CN204650897U - 机械原理多机构联动组合教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种教学模型，特别涉及一种机械原理多机构联动组合教具,其技术方案是：包括驱动电机、展示板、传动机构、演示机构，所述的展示板上部设置竖直立板，所述竖直立板上设有通孔，所述的通孔内安装轴承以及齿轮传动轴，所述的演示机构、传动机构分别通过齿轮传动轴实现传动配合；所述的传动机构包括皮带传动机构以及齿轮传动机构；本实用新型的有益效果是：便于学生在观看多种机构运动的同时，直观的比较相近机构的运动规律和特点，方便学生清楚的看到演示机构及其传动机构运动特性，满足教学的要求，提高教学质量。

Description

机械原理多机构联动组合教具

技术领域

本实用新型涉及一种教学模型，特别涉及一种机械原理多机构联动组合教具。

背景技术

    《机械原理》是大学机电一体化专业的一门基础课，机械原理课程教学质量的好坏将直接影响学生对后续专业课的学习，在很大程度上影响到学生将来就业的去向与发展。所以，寻求一种直观有效的教学模式，以适应当前学生的接受能力，培养学生的学习兴趣和探索知识的能力、分析和解决问题的能力，培养学生的知识转化能力和创新能力，是实现《机械原理》课程的基本目标的需要。目前国内外在《机械原理》教学中仍“一机构一教具”传统的教学模式，机构与机构间缺乏对比，学生对相近机构特性与机理的理解容易混淆不清，各机构间在应用中的作用关系得不到体现。老师为了给学生解释清楚大量的名词术语、设计原理以及机构的运动和工作性能，往往要花很多的精力和时间，从各个角度来讲解。但是由于学生对机构的运动缺乏形象、具体、直观的认识,所以学生对于内容的理解和接受仍然比较慢，这在一定程度上影响了教学效果。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种机械原理多机构联动组合教具。

其技术方案是：包括驱动电机、展示板、传动机构、演示机构，所述的展示板的上部设置竖直立板，所述竖直立板上设有通孔，所述的通孔内安装轴承以及齿轮传动轴，所述的演示机构、传动机构分别通过齿轮传动轴实现传动配合；所述的传动机构包括皮带传动机构以及齿轮传动机构，所述的皮带传动机构包括与驱动电机连接的主动轮以及通过传动皮带与主动轮连接的从动轮；所述的齿轮传动机构包括与从动轮同轴安装的第二齿轮、分别与第二齿轮啮合配合的第三齿轮和惰轮、与惰轮啮合配合的行星轮系、分别与行星轮系啮合配合的第四齿轮和第五齿轮、与第五齿轮啮合配合的第七齿轮以及与第四齿轮啮合的第六齿轮；

所述的演示机构包括与第四齿轮通过齿轮传动轴传动配合的游梁式抽油机机构模型，与第六齿轮通过齿轮传动轴传动配合的搅拌机机构模型，与行星轮系通过齿轮传动轴传动配合的盘型凸轮机构模型，与第二齿轮通过齿轮传动轴传动配合的平面连杆机构和移动凸轮机构组合模型，与第五齿轮通过齿轮传动轴传动配合的齿轮凸轮机构模型，与第七齿轮通过齿轮传动轴传动配合的圆柱凸轮模型，与第三齿轮通过齿轮传动轴传动配合的偏心轮机构模型；

所述的游梁式抽油机机构模型包括曲柄、抽油机连杆、起重机连杆、起重机起升臂、驴头、重物，曲柄上分别连接抽油机连杆、起重机连杆，所述的抽油机连杆连接驴头，起重机连杆通过起重机起升臂连接重物；所述的搅拌机机构模型包括曲柄、搅拌机的摇杆、搅拌机的搅杆，曲柄连接搅拌机的搅杆，搅拌机的搅杆的下部连接搅拌机的摇杆。

所述的盘型凸轮机构模型包括支撑吊耳、滚子轮、滚子杆、槽轮、盘形凸轮，盘形凸轮的外侧固定与其相互配合的槽轮，盘形凸轮的上部设有支撑吊耳，支撑吊耳的下部通过滚子杆连接滚子轮，盘形凸轮转动实现与滚子轮和槽轮的相互配合。

所述的平面连杆机构和移动凸轮机构组合模型包括导向杆、第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、滑块、支撑吊耳、棘轮零件、移动凸轮滑道、顶尖从动件、双曲柄连杆、移动凸轮、棘爪，双曲柄连杆连接第一偏心轮和滚轮，所述的双曲柄连杆的一端通过第二长连杆、第三长连杆，第三长连杆上设有棘爪，所述的棘爪与棘轮零件相互配合，双曲柄连杆的另一端通过第一长连杆连接移动凸轮内部的移动凸轮滑道，移动凸轮的顶部连接顶尖从动件，双曲柄连杆的上部连接导向杆，所述的导向杆的外部设有滑块。

