CN206805904U - 一种结搭式机械原理教具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种结搭式机械原理教具，主要包括：底座、箱体、支撑杆、螺杆、顶板和教具展示元件。所述的多自由度底座可以与所述的展示模型杆件进行不同的组合，实现平面四杆机构、空间四杆机构、齿轮齿条、凸轮机构等教学的展示；所述的展示模型中齿轮组中有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等，通过调整所述多自由度底座的方位，不仅可以实现普通的平面直齿轮传动、平面斜齿轮传动，而且可以实现空间的锥齿轮传动、空间的斜齿轮传动，上盘和下盘可进行旋转，从而带动箱体在水平面内旋转；所述的螺杆可实现所述箱体在竖直方向的移动，从而实现所述教具展示器件3个自由度的移动，进而达到从各个角度观看所述教具的展示。
Description
技术领域
本实用新型属于机械教学技术领域，具体涉及一种结搭式机械原理展示教具。
背景技术
在现今的机械原理课堂教学过程中，老师大都采用ppt进行上课和教学，大多数的机械结构都是通过flash动画向同学们进行展示，然而flash动画毕竟只能给同学们二维的视感，学生在课堂中难免会觉得困惑和无趣，虽然现在大多数学校拥有机械原理的实验室，可是实验室里面的教具大多是在墙上用步进电机驱动的构件，一方面机器的笨重对于课堂教学不是很方便，另一方面学生也无法进行自由的组装，起不到自由动手感受机械构件魅力的效果。如果能有一套教学用具，能够把一些《机械原理》的知识和基本机构进行集成，方便携带，并且操作简单易行，成本较低，并且能直观明了地展示机械机构等，将提高学生学习兴趣，提高了教具的使用价值。
现有的机械原理教具结构，不论是市场上销售的机械原理教具，或者是2016年5月18日授权公告的授权公告号为：CN205247768 U的“一种机械连杆运动原理演示教具”专利，由安装板、转轴、旋转杆、摆动杆、齿条、齿轮、导向块组成，只能实现连杆运动原理演示。现有机械原理教具的主要缺点是：
1.只能展示平面机构的运动特征，不能展示空间机械运动，展示范围受到了限制。
2.功能相对单一，只能展示某种机构的不同类型。
3.拆装麻烦、不方便携带。
发明内容：
本实用新型的目的是针对现有机械原理教具的不足，提供一种操作方便灵活的教具，具有能够展示空间机构，多角度展示，结构简单，调整转换方便的特点，可以满足现代机械原理教学的需求。
实现本实用新型目的采用的技术方案是：一种结搭式机械原理教具，主要包括：底座、箱体、支撑杆、螺杆、顶板和教具展示元件，所述结搭式机械原理教具的特征是：
所述底座包括底盘、上盘、下盘、顶盘，所述顶盘与所述上盘、所述下盘加工油相配合的圆孔，所述圆孔装有圆柱销，将三者固定在一起；所述底盘上有圆形环槽，所述上盘与所述下盘两侧有圆孔，通过圆柱销卡在所述底盘的圆形环槽中，通过旋转所述上盘与所述下盘，即可带动所述底盘上部的部件整体旋转。
所述箱体包括箱架、悬臂杆、步进电机、加持器，所述相架两侧分别加工有圆孔和内螺纹，分别与所述支撑杆、所述螺杆相配合；所述悬臂杆可在所述相架前后移动；所述步进电机安装在悬臂杆前端；所述夹持器(三个自由度如何实现的，叙述一下)
所述的底盘上面装有一个箱体，所述的箱体里面安装了一根可以前后移动的杆体，在所述的箱体的两侧连接有可以控制螺杆上下移动的轴套，同时在所述杆体的前端又装了可以绕X，Y，Z三个轴向旋转的机构，在最前端设计安装了步进电机作为前端动力元件，而在装置的最上面装有可旋转按钮以控制所述的螺杆的上下移动。
