CN215417237U - 一种凸轮机构演示组合教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种凸轮机构演示组合教具，包括：演示面板，演示面板具有演示面及操作面；导杆滑轨，设置在演示面上方，导杆滑轨上开设有水平滑槽和竖直滑槽；主动构件，包括凸轮及手摇柄，凸轮设置在演示面下方，手摇柄设置在操作面上并与凸轮偏心连接；从动构件，包括用于形成各种凸轮运动机构的直导杆、T型导杆及摇杆组件，直导杆或T型导杆根据所需演示凸轮机构的需要选择性安装在水平滑槽或竖直滑槽中，摇杆组件根据需要选择性与直导杆及凸轮相连接，主动构件与从动构件选择性组合可演示出一种凸轮运动机构。本实用新型可以清楚的在演示面展现各种凸轮运动机构的运动原理，增加了教学的趣味性，从而可以有效增强学生对于相关内容的感性认识。

Description

一种凸轮机构演示组合教具

技术领域

本实用新型涉及教学辅助装置技术领域，尤其涉及一种凸轮机构演示组合教具。

背景技术

机械原理课是机械类专业技术基础课程，任务是让学生了解有关常用机构和常用零件方面的基础知识，再学习机构方面的复杂设计计算。认识零件和机构是一个重要环节，如何让学生通过老师的讲解快速地掌握复杂抽象的机构运动原理，教具是很好的选择，机械类教具的使用大大加快了学生理解和掌握课堂知识的过程，应用前景广泛。

凸轮机构作为一种常见的运动机构，它是由凸轮、从动件和机架三个基本构架组成的高副结构，因其结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动，因此在工业生产中得到广泛使用。该类机构的特点是包含的子机构多，实际应用例子多，概念多，内容与实践联系紧密，抽象难懂。为适应现今的教育改革，最大化创新教育和实践教育的成果，一方面越来越多的课堂使用多媒体等教学手段，并且很多老师也更习惯用幻灯片或者Flash等电子课件在课堂上演示，来替代传统的教学模式。但虚拟的动画原理演示并不如实际的操作训练印象来的深刻，另一方面教学教具匮乏创新且操作实用性差，功能单一，携带不便，不能合理的运用教具制约了大学课堂教学的发展。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种凸轮机构演示组合教具,集便携、组合、灵活、多功能为一体，便于学生动手、利于师生互动、适合课堂教学。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种凸轮机构演示组合教具，包括：

机架，所述机架上固定安装有演示面板，演示面板具有相对设置的演示面及操作面；

导杆滑轨，设置在演示面上方，所述导杆滑轨上开设有水平滑槽和竖直滑槽；

主动构件，包括凸轮及手摇柄，所述凸轮设置在导杆滑轨正下方所在的演示面上，所述手摇柄设置在操作面上并与凸轮偏心连接；

从动构件，包括用于形成各种凸轮运动机构的直导杆、T型导杆及摇杆组件，所述直导杆或T型导杆根据所需演示凸轮机构的需要选择性安装在水平滑槽或竖直滑槽中，所述摇杆组件根据需要选择性与直导杆及凸轮相连接，所述主动构件与从动构件选择性组合可演示出一种凸轮运动机构。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述水平滑槽和竖直滑槽呈十字交叉设置在导杆滑轨表面，所述导杆滑轨上可拆卸设置有限位板，所述限位板覆盖所述水平滑槽。

优选的，所述T型导杆包括垂直连接的竖直段及水平段，所述竖直段与竖直滑槽间隙配合，所述水平段的长度大于凸轮直径的一半。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述摇杆组件包括摇臂及固定杆，所述固定杆水平固定在机架的底部，所述摇臂中部沿摇臂长度方向开设有第二条形槽，第二条形槽的长度大于凸轮的直径，所述第二条形槽内设置有使摇臂与凸轮中心铰连接的连接装置，所述摇臂的顶端与直导杆铰连接，摇臂的底端与固定杆铰连接。