所述的齿轮凸轮机构模型包括第一齿轮、机械手爪、凸轮，机械手爪的前端设有滑槽，所述的滑槽内通过定位块固定第一齿轮，机械手爪的后端设有凸轮，将齿轮机构的回转运动转化为抓手的特定运动轨迹。

所述的圆柱凸轮模型包括冲动件固定件、援助凸轮从动件、圆柱凸轮、转轴、齿条、锥齿轮，圆柱凸轮的转轴末端连接锥齿轮，圆柱凸轮的齿槽内连接援助凸轮从动件，援助凸轮从动件的上部设有与其相互配合的齿条，齿条的末端连接冲动件固定件。

所述的滑块内置偏心轮机构模型包括第二偏心轮、偏心轮滑块、偏心轮导轨，偏心轮导轨的中间设有第二偏心轮，偏心轮导轨的上部设有偏心轮滑块，将曲柄滑块机构演化成为滑块内置偏心轮机构，在曲柄滑块机构中，若将其机构中的转动副的半径扩大，使其超过曲柄的长度，可演化为偏心轮机构，若在将其偏心轮机构中的转动副滑块扩大，使之将偏心轮包含在其内，就可以演化成滑块内置偏心轮机构。

本实用新型的有益效果是：便于学生在观看多种机构运动的同时，直观的比较相近机构的运动规律和特点，方便学生清楚的看到演示机构及其传动机构运动特性，满足教学的要求，提高教学质量。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是传动机构的结构示意图；

上图中：展示板P、游梁式抽油机机构模型a、搅拌机机构模型b、盘型凸轮机构模型c、平面连杆机构和移动凸轮机构组合模型d、齿轮凸轮机构模型e、圆柱凸轮模型f、偏心轮机构模型g；冲动件固定件1、导向杆2、曲柄3、搅拌机的摇杆4、搅拌机的搅杆5、抽油机连杆6、起重机连杆7、起重机起升臂8、第一长连杆9、第二长连杆10、第三长连杆11、援助凸轮从动件12、滑块13、支撑吊耳14、滚子轮15、滚子杆16、槽轮17、盘形凸轮18、棘轮零件19、第一齿轮20、圆柱凸轮21、驴头22、移动凸轮滑道23、顶尖从动件24、双曲柄连杆25、第二偏心轮26、偏心轮滑块27、偏心轮导轨28、转轴29、机械手爪30、移动凸轮31、棘爪32、齿条33、锥齿轮34、重物35、第二齿轮36、第三齿轮37、行星轮系38、惰轮39、驱动电机40、第一偏心轮41、滚轮42、凸轮43、主动轮44、从动轮45、传动皮带46、第四齿轮47、第六齿轮48、第五齿轮49、第七齿轮50。

具体实施方式

     结合附图1-2，对本实用新型作进一步的描述：

本实用新型包括驱动电机40、展示板P、传动机构、演示机构，所述的展示板P上部设置竖直立板，所述竖直立板上设有通孔，所述的通孔内安装轴承以及齿轮传动轴，所述的演示机构、传动机构分别通过齿轮传动轴实现传动配合；所述的传动机构包括皮带传动机构以及齿轮传动机构，所述的皮带传动机构包括与驱动电机40连接的主动轮44以及通过传动皮带46与主动轮连接的从动轮45；所述的齿轮传动机构包括与从动轮45同轴安装的第二齿轮36、分别与第二齿轮36啮合配合的第三齿轮37和惰轮39、与惰轮39啮合配合的行星轮系38、分别与行星轮系38啮合配合的第四齿轮47和第五齿轮49、与第五齿轮49啮合配合的第七齿轮50以及与第四齿轮47啮合的第六齿轮48；

所述的演示机构包括与第四齿轮47通过齿轮传动轴传动配合的游梁式抽油机机构模型a，与第六齿轮48通过齿轮传动轴传动配合的搅拌机机构模型b，与行星轮系38通过齿轮传动轴传动配合的盘型凸轮机构模型c，与第二齿轮36通过齿轮传动轴传动配合的平面连杆机构和移动凸轮机构组合模型d，与第五齿轮49通过齿轮传动轴传动配合的齿轮凸轮机构模型e，与第七齿轮50通过齿轮传动轴传动配合的圆柱凸轮模型f，与第三齿轮37通过齿轮传动轴传动配合的偏心轮机构模型g；

