CN220962647U - 一种机械原理演示教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械原理演示教具，涉及教学仪器技术领域。包括底板，在所述底板上从左到右依次设置有皮带传动机构、齿轮传动机构、齿轮齿条机构和夹持机构；可将电机的动力通过中途的一系列传动机构传动至夹持机构，在传动过程中，学生能够清晰的看见每一个零部件的运动过程，方便教师讲解其中蕴含的机械原理。其中，本申请对齿轮齿条机构做出了创新设计，包括条形杆、定心柱、不完全齿轮和齿条杆，所述齿条杆连接所述夹持机构，所述条形杆的顶端固定连接所述不完全齿轮，且不完全齿轮的圆心处旋转连接有所定心柱，所述条形杆上还设置有滑动槽，所述滑动槽中设置有滑动柱。本实用新型在使用方便的同时增加了课堂的有趣氛围。

Description

一种机械原理演示教具

技术领域

本实用新型涉及教学仪器技术领域，具体是一种机械原理演示教具。

背景技术

机械原理是机械类专业大学生的一门核心必修课。机械原理作为研究机器与机构基础理论及方法的一门学科，是未来机械工程师和产品开发者所必须学习掌握的一门技术基础知识的课程，对适应各类机械专业知识学习和从事各类机械技术及管理工作，以及研究与创造新的机器都具有重要的教学和人才培养作用。

机械原理这门课程中涵盖了很多种类的基本机械构造。这些机构中有简单的，也有复杂的，而在课堂上，这些机构很难在学生的脑海中形成一个比较完整的实物形象。如果在教学的过程中，只有乏味的语言描述而缺少实际演示的教学器具，那么机构的运动路径及原理在学生的大脑中就会模糊，不清晰。教具是以传播科技、教育人为目的的实物，是完全的科技传媒，是青少年科技活动中不可缺少的器材。

因此，设计一种机械原理演示教具，方便教师在课堂上进行运动演示是十分有必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机械原理演示教具，对运动过程进行实体演示，使得课程教学生动有效的同时方便教师对各种传动机构中所蕴含的机械原理进行讲解。

本实用新型的技术思路：

(1)将齿轮传动机构、齿轮齿条机构和皮带传动机构相配合带动夹持机构运动，把电机的动力传动至夹持机构，从而带动夹持机构运动，在传动过程中，学生能够清晰的看见每一个零部件的运动过程，方便教师讲解其中蕴含的机械原理。

(2)对齿轮齿条机构做出了优化设计，该机构并非简单的齿轮齿条配合，而是用齿轮带动滑动柱在滑动槽中往复运动从而带动条形杆摆动从而使得上端的不完全齿轮运转，形成先前进后回程的运动方式。

为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种机械原理演示教具，包括底板，在所述底板上从左到右依次设置有皮带传动机构、展示配合传动的齿轮传动机构、齿轮齿条机构和演示传动效果的夹持机构；其中，

所述齿轮齿条机构包括齿轮齿条传动部件和承接部件，所述承接部件包括T形固定件、保持架和定心柱，T形固定件的水平端设置有将动力传输至夹持机构的保持架，T形固定件的竖直端设置有确定齿轮齿条传动部件位置的定心柱。

进一步地，齿轮齿条传动部件包括条形杆、不完全齿轮和齿条杆，所述齿条杆连接所述夹持机构，所述条形杆的顶端固定连接所述不完全齿轮，所述条形杆上部旋转连接所述定心柱，下部设置有滑动槽，所述滑动槽中设置有滑动柱。

进一步地，皮带传动机构包括电机、第一皮带轮、第二皮带轮和传动轴，所述第二皮带轮的圆心处设置有所述传动轴并通过传动轴旋转连接所述齿轮传动机构。

进一步地，齿轮传动机构从左到右依次包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第三齿轮上靠近齿根圆的位置设置有所述滑动柱。

进一步地，所述夹持机构包括外部的固定板和内部的驱动部件。

进一步地，所述驱动部件包括推动板、连接板、第一夹臂和第二夹臂，所述推动板设置在所述齿条杆的最末端，所述推动板上下两端依次上下对称设置有所述连接杆和第一夹臂，所述第一夹臂的内侧设置有所述第二夹臂。

