CN204712730U - 凸轮曲线绘制教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能凸轮曲线绘制教具，属于教学仪器领域。主要包括主驱动机构、运动传递机构、运动分解机构、描线机构、画线机构以及定位机构。撑块定位在底板上，导棒和圆柱形齿条通过滑动轴承固定在撑块或连接件上，运动分解滑块、描线笔滑块和调距滑块可以在相应导棒上滑动。可以实现凸轮外轮廓曲线与从动件位移曲线双向绘制的演示，并且可以调节凸轮基圆半径，偏心距，可以实现尖顶、滚子和平底从动件的绘制，与反转法凸轮轮廓设计原理演示相辅相成。优点是：功能强大，结构简单，易于理解，有助于教师教学，且成本低廉，可推广性强。

Description

凸轮曲线绘制教具

技术领域

本实用新型涉及教学仪器领域，具体是一种凸轮曲线绘制教具。

背景技术

机械原理是机械类专业的核心课程，也是一门必修课。凸轮机构作为机械原理课程中的重要章节，是该课程的重点和难点。

然而目前高校教师对于凸轮机构的讲解主要以理论与作图为主，不太直观，学生听起来较为抽象，不易理解，即使有些教师采用播放演示视频的方式，也不能让学生从视觉上直接理解凸轮轮廓线形成过程。为了克服现有凸轮轮廓曲线绘制教学方法不直观的问题，我们设计的凸轮绘制仪可以让老师教学轻松，学生学习简单，是一款实用的教学用具。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种凸轮曲线绘制教具，成本低、结构简单，便于加工。该凸轮曲线绘制教具，通过圆柱形齿条、直齿轮、同步带以及带轮、导棒和滑块等构件将位移线图正交分解为X和Y两个方向的分量，再在大圆盘上绘制出凸轮外轮廓线，可以满足直动尖顶、偏置直动尖顶、直动滚子、偏置直动滚子、直动平底从动件的盘形凸轮的绘制，并且能做到双向绘制。本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种凸轮曲线绘制教具，其特征在于，由支柱(1)、底板(22)、撑块(7)、圆柱形齿条(19)、直齿轮(17)、滑动轴承(9)、导棒一(8)、导棒二(20)、导棒三(16)、导棒四(11)、导棒五(3)、描线笔滑块(5)、运动分解滑块(10)、调距滑块(18)、轴承底座(27)、尖顶画线笔(13)、平底画线笔(图6)、画线笔夹壳(12)、描线笔(4)、大转盘(15)、小转盘(图4)、中心轴一(24)、中心轴二(26)、多段轴(图5)、正交连接件(6)、手柄(21)、定位螺丝(2)、滚动轴承(14)、细线和铅笔芯组成，圆柱形齿条(19)通过撑块(7)的位置约束与直齿轮(17)啮合，两个直齿轮(17)分别固定在两个中心轴(24、26)上，而两个中心轴(24、26)通过轴承底座(27)固定在底板(22)上，两个中心轴(24、26)通过同步带轮(25)和同步带(23)连接。

一种凸轮曲线绘制教具设置了主驱动机构、运动传递机构、运动分解机构、描线机构、画线机构以及定位机构，下面将对这些机构分别作出介绍。

主驱动机构：在中心轴二(26)的上端用定位螺丝(2)固定一个手柄(21)，将力施加在手柄(21)上，为整个机构提供动力。

运动传递机构：由手柄(21)的转动带动中心轴二(26)转动，进而带动大转盘(15)、直齿轮(17)和同步带轮(25)转动，扭矩由同步带(23)传递到后面的同步带轮(25)，进而使得中心轴一(24)转动，从而使后面的直齿轮(17)转动，最后将力传递到后面的圆柱形齿条(19)上，两圆柱形齿条(19)作同方向同速移动，有效防止了因描线笔(4)的滑动圆柱形齿条(19)卡在滑动轴承(9)中。

运动分解机构：将描线笔(4)插入到描线笔滑块(5)垂直方向的孔中，描线笔滑块(5)放在导棒五(3)上滑动，导棒四(11)的一端固定在描线笔滑块(5)的上孔中，另一端插入到运动分解滑块(10)中间的孔中，运动分解滑块(10)放置于导棒二(20)上，导棒一(8)插入到运动分解滑块(10)最上方的孔中，并用定位螺丝(2)拧紧，使导棒一(8)的位置可调，这种机构实现了描线笔(4)按位移曲线图的运动分解为X和Y两个方向上的运动。

描线机构：将凸轮从动件的位移曲线图正确贴于底板(22)的适当位置上，描线笔(4)的笔尖对准曲线的开始端。描线笔(4)通过定位螺丝(2)定位到描线笔滑块(5)的孔中，并且上下位置可以调节。当导棒五(3)作X方向移动时，描线笔滑块(5)在导棒五(3)上滑动。

画线机构：画线笔(13)用定位螺丝(2)固定在画线笔夹壳(12)的小孔中，画线笔夹壳(12)与导棒一(8)过盈配合，导棒一(8)通过定位螺丝(2)固定在运动分解滑块(10)上方的孔中。当画凸轮外轮廓曲线时，运动分解滑块(10)的滑动带动画线笔(13)的滑动；当画凸轮从动件的位移曲线时，画线笔(13)的移动带动运动分解滑块(10)的滑动。