进一步，优选的，所述摇臂顶端沿摇臂长度方向开设有第三条形槽，所述第三条形槽的长度小于第二条形槽的长度，所述第三条形槽内也设置有使摇臂与直导杆铰连接的连接装置。

进一步，优选的，所述摇臂顶端开设有第一通孔，所述凸轮中心处开设有第二通孔，所述连接装置包括螺母套筒及螺钉，所述螺母套筒用于穿过第一通孔、第三条形槽并与螺钉连接；所述螺母套用于穿过第二通孔、第三条形槽并与螺钉连接。

进一步，优选的，所述导杆滑轨正对的演示面板上竖直设置有第一条形槽，所述第一条形槽内设置有与导杆滑轨相连接的调节螺杆。

优选的，所述演示面板上固定设置有用于安装手摇柄的轴承。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型公开的凸轮机构演示组合教具，通过设置多种不同的从动构件，并在演示面板的演示面上，利用从动构件之间相互连接形成所需要演示的凸轮运动，通过在操作面人工驱动手摇柄带动凸轮转动，凸轮带动相应的凸轮运动构件进行运动，可以清楚的在演示面展现各种凸轮运动机构的运动原理和动力学原理，增加了教学的趣味性，从而可以有效增强学生对于相关内容的感性认识。

(2)本实用新型的演示组合教具成本低、易加工、重量轻、节能环保、多功能、组合方便、运转灵活、演示清晰、方便师生互动、利于启发式教学等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本实用新型公开的凸轮机构演示组合教具展示的一种运动机构结构示意图；

图2为本实用新型公开的从动构件的结构示意图；

图3为本实用新型公开的凸轮机构演示组合教具的操作面结构示意图；

图4为本实用新型公开的导杆滑轨的结构示意图；

图5为本实用新型公开的凸轮机构演示组合教具展示的另一种运动机构结构示意图；

图6为本实用新型公开的连接装置的结构示意图；

附图标识：

1、机架；2、导杆滑轨；3、主动构件；4、从动构件；11、演示面板；111、演示面；112、操作面；21、水平滑槽；22、竖直滑槽；31、凸轮；32、手摇柄；41、直导杆；42、T型导杆；43、摇杆组件；23、限位板；421、竖直段；422、水平段；431、摇臂；432、固定杆；4311、第二条形槽；4312、第三条形槽；433、连接装置；4331、螺母套筒；4332、螺钉；113、第一条形槽；24、调节螺杆：33、轴承。

具体实施方式

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

如图1所示，结合图2-6，本实用新型实施例公开了一种凸轮机构演示组合教具，包括机架1、导杆滑轨2、主动构件3及从动构件4。

其中，机架1上固定安装有演示面板11，演示面板11竖直设置在机架1上，演示面板11具有相对设置的演示面111及操作面112；演示面111用于朝向学生，在演示面111上安装所需演示凸轮31运动的构件，操作面112用于安装在动力源，方便动力输入。

导杆滑轨2，设置在演示面111上方，导杆滑轨2上开设有水平滑槽21和竖直滑槽22，水平滑槽21和竖直滑槽22用于实现导杆运动。

主动构件3，包括凸轮31及手摇柄32，凸轮31设置在导杆滑轨2正下方所在的演示面111上，手摇柄32设置在操作面112上并与凸轮31偏心连接。由此以来，在进行教学演示时，教师可以在操作面112摇动手摇柄32，并在演示面111呈现相应凸轮31运动机构的运动情况。

从动构件4，包括用于形成各种凸轮运动机构的直导杆41、T型导杆42及摇杆组件43，

直导杆41或T型导杆42根据所需演示凸轮机构的需要选择性安装在水平滑槽21或竖直滑槽22中，摇杆组件43根据需要选择性与直导杆41及凸轮31相连接，主动构件3与从动构件4选择性组合可演示出一种凸轮运动机构。