所述螺杆上端加工有螺帽，通过拧转螺帽，即可带动所述螺杆旋动，从而带动所述箱体沿着所述支撑杆上下移动。
所述教具展示元件有杆件组、普通圆柱直齿轮组、锥齿轮组、凸轮等，所述的杆件可自由组合而且可以前后伸缩，可以展示平面四杆机构、空间四杆机构的特性，所述齿轮有变位齿轮和标准齿轮，可以展示齿轮啮合、齿轮传动等。
本实用新型采用上述方案主要有以下效果：
1、所述的上盘和所述的下盘可进行旋转，从而带动箱体在水平面内旋转，所述的螺杆可实现所述箱体在竖直方向的移动，从而实现所述教具展示器件3个自由度的移动，进而达到从各个角度观看所述教具的展示，由此，在观看过程中，学生无需移动位置，教具也不用整体旋转来调整方位和角度，只需旋转所述的旋转底盘，即可达到多方位观看的效果，使观看更方便快捷。
2、所述的多自由度底座可以与所述的展示模型杆件进行不同的组合，实现平面四杆机构、空间四杆机构、齿轮齿条、凸轮机构等教学的展示，达到了多功能、方便组合、体积轻巧的效果，满足了对机械原理教具使用方便、调整快捷、携带方便、功能多样的基本需求。
3、所述的多自由度底座与所述的展示模型杆件组合，不仅能展示平面四杆机构的运动和受力特性，而且可以展示空间的四杆机构，丰富了四杆机构的展示内容，直观形象地向学生展示了四杆机构的特性。
4、所述的展示模型中齿轮组中有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等，通过调整所述多自由度底座的方位，不仅可以实现普通的平面直齿轮传动、平面斜齿轮传动，而且可以实现空间的锥齿轮传动、空间的斜齿轮传动等。选用不同的齿轮组合，向学生展示了丰富的平面齿轮传动和空间齿轮传动。
附图说明
图1为结搭式机械原理教具基本结构示意图
图2为本实例1锥齿轮的结构示意图
图3为本实例2空间连杆的结构示意图
图中：1底座，2箱体，2.1夹持器，3支撑杆，4螺杆，5顶板，6锥形齿轮，7基本杆组
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本使用新型。
实例1
如图2所示，一种结搭式机械原理教具，主要包括：2个底座1、2个箱体2、2根支撑杆3、2根螺杆4、2个顶板5和2个锥形齿轮6。所述的特征机械原理教具是：
2根所述支撑杆3分别插入2个所述底座1的圆孔中，2根所述螺杆4分别插入2个所述顶板5的圆孔中直至所述螺杆4的螺帽与所述顶板5接触，以便所述箱体2的安装。所述螺杆4的一端与所述箱体2一侧的螺纹孔旋合通过，2根所述螺杆4分别插入2个所述底座1的圆孔中。
拧转所述螺杆4的螺帽，使1个所述箱体2沿着所述螺杆4竖直上升至一定高度并固定，将所述箱体2前端的夹持器2.1调整至水平位置，在夹持器2.1前端装夹一个所述锥形齿轮6，将另一个所述箱体2的所述夹持器2.1调整至竖直方向，在夹持器2.1前端装夹另一个所述锥形齿轮6，调整底座1的具体，达到2个锥形齿轮6实现啮合的距离，拧转所述螺杆4的螺帽，使另一个所述箱体2沿着所述螺杆4竖直下降至两个锥形齿轮6恰好啮合的高度并固定。
同时转动2个底座1所述的方位，以便同学们观察锥形齿轮6的啮合情况。
打开开关，就可以实现空间齿轮机构-锥形齿轮6的演示。将2个所述的锥形齿轮6主动齿轮换成尺寸相同的不完全锥形齿轮6，微调箱体2，使不完全齿轮与所述锥形齿轮6达到配合，其他机构不作调整，打开开关，实现不完全齿轮的间歇机构的演示。
实施例2
如图2所示，一种结搭式机械原理教具，主要包括：2个底座1、2个箱体2、2根支撑杆3、2根螺杆4、2个顶板5和基本杆组7。所述的特征机械原理教具是：
所述的底座1、所述的箱体2、所述的支撑杆3、所述的螺杆4、所述的顶板5同实例1进行组装。