进一步地，所述第一夹臂为具有拐角的“L”型结构。

进一步地，所述第一夹臂的拐角位置和第二夹臂的头端位置均设置有定位转轴。

进一步地，所述第一夹臂和第二夹臂的尾端均连接夹持板。

本实用新型的有益效果是：

(1)齿轮传动机构、齿轮齿条机构和皮带传动机构相配合带动夹持机构运动，完整呈现了夹持机构的运动过程和各个机构之间的传动方式，方便教师讲解蕴含在其中的机械原理，且学生能看清楚整个装置中每一个零部件是如何运动的，使用方便的同时增加了课堂的有趣氛围，将枯燥的理论知识转化为了有趣的实验，能提高学生的注意力，促使其潜移默化地学习。

(2)利用承接部件的承接和固定效果，使齿轮齿条传动部件和夹持机构之间实现良好地传动配合，确保能将动力从齿轮传动机构传输至夹持机构。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型一种机械原理演示教具的完整结构图；

图2为本实用新型一种机械原理演示教具的透视结构图；

图3为本实用新型一种机械原理演示教具的运动原理图；

图4为本实用新型一种机械原理演示教具中夹持机构的结构图；

图5为图3中驱动部件闭合的运动原理图。

图中：1.底板；2.皮带传动机构；201.电机；202.第二皮带轮；203.皮带；204.第一皮带轮；3.齿轮传动机构；301.第一齿轮；302.第二齿轮；303.第三齿轮；304.齿轮固定架；4.齿轮齿条机构；401.条形杆；402.定心柱；403.不完全齿轮；404.齿条杆；405.T形固定件；406.保持架；407.滑动槽；408.滑动柱；5.夹持机构；501.推动板；502.连接板；503.第一夹臂；504.第二夹臂；505.夹持板；506.定位转轴；507.连接轴；508.固定板；509.承接板；510.支撑座。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

结合图1至图5，一种机械原理演示教具，包括底板1，其特征在于，在所述底板1上从左到右依次设置有皮带传动机构2、展示配合传动的齿轮传动机构3、齿轮齿条机构4和演示传动效果的夹持机构5。

皮带传动机构2包括电机201、第一皮带轮204、第二皮带轮202和传动轴，传动传动轴设置在第二皮带轮202的圆心处，且传动轴与齿轮传动机构3中的第一齿轮301连接，第二皮带轮202与第一齿轮301同轴转动。第一皮带轮204的半径小于第二皮带轮202。

齿轮传动机构3从左到右依次包括第一齿轮301、第二齿轮302和第三齿轮303，在第三齿轮303上靠近齿根圆的位置设置有滑动柱408。其中，第三齿轮303的基圆半径最大，第一齿轮301次之，第二齿轮303最小，且第一齿轮301、第二齿轮302和第三齿轮303之间相互啮合，其具体的齿数、模数和基圆半径等参数可以根据教学时的实际情况进行灵活选择。

齿轮齿条机构4包括齿轮齿条传动部件和承接部件，承接部件包括T形固定件405、保持架406和定心柱402，T形固定件405的水平端设置有将动力传输至夹持机构的两对保持架406，使齿条杆404的前后运动保持稳定。T形固定件405的竖直端设置有确定齿轮齿条传动部件位置的定心柱402。

齿轮齿条传动部件包括条形杆401、不完全齿轮403和齿条杆404，齿条杆404连接夹持机构5，条形杆401的顶端固定连接不完全齿轮403，条形杆401上部旋转连接定心柱402，下部设置有滑动槽407，滑动槽407中设置有与第三齿轮303表面固定连接的滑动柱408，滑动柱408在滑动槽407中上下滑动，滑动柱408为圆柱型结构，为了确保滑动柱408不脱离滑动槽407，滑动柱408的高出滑动槽407顶面的部分增大了半径，在滑动槽407中的部分则半径与滑动槽407相适应。

齿轮齿条机构4运动方式为：第三齿轮303旋转带动滑动柱408做旋转运动，同时，滑动柱408还会在滑动槽407中上下运动，但是，滑动柱408在滑动槽407上下运动的过程中，并不是保持在一条直线上运动，所以滑动柱408会带动条形杆401左右来回摆动，又因为定心柱402的位置固定，且与条形杆401旋转连接，所以条形杆401顶端的不完全齿轮403也会产生摆动，从而与不完全齿轮403啮合的齿条杆404前后往复运动。

