在支架上，所述第七直齿轮固定安装在第四齿轮轴上。

上述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述机架包括凸轮架和设置在凸轮架上方的推杆架，所述推杆架和凸轮架通过螺栓固定连接，所述凸轮安装在凸轮架上，所述从动件安装在推杆架上。

上述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述凸轮的外侧固定有画板，所述手柄穿过画板且与画板固定连接，所述从动件的底部连接有推杆，所述推杆上设置有画笔。

上述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述支架上固定有滑轨，所述连杆的底部设置有与滑轨配合的滑块。

上述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述摇杆上设置有调节孔。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、设计合理且携带使用方便。

2、本实用新型能形象、具体、直接的演示凸轮机构、连杆机构和齿轮机构多种机构的运动，达到一套教具可以演示多种机械传动机构的目的，可很好的用于机械课程教学过程中，学生很容易理解，提高了教学质量，有助于引导学生更好的思考和学习。

3、本实用新型通过齿轮机构和平面凸轮的组合模拟出地月的运动规律，因此该教具也可以用于天文地理课堂教学。

4、本实用新型通过连杆与量角器的巧妙结合，可以方便的测出曲柄连杆的压力角和极位夹角，同时演示飞轮克服“死点”的作用；同时凸轮机构部分的推杆是可以改变的，能展示出三种形式的凸轮机构，并且可以展示出对心凸轮和偏置凸轮。

5、本实用新型结构紧凑，整体尺寸较小，便于教师携带使用；制造方便，制造成本低。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型去除画板、画笔、月球仪和地球仪后的结构示意图。

附图标记说明:

1—支架；              2—机架；              2-1—凸轮架；

2-2—推杆架；          3—凸轮；              3-1—凸轮轴；

3-2—手柄；            4—从动件；            4-1—推杆；

5—摇杆；              5-1—调节孔；          6—连杆；

7—转轴；              8—第一锥齿轮；        8-1—第一齿轮轴；

9—第二锥齿轮；        10—凸轮盘；           10-1—连接轴；

10-2—垫块；           11—内齿轮架；         11-1—轴承；

12—内齿轮；           13—安装架；           14—转动轴；

15—第一直齿轮；       16—第二直齿轮；       16-1—第二齿轮轴；

17—第三直齿轮；       17-1—第三齿轮轴；     18—第四直齿轮；

19—线性轴承；         20—月球轴；           21—月球仪；

22—万向轮；           23—锥齿轮架；         24—地球轴；

25—地球仪；           26—第三锥齿轮；       27—第四锥齿轮；

28—第五直齿轮；       29—第六直齿轮；       30—第七直齿轮；

31—第四齿轮轴；       32—画板；             33—画笔；

34—滑轨；             35—滑块。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括支架1以及安装在支架1上的凸轮机构演示部分、连杆机构演示部分和齿轮机构演示部分，所述凸轮机构演示部分包括机架2、凸轮3和从动件4，所述凸轮3和从动件4均设置在机架2的外侧，所述凸轮3通过凸轮轴3-1与机架2转动连接，所述凸轮3上固定有手柄3-2，所述从动件4安装在机架2上，所述从动件4位于凸轮3的上方且与凸轮3配合，所述机架2固定在支架1上；所述连杆机构演示部分包括摇杆5、连杆6、转轴7和第一锥齿轮8，所述转轴7的一端与支架1转动连接，所述转轴7的另一端与摇杆5的一端转动连接，所述摇杆5的另一端与连杆6的一端铰接，所述连杆6的另一端与第一锥齿轮8铰接，所述第一锥齿轮8通过第一齿轮轴8-1与支架1转动连接，所述第一锥齿轮8与安装在凸轮轴3-1上的第二锥齿轮9啮合，所述第二锥齿轮9位于机架2的内侧。

如图1和图2所示，所述齿轮机构演示部分包括转动轴14以及由下至上设置在转动轴14上的凸轮盘10、内齿轮架11、内齿轮12和安装架13，所述凸轮盘10、内齿轮架11和安装架13均与转动轴14转动连接，所述内齿轮架11和内齿轮12固定连接，所述支架1上固定有三根连接轴10-1，所述连接轴10-1穿过凸轮盘10、内齿轮架11和安装架13，所述内齿轮架11内设置有轴承11-1，所述连接轴10-1和转动轴14均穿过轴承11-1，所述安装架13与连接轴10-1紧密配合，所述凸轮盘10与支架1之间设置有垫块10-2，所述转动轴14上固定安装有第一直齿轮15，所述安装架13上转动连接有第二齿轮轴16-1和第三齿轮轴17-1，所述第二齿轮轴16-1上固定安装有第二直齿轮16，所述第三齿轮轴17-1上固定安装有第三直齿轮17和第四直齿轮18，所述第二直齿轮16位于第一直齿轮15与第四直齿轮18之间且与第一直齿轮15和第四直齿轮18均啮合，所述第四直齿轮18位于安装架13的上方且与第二直齿轮16啮合，所述第三直齿轮17位于安装架13的下方且与内齿轮12啮合。使用时，转动轴14带动第一直齿轮15旋转，第一直齿轮15带动第二直齿轮16旋转，第二直齿轮16带动第四直齿轮18旋转，第四直齿轮18带动第三齿轮轴17-1转动，第三齿轮轴17-1带动第三直齿轮17旋转，第三直齿轮17与内齿轮12啮合带动内齿轮12旋转，即将动力传递到内齿轮12上，内齿轮12带动内齿轮架11旋转。