采用上述技术方案，通过设置多种不同的从动构件4，并在演示面板11的演示面111上，利用从动构件4之间相互连接形成所需要演示的凸轮运动，通过在操作面112人工驱动手摇柄32带动凸轮31转动，凸轮31带动相应的凸轮运动构件进行运动，可以清楚的在演示面111展现各种凸轮运动机构的运动原理和动力学原理，增加了教学的趣味性，从而可以有效增强学生对于相关内容的感性认识。

在本实施例中，水平滑槽21和竖直滑槽22呈十字交叉设置在导杆滑轨2表面，导杆滑轨2上可拆卸设置有限位板23，限位板23覆盖所述水平滑槽21。采用这样的结构设置，十字形结构的水平滑槽21和竖直滑槽22可以方便直导杆41沿水平滑槽21做水平往复运动，也方便T型导杆42沿竖直滑槽22做上下往复运动。一种结构多种运动方式，同时通过设置限位板23，可以使直导杆41或T型导杆42限定在水平滑槽21和竖直滑槽22中，避免脱出。

在本实施例中，T型导杆42包括垂直连接的竖直段421及水平段422，竖直段421与竖直滑槽22间隙配合，水平段422的长度大于凸轮31直径的一半。由此设置，可以使凸轮31在做偏心运动时，可以始终与水平段422底部相抵触，从而使凸轮31在转动时，带动T型导杆42上下运动，并使竖直段421沿竖直滑槽22上下运动。

作为一种凸轮运动而言，通过T型导杆42、导杆滑轨2及主动构件3组合可以形成平底顶杆凸轮机构。具体的，手摇柄32带动凸轮31转动，凸轮31旋转带动T型导杆42在竖直滑槽22内上下滑动。凸轮31旋转一周，T型导杆42上下滑动一个来回。

在本实施例中，摇杆组件43包括摇臂431及固定杆432，固定杆432水平固定在机架1的底部，摇臂431中部沿摇臂431长度方向开设有第二条形槽4311，第二条形槽4311的长度大于凸轮31的直径，第二条形槽4311内设置有使摇臂431与凸轮31中心铰连接的连接装置433，摇臂431的顶端与直导杆41铰连接，摇臂431的底端与固定杆432铰连接。由此设置，直导杆41插接在水平滑槽21中，直导杆41、摇杆组件43及主动构件3构成牛头刨床急回机构。

具体的，手摇柄32带动凸轮31转动，凸轮31转动的过程中，通过连接装置433带动摇臂431左右摆动，通过连接装置433在第二条形槽4311内滑动，可以使摇臂431在一定角度范围内左右摆动，摇臂431的下端定点转动，上端带动直导杆41沿水平滑槽21左右摆动，凸轮31转动一周，摇臂431左右摇摆一次，直导杆41水平滑动一个来回。

由于导杆滑轨2在演示面板11上的高度不一致，当摇臂431长度过长时，摇臂431的顶端无法与直导杆41铰接，为此，本实用新型通过在摇臂431顶端沿摇臂431长度方向开设有第三条形槽4312，第三条形槽4312的长度小于第二条形槽4311的长度，所述第三条形槽4312内也设置有使摇臂431与直导杆41铰连接的连接装置433。由此以来，直导杆41与摇臂431之间通过连接装置433进行连接，并使连接装置433穿过第三条形槽4312，可以根据导杆滑轨2与距离凸轮31间的竖直间距来适应不同长度的摇臂431。

为了可以使导杆滑轨2在竖直方向进行调节高度，导杆滑轨2正对的演示面板11上竖直设置有第一条形槽113，第一条形槽113内设置有与导杆滑轨2相连接的调节螺杆24。由此，可以使导杆滑轨2沿第一条形槽113在竖直方向进行高度调节，调节完成后，通过调节螺杆24将导杆滑轨2在演示面板11上予以位置固定。

在本实施例中，摇臂431顶端开设有第一通孔，凸轮31中心处开设有第二通孔，连接装置433包括螺母套筒4331及螺钉4332，通过螺母套筒4331穿过第一通孔、第三条形槽4312并与螺钉4332连接可以使摇臂431与直导杆41铰连接；通过螺母套穿过第二通孔、第三条形槽4312并与螺钉4332连接可以使凸轮31与摇臂431铰连接。