夹持机构5包括外部的固定板508和内部的驱动部件。驱动部件包括推动板501、连接板502、第一夹臂和第二夹臂，推动板501固定连接在齿条杆404的最末端，推动板501上下两端依次上下对称设置有连接杆和第一夹臂，第一夹臂的内侧设置有第二夹臂。第一夹臂为具有拐角的“L”型结构，并位于拐角位置设置有定位转轴506，第二夹臂的头端位置也设置有定位转轴506。定位转轴506的位置固定不变，且定位转轴506与固定板508的内侧壁旋转连接。推动板501与连接板502、连接板502与第一夹臂之间的连接则使用连接轴507实现旋转连接。第一夹臂和第二夹臂的尾端均连接夹持板。

夹持机构5的运动方式为：夹持机构5在齿条杆404后退时，推动板501随之后退，推动板501与连接板502的夹角加大，第一夹臂与连接板502的连接处也会后退，第一夹臂与连接板502之间的夹角也加大，由于定心转轴位置固定，所以，位于上方的第一夹臂和第二夹臂向下转动，位于下方的第一夹臂和第二夹臂向上转动，从而达到将夹持板闭合的效果。齿条杆404前进时则反之。

在机械原理演示教具中，为了装置的稳定运行和良好的固定效果，还设置了一些结构。固定板508最左端设置有承接板509，承接板509下端设置支撑座510与底板1相连接，有利于对固定板508实现固定。以及设置齿轮固定架304对相对应的齿轮实现固定效果，本段出现结构均只对相关的零部件有稳定、防脱、防止滑移的效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种机械原理演示教具，包括底板（1），其特征在于，在所述底板（1）上从左到右依次设置有皮带传动机构（2）、展示配合传动的齿轮传动机构（3）、齿轮齿条机构（4）和演示传动效果的夹持机构（5）；其中，

所述齿轮齿条机构（4）包括齿轮齿条传动部件和承接部件，所述承接部件包括T形固定件（405）、保持架（406）和定心柱（402），T形固定件（405）的水平端设置有将动力传输至夹持机构的保持架（406），T形固定件（405）的竖直端设置有确定齿轮齿条传动部件位置的定心柱（402）。

2.根据权利要求1所述的一种机械原理演示教具，其特征在于，齿轮齿条传动部件包括条形杆（401）、不完全齿轮（403）和齿条杆（404），所述齿条杆（404）连接所述夹持机构（5），所述条形杆（401）的顶端固定连接所述不完全齿轮（403），所述条形杆（401）上部旋转连接所述定心柱（402），下部设置有滑动槽（407），所述滑动槽（407）中设置有滑动柱（408）。

3.根据权利要求1所述的一种机械原理演示教具，其特征在于，皮带传动机构（2）包括电机（201）、第一皮带轮（204）、第二皮带轮（202）和传动轴，所述第二皮带轮（202）的圆心处设置有所述传动轴并通过传动轴旋转连接所述齿轮传动机构（3）。

4.根据权利要求2所述的一种机械原理演示教具，其特征在于，齿轮传动机构（3）从左到右依次包括第一齿轮（301）、第二齿轮（302）和第三齿轮（303），所述第三齿轮（303）上靠近齿根圆的位置设置有所述滑动柱（408）。

5.根据权利要求2所述的一种机械原理演示教具，其特征在于，所述夹持机构（5）包括外部的固定板（508）和内部的驱动部件。

6.根据权利要求5所述的一种机械原理演示教具，其特征在于，所述驱动部件包括推动板（501）、连接板（502）、第一夹臂（503）和第二夹臂（504），所述推动板（501）设置在所述齿条杆（404）的最末端，所述推动板（501）上下两端依次上下对称设置有连接杆和第一夹臂（503），所述第一夹臂（503）的内侧设置有所述第二夹臂（504）。

7.根据根据权利要求6所述的一种机械原理演示教具，其特征在于，所述第一夹臂（503）为具有拐角的“L”型结构。

8.根据根据权利要求7所述的一种机械原理演示教具，其特征在于，所述第一夹臂（503）的拐角位置和第二夹臂（504）的头端位置均设置有定位转轴（506）。

9.根据根据权利要求8所述的一种机械原理演示教具，其特征在于，所述第一夹臂（503）和第二夹臂（504）的尾端均连接夹持板（505）。