如图1和图2所示，所述转动轴14的上端固定安装有第三锥齿轮26，所述安装架13上固定有锥齿轮架23，所述锥齿轮架23上转动连接有地球轴24，所述地球轴24的上端安装有地球仪25，所述地球轴24上固定安装有第四锥齿轮27，所述第四锥齿轮27与第三锥齿轮26啮合，所述内齿轮架11的外端通过线性轴承19安装有月球轴20，所述月球轴20的上端安装有月球仪21，所述月球轴20的下端安装有能够在凸轮盘10上滚动的万向轮22。使用时，内齿轮架11旋转带动月球轴20绕着转动轴14转动，月球轴20带动万向轮22在凸轮盘10上滚动。

如图1和图2所示，所述支架1上设置有用于带动所述凸轮机构演示部分转动的动力传动机构，所述动力传动机构包括第五直齿轮28、第六直齿轮29、第七直齿轮30和第四齿轮轴31，所述第六直齿轮29与第五直齿轮28和第七直齿轮30均啮合，所述第五直齿轮28固定安装在转动轴14上，所述第七直齿轮30固定安装在第一齿轮轴8-1上，所述第四齿轮轴31转动连接在支架1上，所述第七直齿轮30固定安装在第四齿轮轴31上。使用时，转动轴14带动第五直齿轮28旋转，第五直齿轮28带动第六直齿轮29旋转，第六直齿轮29带动第七直齿轮30旋转，第七直齿轮30带动第一齿轮轴8-1转动。

如图1和图2所示，所述机架2包括凸轮架2-1和设置在凸轮架2-1上方的推杆架2-2，所述推杆架2-2和凸轮架2-1通过螺栓固定连接，所述凸轮3安装在凸轮架2-1上，所述从动件4安装在推杆架2-2上。

如图1所示，所述凸轮3的外侧固定有画板32，所述手柄3-2穿过画板32且与画板32固定连接，所述从动件4的底部连接有推杆4-1，所述推杆4-1上设置有画笔33，画笔33会随着推杆4-1上下移动，可以画出凸轮的理论轮廓线。

如图1所示，所述支架1上固定有滑轨34，所述连杆6的底部设置有与滑轨34配合的滑块35。

如图1所示，所述摇杆5上设置有调节孔5-1。

本实用新型的工作原理为：采用手动方式在手柄3-2输入动力，通过齿轮进行动力传递。通过连杆机构演示部分演示连杆机构，摇杆5上设置有调节孔5-1，通过调节摇杆5的长度实现曲柄摇杆机构和双曲柄机构的转换。当演示曲柄摇杆机构时，在第一锥齿轮8的下面安装一个360度的量角器，可以测量出曲柄摇杆的极位夹角，在连杆6上增加一个180度的量角器和摇杆上指针的配合可以测量出摇杆5的压力角；当演示双曲柄机构时，由于死点的存在，在摇杆5的端部上可以增加配重，演示出飞轮克服死点的作用；当移去摇杆5之后，连杆6底部的滑块35与滑轨34连接，可以演示曲柄滑块机构，通过改变滑轨34的位置可以实现对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构的转变。

通过凸轮机构演示部分演示凸轮机构，凸轮机构演示分为对心推杆凸轮机构和偏心推杆凸轮机构。凸轮架2-1上设置了两组孔，推杆架2-2上设置了一组孔，通过调节凸轮架2-1和推杆架2-2的位置，可以实现演示对心推杆凸轮机构和偏心推杆凸轮机构；通过将推杆4-1改换为尖顶推杆、滚子推杆或平底推杆，可以实现平底凸轮机构、尖顶凸轮机构和滚子凸轮机构的演示，可以让学生更方便、更全面明白凸轮结构的形式，明白在哪种场合应用哪种凸轮机构。