定位机构：四个撑块(7)和五个支柱(1)分别通过一定的位置关系固定在底板(22)上，调距滑块上的定位螺丝(18)起到了调节从动件偏距的作用。

进一步地，导棒二(20)的两端通过调距滑块固定在导棒三(16)上，导棒二(20)与调距滑块(18)是过盈配合。调距滑块(18)通过滑动轴承(9)安装在导棒三(16)上，并且能通过调距滑块(18)上方的定位螺丝(2)调节在导棒三(16)上的位置。

进一步地，导棒三(16)固定在对称分布的撑块(7)上，导棒二(20)的两端通过调距滑块固定在导棒三(16)上，并且后面的调距滑块(18)上面钻有螺纹孔，上面装有定位螺丝(2)。

进一步地，导棒五(3)与圆柱形齿条(19)通过正交连接件(6)连接，其中导棒五(3)与正交连接件(6)是过渡配合，正交连接件(6)与圆柱形齿条(19)通过定位螺丝(2)固定。

进一步地，为了减小摩擦，导棒三(16)与调距滑块(18)、导棒二(20)与运动分解滑块(10)、导棒五(3)与描线笔滑块(5)、导棒四(11)与运动分解滑块(10)间均安装有滑动轴承(9)，画线笔(13)与画线笔夹壳(12)间安装有滚动轴承(14)。

进一步地，小转盘(图4)通过定位螺丝(2)固定在多段轴(图5)上，多段轴(图5)通过滚动轴承(14)安装于画线笔夹壳(12)中，多段轴(图5)的上端系有一根细线，细线的另一端系在描线笔滑块(5)上方的定位螺丝(2)上。

进一步地，每个中心轴(24、26)都由两个轴承底座(27)固定，两个轴承底座(27)分别固定在底板(22)的上下表面。

进一步地，导棒二(20)、导棒三(16)、导棒五(3)以及圆柱形齿条(19)分别通过滑动轴承(9)安装在运动分解滑块(10)、调距滑块(18)、描线笔滑块(5)和撑块(7)上。

本实用新型的有益效果是：结构简单，成本低廉，易于理解和掌握，教学效果良好。

附图说明

下面结合附图和实施方案对本实用新型进一步详细说明。

图1为凸轮外轮廓曲线与从动件位移曲线双向绘制教具整体外形图；

图2为去除大转盘时的整体外形图；

图3为从底面看的整体图；

图4为小转盘的俯视图以及剖视图；

图5为多段轴；

图6为平底画线笔。

1-支柱；2-定位螺丝；3-导棒五；4-描线笔；5-描线笔滑块；6-正交连接件；7-撑块；8-导棒一；9-滑动轴承；10-运动分解滑块；11-导棒四；12-画线笔夹壳；13-画线笔；14-滚动轴承；15-大转盘；16-导棒三；17-直齿轮；18-调距滑块；19-圆柱形齿条；20-导棒二；21-手柄；22-底板；23-同步带；24-中心轴一；25-同步带轮；26-中心轴二；27-轴承底座。

具体实施方式

分为两个步骤：第一，当由从动件的位移曲线画凸轮外轮廓曲线时，将位移线图纸固定于上底板(22)上，用手转动手柄(21)，从而带动导棒五(3)作X轴方向的运动，同时另一只手控制描线笔(4)的Y方向的移动，使描线笔(4)笔尖描绘位移曲线，于是就会通过运动分解滑块(10)带动画线笔(13)的上下移动，从而在转动的大转盘(15)上绘画出相应的凸轮外轮廓曲线；第二，当由凸轮的外轮廓曲线画位移曲线时，则正好相反。

Claims (5)

1.一种凸轮曲线绘制教具，其特征在于，由支柱、底板、撑块、圆柱形齿条、直齿轮、滑动轴承、导棒一、导棒二、导棒三、导棒四、导棒五、描线笔滑块、运动分解滑块、调距滑块、轴承座、尖顶画线笔、平底画线笔、画线笔夹壳、描线笔、大转盘、小转盘、中心轴一、中心轴二、多段轴、连接件、手柄、定位螺丝、滚动轴承、细线和铅笔芯组成，圆柱形齿条通过撑块的位置约束与直齿轮啮合，两个直齿轮分别固定在两个中心轴上，而两个中心轴通过轴承底座固定在底板上，两个中心轴通过同步带轮和同步带连接。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮曲线绘制教具，其特征在于导棒三固定在对称分布的撑块上，导棒二的两端通过调距滑块固定在导棒三上，并且后面的调距滑块上面钻有螺纹孔，上面装有定位螺丝。

3.根据权利要求1所述的一种凸轮曲线绘制教具，其特征在于小转盘通过定位螺丝固定在多段轴上，多段轴通过滚动轴承安装于画线笔夹壳中，多段轴的上端系有一根细线，细线的另一端系在描线笔滑块上方的定位螺丝上。

4.根据权利要求1所述的一种凸轮曲线绘制教具，其特征在于每个中心轴都由两个轴承座固定，两个轴承座分别固定在底板的上下表面。

5.根据权利要求1所述的一种凸轮曲线绘制教具，其特征在于导棒二、导棒三、导棒五以及圆柱形齿条分别通过滑动轴承安装在运动分解滑块、调距滑块、描线笔滑块和撑块上。