CN210535126U

CN210535126U - 一种力与扭矩发生演示装置

Info

Publication number: CN210535126U
Application number: CN201921629065.7U
Authority: CN
Inventors: 李俊青; 刘扭参
Original assignee: Henan Institute of Engineering
Current assignee: Henan Institute of Engineering
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2029-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种力与扭矩发生演示装置，解决了现有技术中力与扭矩发生演示空缺、演示效果不佳的问题。本实用新型包括操作台和竖直板座，竖直板座固定设置在操作台上，操作台上设有水平设置的传力轴，传力轴上径向设有摆臂，传力轴的一端连接有力输入机构、另一端设有扭力弹簧，扭力弹簧的一端与摆臂相连接、另一端与操作台相连接，摆臂上铰接有弹簧测力计，弹簧测力计与竖直板座滑动连接。本实用新型使用时拉杆通过链条带动链轮转动，然后链轮转动带动传力轴转动，摆臂拉动弹簧测力计，测试力的大小，然后根据摆臂的长度粗略计算力矩，且可通过传力轴的转动幅度，直观显示不同力产生的扭矩情况。

Description

一种力与扭矩发生演示装置

技术领域

本实用新型涉及物理试验装置技术领域，特别是指一种力与扭矩发生演示装置。

背景技术

牛顿三大定律是物理的基础知识，力和扭矩的概念是牛顿三大定律的基础概念，但是力和扭矩的概念是相对抽象的概念，通过实验仪器演示可以帮助学生更好的理解。但是现有实验器具中不能直观的演示力与扭矩关系及不同大小的力产生扭矩的情况，教学效果受限。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种力与扭矩发生演示装置，解决了现有技术中力与扭矩发生演示空缺、演示效果不佳的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种力与扭矩发生演示装置，包括操作台和竖直板座，竖直板座固定设置在操作台上，操作台上设有水平设置的传力轴，传力轴上径向设有摆臂，传力轴的一端连接有力输入机构、另一端设有扭力弹簧，扭力弹簧的一端与摆臂相连接、另一端与操作台相连接，摆臂上铰接有弹簧测力计，弹簧测力计与竖直板座滑动连接。

所述传力轴的两端分别通过第一支座、第二支座与操作台相连接，扭力弹簧套设在传力轴上，扭力弹簧的一端与摆臂相连接、另一端与第一支座相连接。

所述力输入机构包括设置传力轴上的链轮和设置在操作台上的标量台，链轮上设有与链轮相配合的链条，链条的一端与链轮铰接、另一端铰接有拉杆，拉杆与设置在标量台上的杆座滑动连接。

所述拉杆穿过杆座的一端设有手柄，手柄与杆座之间设有缓冲弹簧，缓冲弹簧套设在拉杆上；所述标量台上设有刻度尺。

所述竖直板座上设有滑槽，滑槽中设有球形滑块，弹簧测力计的一端与球形滑块铰接、另一端与摆臂铰接。

所述摆臂的上部设有螺纹孔，螺纹孔内设有螺柱，弹簧测力计与螺柱铰接。

本实用新型使用时拉杆通过链条带动链轮转动，然后链轮转动带动传力轴转动，摆臂拉动弹簧测力计，测试力的大小，然后根据摆臂的长度粗略计算力矩，即摆臂的长度为力臂，弹簧测力计测试力的大小，力与力臂为扭矩的两个重要因数，且可通过传力轴的转动幅度，直观显示不同力产生的扭矩情况。此外，本实用新型通过调节螺柱伸出的长度，实现力臂长度的调节，更能直观观察影响扭矩大小的因素（力和力臂），通过调节力或力矩，实现单一变量实验，演示效果更佳，提高教学质量。本实用新型结构简单，操作方便，演示过程清楚明了，填补市场空白，具有较高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为图1中A向摆臂与竖直板座连接示意图。

图3为本实用新型力输入机构结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，如图1所示，一种力与扭矩发生演示装置，包括操作台1和竖直板座10，竖直板座10固定设置在操作台1上，操作台1上设有水平设置的传力轴2，竖直板座位于传力轴的后方，传力轴通过轴承转动设置在操作台上。传力轴2上径向设有摆臂3，摆臂与传力轴通过螺栓固定连接，摆臂与传力轴垂直设置，摆臂随传力轴进行同步转动。传力轴2的一端连接有力输入机构4，力输入机构给传力轴一个力使其发生转动，传力轴2的另一端设有扭力弹簧5，扭力弹簧5的一端与摆臂3相连接、另一端与操作台1相连接，传力轴在扭力弹簧的作用下复位，摆臂3上铰接有弹簧测力计6，弹簧测力计6与竖直板座10滑动连接。摆臂的长度为力臂，弹簧测力计测试力的大小，力与力臂为扭矩的两个重要因数，且可通过传力轴的转动幅度，直观显示不同力产生的扭矩情况。