调整2个所述底座1的距离和方位，使所述基本杆组7能够加持在所述箱体2的夹持器2.1上，并调整好所述箱体2的夹持器2.1角度，达到较好的演示。
移动2个所述底座1，同时调整基本杆组7，使基本杆组7在同一竖直平面上，就可以实现平面基本杆组7的演示。移动2个所述底座1的距离和方位，同时调整所述基本杆组7使其不再同一竖直平面上，就可以实现空间基本杆组7的展示。
Claims (4)
1.一种结搭式机械原理教具，主要包括：2个底座(1)、2个箱体(2)、2根支撑杆(3)、2根螺杆(4)、2个顶板(5)、2个锥形齿轮(6)、基本杆组(7)，其特征在于：
2根所述支撑杆(3)分别插入2个所述底座(1)的圆孔中，2根所述螺杆(4)分别插入2个所述顶板(5)的圆孔中直至所述螺杆(4)的螺帽与所述顶板(5)接触，以便所述箱体(2)的安装，所述螺杆(4)的一端与所述箱体(2)一侧的螺纹孔旋合通过2根所述螺杆(4)分别插入2个所述底座(1)的圆孔中；
拧转所述螺杆(4)的螺帽，使1个所述箱体(2)沿着所述螺杆(4)竖直上升至一定高度并固定，将所述箱体(2)前端的夹持器(2.1)调整至水平位置，在夹持器(2.1)前端装夹一个所述锥形齿轮(6)，将另一个所述箱体(2)的所述夹持器(2.1)调整至竖直方向，在夹持器(2.1)前端装夹另一个所述锥形齿轮(6)，调整底座(1)的具体，达到2个锥形齿轮(6)实现啮合的距离，拧转所述螺杆(4)的螺帽，使另一个所述箱体(2)沿着所述螺杆(4)竖直下降至两个锥形齿轮(6)恰好啮合的高度并固定；也可将2个所述的锥形齿轮(6)主动齿轮换成尺寸相同的不完全锥形齿轮(6)，微调箱体(2)，使不完全齿轮与所述锥形齿轮(6)达到配合，其他机构不作调整。
2.根据权利要求1所述的结搭式机械原理教具，其特征在于所述螺杆(4)上端加工有螺帽，通过拧转螺帽，即可带动所述螺杆(4)旋动，从而带动所述箱体(2)沿着所述支撑杆(3)上下移动。
3.根据权利要求1所述的结搭式机械原理教具，其特征在于所述的基本杆组(7)可自由组合而且可以前后伸缩，所述齿轮(6)有变位齿轮和标准齿轮。
4.根据权利要求1所述的结搭式机械原理教具，其特征在于调整2个所述底座(1)的距离和方位，使所述基本杆组(7)能够加持在所述箱体(2)的夹持器(2.1)上，并调整好所述箱体(2)的夹持器(2.1)角度；移动2个所述底座(1)，同时调整基本杆组(7)，使基本杆组(7)在同一竖直平面上，就可以实现平面基本杆组(7)的演示；移动2个所述底座(1)的距离和方位，同时调整所述基本杆组(7)使其不再同一竖直平面上，就可以实现空间基本杆组(7)的展示。
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|---|---|---|---|---|
| CN111220369A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-06-02 | 重庆大学 | 一种大型悬臂柱的受压加载装置及方法 |
| CN112634736A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-04-09 | 南昌工程学院 | 一种用于机械原理课堂教学的实践性演示教具 |
| CN115148082A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-04 | 北京航空航天大学 | 一种用于演示缩放与可展机构运动原理的模块化教具 |
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