所述的游梁式抽油机机构模型a包括曲柄3、抽油机连杆6、起重机连杆7、起重机起升臂8、驴头22、重物35，曲柄3上分别连接抽油机连杆6、起重机连杆7，所述的抽油机连杆6连接驴头22，起重机连杆7通过起重机起升臂8连接重物35；所述的搅拌机机构模型b包括曲柄3、搅拌机的摇杆4、搅拌机的搅杆5，曲柄3连接搅拌机的搅杆5，搅拌机的搅杆5的下部连接搅拌机的摇杆4。

所述的盘型凸轮机构模型c包括支撑吊耳14、滚子轮15、滚子杆16、槽轮17、盘形凸轮18，盘形凸轮18的外侧固定与其相互配合的槽轮17，盘形凸轮18的上部设有支撑吊耳14，支撑吊耳14的下部通过滚子杆16连接滚子轮15，盘形凸轮18转动实现与滚子轮15和槽轮17的相互配合；将盘型凸轮和槽轮机构的主动拨盘合二为一，将盘形凸轮的近休止角所对应的圆弧与槽轮的内凹锁止弧啮合，圆柱销设计在盘型凸轮远轮元休止角的角平分线上，实现两个机构的组合设计，该组合设计的优点是在展示盘型凸轮机构和槽轮机构运动规律的同时，让学生直观的观看如何将连续转动变换为单向间歇运动，此外，让学生理解通过改变凸轮的轮廓曲线可以实现不同的运动规律。

所述的平面连杆机构和移动凸轮机构组合模型d包括导向杆2、第一长连杆9、第二长连杆10、第三长连杆11、滑块13、棘轮零件19、移动凸轮滑道23、顶尖从动件24、双曲柄连杆25、移动凸轮31、棘爪32，双曲柄连杆25连接第一偏心轮41和滚轮42，所述的双曲柄连杆25的一端通过第二长连杆10、第三长连杆11，第三长连杆11上设有棘爪32，所述的棘爪32与棘轮零件19相互配合，双曲柄连杆25的另一端通过第一长连杆9连接移动凸轮31内部的移动凸轮滑道23，移动凸轮31的顶部连接顶尖从动件24，双曲柄连杆25的上部连接导向杆2，所述的导向杆的外部设有滑块13；利用曲柄滑块机构中的滑块和移动凸轮均作直线往复运动的特点，将滑块和移动凸轮合二为一，这样移动凸轮既作为曲柄滑块机构中的滑块，又作为移动凸轮机构中的主动件驱动滚子从动件上下移动，实现了低副机构和高副机构巧妙的组合设计。

所述的齿轮凸轮机构模型e包括第一齿轮20、机械手爪30、凸轮43，机械手爪30的前端设有滑槽30.1，所述的滑槽30.1内通过定位块30.2固定第一齿轮20，机械手爪30的后端设有凸轮43，将齿轮机构的回转运动转化为抓手的特定运动轨迹。

所述的圆柱凸轮模型f包括冲动件固定件1、援助凸轮从动件12、圆柱凸轮21、转轴29、齿条33、锥齿轮34，圆柱凸轮21的转轴29末端连接锥齿轮34，圆柱凸轮21的齿槽内连接援助凸轮从动件12，援助凸轮从动件12的上部设有与其相互配合的齿条33，齿条33的末端连接冲动件固定件1，利用圆柱凸轮机构中摆杆左右往复运动的特点，在摆杆顶端和齿条底部利用轮齿的啮合使齿条实现左右往复摆动。

所述的滑块内置偏心轮机构模型g包括第二偏心轮26、偏心轮滑块27、偏心轮导轨28，偏心轮导轨28的中间设有第二偏心轮26，偏心轮导轨28的上部设有偏心轮滑块27，将曲柄滑块机构演化成为滑块内置偏心轮机构，在曲柄滑块机构中，若将其机构中的转动副的半径扩大，使其超过曲柄的长度，可演化为偏心轮机构，若在将其偏心轮机构中的转动副滑块扩大，使之将偏心轮包含在其内，就可以演化成滑块内置偏心轮机构。

本实用新型的有益效果是：便于学生在观看多种机构运动的同时，直观的比较相近机构的运动规律和特点，方便学生清楚的看到演示机构及其传动机构运动特性，满足教学的要求，提高教学质量。

Claims (8)