进一步，如图2所示，所述传力轴2的两端分别通过第一支座7、第二支座8与操作台1相连接，第一支座和第二支座固定在操作台上，传力轴通过轴承与第一支座7、第二支座8转动连接。扭力弹簧5套设在传力轴2上，扭力弹簧5的一端与摆臂3相连接、另一端与第一支座7相连接，扭力弹簧的一端随摆臂转动，另一端相对固定，产生直观扭矩，同时便于传力轴的复位。

实施例2，如图3所示，一种力与扭矩发生演示装置，所述力输入机构4包括设置传力轴2上的链轮401和设置在操作台1上的标量台402，链轮401通过键连接在传力轴上，链轮401上设有与链轮401相配合的链条403，链条403的一端与链轮401铰接、另一端铰接有拉杆404，拉动拉杆，拉杆通过链条带动链轮转动，然后链轮转动带动传力轴转动，摆臂拉动弹簧测力计，测试力的大小，然后根据摆臂的长度粗略计算力矩，本申请为演示装置，不需要精确算的扭矩大小。拉杆404与设置在标量台402上的杆座405滑动连接，杆座用于定位拉杆，杆座上设有通孔，拉杆穿过通孔。所述拉杆404穿过杆座405的一端设有手柄406，手柄的外径大于通孔的直径，手柄406与杆座405之间设有缓冲弹簧407，缓冲弹簧407套设在拉杆404上，防止扭力弹簧形变较大，在复位过程产生较大冲击；所述标量台402上设有刻度尺408，用于显示拉杆拉动的距离，间接观察传力轴转动的幅度大小，也可大致控制输入力大小。

进一步，所述所述摆臂3的上部设有螺纹孔，螺纹孔内设有螺柱12，通过调节螺柱伸出的长度，实现力臂长度的调节，更能直观观察影响扭矩大小的因素（力和力臂），通过调节力或力矩，实现单一变量实验，演示效果更佳，提高教学质量。竖直板座10上设有滑槽9，滑槽9中设有球形滑块11，弹簧测力计6的一端与球形滑块11铰接、另一端与螺柱12铰接，在摆臂带动弹簧测力计拉伸过程中，球形滑块可在滑槽中移动，以使弹簧测力计的延长线与螺柱相切，使力与力臂垂直，演示结果更准确、直观。

其他结构与实施例1相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种力与扭矩发生演示装置，其特征在于：包括操作台（1）和竖直板座（10），竖直板座（10）固定设置在操作台（1）上，操作台（1）上设有水平设置的传力轴（2），传力轴（2）上径向设有摆臂（3），传力轴（2）的一端连接有力输入机构（4）、另一端设有扭力弹簧（5），扭力弹簧（5）的一端与摆臂（3）相连接、另一端与操作台（1）相连接，摆臂（3）上铰接有弹簧测力计（6），弹簧测力计（6）与竖直板座（10）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的力与扭矩发生演示装置，其特征在于：所述传力轴（2）的两端分别通过第一支座（7）、第二支座（8）与操作台（1）相连接，扭力弹簧（5）套设在传力轴（2）上，扭力弹簧（5）的一端与摆臂（3）相连接、另一端与第一支座（7）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的力与扭矩发生演示装置，其特征在于：所述力输入机构（4）包括设置传力轴（2）上的链轮（401）和设置在操作台（1）上的标量台（402），链轮（401）上设有与链轮（401）相配合的链条（403），链条（403）的一端与链轮（401）铰接、另一端铰接有拉杆（404），拉杆（404）与设置在标量台（402）上的杆座（405）滑动连接。

4.根据权利要求3所述的力与扭矩发生演示装置，其特征在于：所述拉杆（404）穿过杆座（405）的一端设有手柄（406），手柄（406）与杆座（405）之间设有缓冲弹簧（407），缓冲弹簧（407）套设在拉杆（404）上；所述标量台（402）上设有刻度尺（408）。

5.根据权利要求1或4所述的力与扭矩发生演示装置，其特征在于：所述竖直板座（10）上设有滑槽（9），滑槽（9）中设有球形滑块（11），弹簧测力计（6）的一端与球形滑块（11）铰接、另一端与摆臂（3）铰接。

6.根据权利要求5所述的力与扭矩发生演示装置，其特征在于：所述摆臂（3）的上部设有螺纹孔，螺纹孔内设有螺柱（12），弹簧测力计（6）与螺柱（12）铰接。