[发明专利]周转轮系实验教具

说明书

技术领域

本发明涉及一种周转轮系实验教具，属于教学工具领域。

背景技术

在机械设计原理教学中，周转轮系是其中重要且不易掌握的教学内容。

周转轮系传动比不能直接计算，需要利用相对运动原理，将周转轮系转化为假想的定轴轮系，然后利用定轴轮系传动比的计算公式计算周转轮系传动比。经过转化所得的假想的定轴轮系就称为转化机构或转化轮系。若一个周转轮系转化机构的传动比为正，则该周转轮系为正号机构；反之，则为负号机构。而转化机构的传动比的符号可以通过(-1)m来判断，其中m为齿轮外啮合的次数。也就是说，当周转轮系中齿轮外啮合次数为奇数时，周转轮系为负号机构；当齿轮外啮合次数为偶数时，周转轮系为正号机构。

以具有两个中心轮和一个行星架的2K-H型周转轮系为例，该周转轮系的传动比公式为：i₁₃^H＝(n₁-n_H)/(n₃-n_H)＝(-1)¹Z₃/Z₁；

转化成(n₁/n_H-1)/(n₃/n_H-1)＝(-1)¹Z₃/Z₁；

令X＝n₁/n_H,Y＝n₃/n_H；

得到(X-1)/(Y-1)＝-Z₃/Z₁。

其中，n₁为一个中心轮的转速，n₃为另一个中心轮的转速，n_H为行星架转速，Z₁为一个中心轮的转速，Z₃为另一个中心轮的转速。

将X＝n₁/n_H和Y＝n₃/n_H的数值描点连线，如果得到一条斜率为-Z₃/Z₁、且过点(1，1)的直线，就能够验证周转轮系传动比计算公式的成立。

周转轮系正负号机构和传动比计算公式的教学内容非常抽象，仅仅依靠教师的口头表述，学生难以全面理解。而且目前教学中仍没有一种能够演示传动比公式和验证传动比计算公式的直观教学工具。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种用于能够演示周转轮系正负号机构切换以及验证传动比计算公式的周转轮系实验教具。

本发明为了实现上述目的，采用了以下结构。

本发明提供一种周转轮系实验教具，其特征在于，包括：周转轮系；输入单元；以及数据采集显示单元，

其中，周转轮系包括：中心轮、行星轮和行星架，

中心轮包括齿数为Z₁的大太阳轮、齿数为Z₂第一小太阳轮、齿数为Z₃第二小太阳轮、齿数为Z₄第三小太阳轮；行星轮包括齿数为Z₅的第一行星轮、齿数为Z₆的第二行星轮、齿数为Z₇的第三行星轮；Z₁、Z₂、Z₃、Z₄、Z₅、Z₆和Z₇满足以下关系：Z₁＝2Z₅+Z₂；Z₄+Z₇＝Z₃+Z₆＝Z₅+Z₂，

大太阳轮为内齿轮，右侧具有齿轮盖，空套在主轴上；第一小太阳轮和第二小太阳轮自右向左固连在主轴上；第三小太阳轮位于第二小太阳轮左方，空套在主轴上，第三小太阳轮和大太阳轮通过第一滑移机构连接，

第一行星轮能与大太阳轮内啮合，与第一小太阳轮外啮合；第一行星轮和第二行星轮通过第二滑移机构连接，自右向左键接在周转轴上；第三行星轮位于第二行星轮左方，固连在周转轴上；

主轴和周转轴之间固定连接有至少一个行星架，行星架的一端通过轴承空套在主轴上，另一端固连在周转轴上，