1.一种机械原理多机构联动组合教具，其特征是：包括驱动电机、展示板、传动机构、演示机构，所述的展示板的上部设置竖直立板，所述竖直立板上设有通孔，所述的通孔内安装轴承以及齿轮传动轴，所述的演示机构、传动机构分别通过齿轮传动轴实现传动配合；所述的传动机构包括皮带传动机构以及齿轮传动机构，所述的皮带传动机构包括与驱动电机连接的主动轮以及通过传动皮带与主动轮连接的从动轮；所述的齿轮传动机构包括与从动轮同轴安装的第二齿轮、分别与第二齿轮啮合配合的第三齿轮和惰轮、与惰轮啮合配合的行星轮系、分别与行星轮系啮合配合的第四齿轮和第五齿轮、与第五齿轮啮合配合的第七齿轮以及与第四齿轮啮合的第六齿轮；

所述的演示机构包括与第四齿轮通过齿轮传动轴传动配合的游梁式抽油机机构模型，与第六齿轮通过齿轮传动轴传动配合的搅拌机机构模型，与行星轮系通过齿轮传动轴传动配合的盘型凸轮机构模型，与第二齿轮通过齿轮传动轴传动配合的平面连杆机构和移动凸轮机构组合模型，与第五齿轮通过齿轮传动轴传动配合的齿轮凸轮机构模型，与第七齿轮通过齿轮传动轴传动配合的圆柱凸轮模型，与第三齿轮通过齿轮传动轴传动配合的偏心轮机构模型。

2.根据权利要求1所述的机械原理多机构联动组合教具，其特征是：所述的游梁式抽油机机构模型包括曲柄、抽油机连杆、起重机连杆、起重机起升臂、驴头、重物，曲柄上分别连接抽油机连杆、起重机连杆，所述的抽油机连杆连接驴头，起重机连杆通过起重机起升臂连接重物。

3.根据权利要求1所述的机械原理多机构联动组合教具，其特征是：所述的搅拌机机构模型包括曲柄、搅拌机的摇杆、搅拌机的搅杆，曲柄连接搅拌机的搅杆，搅拌机的搅杆的下部连接搅拌机的摇杆。

4.根据权利要求1所述的机械原理多机构联动组合教具，其特征是：所述的盘型凸轮机构模型包括支撑吊耳、滚子轮、滚子杆、槽轮、盘形凸轮，盘形凸轮的外侧固定与其相互配合的槽轮，盘形凸轮的上部设有支撑吊耳，支撑吊耳的下部通过滚子杆连接滚子轮，盘形凸轮转动实现与滚子轮和槽轮的相互配合。

5.根据权利要求1所述的机械原理多机构联动组合教具，其特征是：所述的平面连杆机构和移动凸轮机构组合模型包括导向杆、第一长连杆、第二长连杆、第三长连杆、滑块、支撑吊耳、棘轮零件、移动凸轮滑道、顶尖从动件、双曲柄连杆、移动凸轮、棘爪，双曲柄连杆连接第一偏心轮和滚轮，所述的双曲柄连杆的一端通过第二长连杆、第三长连杆，第三长连杆上设有棘爪，所述的棘爪与棘轮零件相互配合，双曲柄连杆的另一端通过第一长连杆连接移动凸轮内部的移动凸轮滑道，移动凸轮的顶部连接顶尖从动件，双曲柄连杆的上部连接导向杆，所述的导向杆的外部设有滑块。

6.根据权利要求1所述的机械原理多机构联动组合教具，其特征是：所述的齿轮凸轮机构模型包括第一齿轮、机械手爪、凸轮，机械手爪的前端设有滑槽，所述的滑槽内通过定位块固定第一齿轮，机械手爪的后端设有凸轮，将齿轮机构的回转运动转化为抓手的特定运动轨迹。

7.根据权利要求1所述的机械原理多机构联动组合教具，其特征是：所述的圆柱凸轮模型包括冲动件固定件、援助凸轮从动件、圆柱凸轮、转轴、齿条、锥齿轮，圆柱凸轮的转轴末端连接锥齿轮，圆柱凸轮的齿槽内连接援助凸轮从动件，援助凸轮从动件的上部设有与其相互配合的齿条，齿条的末端连接冲动件固定件。

8.根据权利要求1所述的机械原理多机构联动组合教具，其特征是：所述的偏心轮机构模型包括第二偏心轮、偏心轮滑块、偏心轮导轨，偏心轮导轨的中间设有第二偏心轮，偏心轮导轨的上部设有偏心轮滑块，将曲柄滑块机构演化成为滑块内置偏心轮机构，在曲柄滑块机构中，若将其机构中的转动副的半径扩大，使其超过曲柄的长度，可演化为偏心轮机构，若在将其偏心轮机构中的转动副滑块扩大，使之将偏心轮包含在其内，就可以演化成滑块内置偏心轮机构。