采用上述结构设置，可以方便各个构件进行拆卸和组装，简单方便。

优选的，演示面板11上固定设置有用于安装手摇柄32的轴承33。由此，通过设置轴承，使得手动操作对凸轮31转动更加灵活。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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 (8)

1.一种凸轮机构演示组合教具，其特征在于，包括：

机架(1)，所述机架(1)上固定安装有演示面板(11)，演示面板(11)具有相对设置的演示面(111)及操作面(112)；

导杆滑轨(2)，设置在演示面(111)上方，所述导杆滑轨(2)上开设有水平滑槽(21)和竖直滑槽(22)；

主动构件(3)，包括凸轮(31)及手摇柄(32)，所述凸轮设置在导杆滑轨(2)正下方所在的演示面(111)上，所述手摇柄(32)设置在操作面(112)上并与凸轮(31)偏心连接；

从动构件(4)，包括用于形成各种凸轮运动机构的直导杆(41)、T型导杆(42)及摇杆组件(43)，所述直导杆(41)或T型导杆(42)根据所需演示凸轮机构的需要选择性安装在水平滑槽(21)或竖直滑槽(22)中，所述摇杆组件(43)根据需要选择性与直导杆(41)及凸轮相连接，所述主动构件(3)与从动构件(4)选择性组合可演示出一种凸轮运动机构。

2.如权利要求1所述的凸轮机构演示组合教具，其特征在于：所述水平滑槽(21)和竖直滑槽(22)呈十字交叉设置在导杆滑轨(2)表面，所述导杆滑轨(2)上可拆卸设置有限位板(23)，所述限位板(23)覆盖所述水平滑槽(21)。

3.如权利要求1所述的凸轮机构演示组合教具，其特征在于：所述T型导杆(42)包括垂直连接的竖直段(421)及水平段(422)，所述竖直段(421)与竖直滑槽(22)间隙配合，所述水平段(422)的长度大于凸轮直径的一半。

4.如权利要求1所述的凸轮机构演示组合教具，其特征在于：所述摇杆组件(43)包括摇臂(431)及固定杆(432)，所述固定杆(432)水平固定在机架(1)的底部，所述摇臂(431)中部沿摇臂(431)长度方向开设有第二条形槽(4311)，第二条形槽(4311)的长度大于凸轮的直径，所述第二条形槽(4311)内设置有使摇臂(431)与凸轮中心铰连接的连接装置(433)，所述摇臂(431)的顶端与直导杆(41)铰连接，摇臂(431)的底端与固定杆(432)铰连接。

5.如权利要求4所述的凸轮机构演示组合教具，其特征在于：所述摇臂(431)顶端沿摇臂(431)长度方向开设有第三条形槽(4312)，所述第三条形槽(4312)的长度小于第二条形槽(4311)的长度，所述第三条形槽(4312)内也设置有使摇臂(431)与直导杆(41)铰连接的连接装置(433)。

6.如权利要求5所述的凸轮机构演示组合教具，其特征在于：所述摇臂(431)顶端开设有第一通孔，所述凸轮中心处开设有第二通孔，所述连接装置(433)包括螺母套筒(4331)及螺钉(4332)，所述螺母套筒(4331)用于穿过第一通孔、第三条形槽(4312)并与螺钉(4332)连接；所述螺母套筒(4331)用于穿过第二通孔、第三条形槽(4312)并与螺钉(4332)连接。

7.如权利要求2所述的凸轮机构演示组合教具，其特征在于：所述导杆滑轨(2)正对的演示面板(11)上竖直设置有第一条形槽(113)，所述第一条形槽(113)内设置有与导杆滑轨(2)相连接的调节螺杆(24)。

8.如权利要求1所述的凸轮机构演示组合教具，其特征在于：所述演示面板(11)上固定设置有用于安装手摇柄(32)的轴承(33)。

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