通过齿轮机构演示部分演示齿轮机构，动力由动力传动机构传递到齿轮机构演示部分。通过齿轮传动中的定轴轮系和平面凸轮的结合，模拟出月球的异面公转，通过线性轴承和成型约束的结合实现月球公转时始终一面面向地球，通过直齿轮传动和锥齿轮传动的结合模拟地球的斜向自转。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种传动机构演示教具，其特征在于：包括支架(1)以及安装在支架(1)上的凸轮机构演示部分、连杆机构演示部分和齿轮机构演示部分，所述凸轮机构演示部分包括机架(2)、凸轮(3)和从动件(4)，所述凸轮(3)和从动件(4)均设置在机架(2)的外侧，所述凸轮(3)通过凸轮轴(3-1)与机架(2)转动连接，所述凸轮(3)上固定有手柄(3-2)，所述从动件(4)安装在机架(2)上，所述从动件(4)位于凸轮(3)的上方且与凸轮(3)配合，所述机架(2)固定在支架(1)上；所述连杆机构演示部分包括摇杆(5)、连杆(6)、转轴(7)和第一锥齿轮(8)，所述转轴(7)的一端与支架(1)转动连接，所述转轴(7)的另一端与摇杆(5)的一端转动连接，所述摇杆(5)的另一端与连杆(6)的一端铰接，所述连杆(6)的另一端与第一锥齿轮(8)铰接，所述第一锥齿轮(8)通过第一齿轮轴(8-1)与支架(1)转动连接，所述第一锥齿轮(8)与安装在凸轮轴(3-1)上的第二锥齿轮(9)啮合，所述第二锥齿轮(9)位于机架(2)的内侧。

2.按照权利要求1所述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述齿轮机构演示部分包括转动轴(14)以及由下至上设置在转动轴(14)上的凸轮盘(10)、内齿轮架(11)、内齿轮(12)和安装架(13)，所述凸轮盘(10)、内齿轮架(11)和安装架(13)均与转动轴(14)转动连接，所述内齿轮架(11)和内齿轮(12)固定连接，所述支架(1)上固定有三根连接轴(10-1)，所述连接轴(10-1)穿过凸轮盘(10)、内齿轮架(11)和安装架(13)，所述内齿轮架(11)内设置有轴承(11-1)，所述连接轴(10-1)和转动轴(14)均穿过轴承(11-1)，所述安装架(13)与连接轴(10-1)紧密配合，所述凸轮盘(10)与支架(1)之间设置有垫块(10-2)，所述转动轴(14)上固定安装有第一直齿轮(15)，所述安装架(13)上转动连接有第二齿轮轴(16-1)和第三齿轮轴(17-1)，所述第二齿轮轴(16-1)上固定安装有第二直齿轮(16)，所述第三齿轮轴(17-1)上固定安装有第三直齿轮(17)和第四直齿轮(18)，所述第二直齿轮(16)位于第一直齿轮(15)与第四直齿轮(18)之间且与第一直齿轮(15)和第四直齿轮(18)均啮合，所述第四直齿轮(18)位于安装架(13)的上方且与第二直齿轮(16)啮合，所述第三直齿轮(17)位于安装架(13)的下方且与内齿轮(12)啮合。

3.按照权利要求2所述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述转动轴(14)的上端固定安装有第三锥齿轮(26)，所述安装架(13)上固定有锥齿轮架(23)，所述锥齿轮架(23)上转动连接有地球轴(24)，所述地球轴(24)的上端安装有地球仪(25)，所述地球轴(24)上固定安装有第四锥齿轮(27)，所述第四锥齿轮(27)与第三锥齿轮(26)啮合，所述内齿轮架(11)的外端通过线性轴承(19)安装有月球轴(20)，所述月球轴(20)的上端安装有月球仪(21)，所述月球轴(20)的下端安装有能够在凸轮盘(10)上滚动的万向轮(22)。

4.按照权利要求2或3所述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述支架(1)上设置有用于带动所述凸轮机构演示部分转动的动力传动机构，所述动力传动机构包括第五直齿轮(28)、第六直齿轮(29)、第七直齿轮(30)和第四齿轮轴(31)，所述第六直齿轮(29)与第五直齿轮(28)和第七直齿轮(30)均啮合，所述第五直齿轮(28)固定安装在转动轴(14)上，所述第七直齿轮(30)固定安装在第一齿轮轴(8-1)上，所述第四齿轮轴(31)转动连接在支架(1)上，所述第七直齿轮(30)固定安装在第四齿轮轴(31)上。

5.按照权利要求1、2或3所述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述机架(2)包括凸轮架(2-1)和设置在凸轮架(2-1)上方的推杆架(2-2)，所述推杆架(2-2)和凸轮架(2-1)通过螺栓固定连接，所述凸轮(3)安装在凸轮架(2-1)上，所述从动件(4)安装在推杆架(2-2)上。

6.按照权利要求1、2或3所述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述凸轮(3)的外侧固定有画板(32)，所述手柄(3-2)穿过画板(32)且与画板(32)固定连接，所述从动件(4)的底部连接有推杆(4-1)，所述推杆(4-1)上设置有画笔(33)。

7.按照权利要求1、2或3所述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述支架(1)上固定有滑轨(34)，所述连杆(6)的底部设置有与滑轨(34)配合的滑块(35)。

8.按照权利要求1、2或3所述的一种传动机构演示教具，其特征在于：所述摇杆(5)上设置有调节孔(5-1)。