[实用新型]一种用于机械原理反转法的多机构单模型教具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学用具，具体是一种演示机械原理反转法的综合教具。

背景技术

机械原理是机械类专业的一门主干技术基础课程，反转法是这门课程中用于机构综合的一种常用方法。反转法是根据相对运动原理，给整个机构加上一个公共运动后，各构件之间相对运动关系不变的方法，在机械原理教学中的应用非常多。但是，反转法在教学实践中一方面没有合适的教具演示，另一方面也比较抽象，造成学生较难理解。因此，在课堂上能够直观地反转法演示显得尤为重要。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种反转法演示综合教具。该教具结构简单，装配方便，整体为一个模型，通过简单的处理，既可以演示直动滚子（或尖顶）凸轮机构、连杆机构和周转轮系的工作原理和反转法设计原理，也能演示机构高副低代原理和少齿差原理等。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于机械原理反转法的多机构单模型教具，在一个教具上实现三种机构的运动原理及其反转演示，包括：凸轮机构、连杆机构、轮系；所述凸轮机构包括定位销、带T型滑轨的固定底座、与底座固连的后架、通过连接套固连在后架上方且带有两个齿圈导向块的刻度盘、位于后架与刻度盘间可绕刻度盘连接套旋转的带有第三个齿圈导向块的推杆架、可沿推杆架上的长方形导向孔滑动的带有滚子的推杆带十字槽偏心圆盘、与偏心圆盘连接的手柄轴。

进一步的，所述连杆机构为一有偏距的曲柄滑块机构，在凸轮机构基础上，卸下滚子，以连杆连接偏心圆盘和推杆。

进一步的，所述轮系在曲柄滑块机构基础上，卸下手柄轴、推杆和连杆，装配由齿圈导向块定位的大齿圈、以十字辐条连接偏心圆盘的小齿圈、行星轮运动输出架、带T型槽的前架、穿过前架上方轴孔的系杆手柄。

进一步的，所述底座一侧有T型滑轨。

进一步的，所述后架的底部通过螺钉固定在底座无T型滑轨的一侧，后架上方有一圆孔。

进一步的，所述前架底部为T型槽，与底座T型滑轨连接，同样上方有与后架中心线一致的轴孔。

进一步的，所述刻度盘的中间为通孔，与后架上方圆孔用一个连接套固联；刻度盘上有若干中心夹角为15度的小孔，表面贴有刻度纸。

进一步的，所述推杆带有毫米为单位的刻度纸，一端尖底，附近另有一圆孔，用于滚子连接或连杆铰接。

进一步的，所述推杆架主体为扇形片，包括一组长方形推杆导向孔和一齿圈导向块，其可以绕连接套转动，其上一小通孔与刻度盘上的系列小孔配合使用，旋转后通过定位销的拔插固定推杆架的位置。

进一步的，所述齿圈导向块数量为两个，成120度夹角固定于刻度盘上，其中一个在竖直方向；与推杆架上的第三个齿圈导向块一起保证大齿圈灵活转动。刻度盘上齿圈导向块上有蝴蝶螺钉，用于紧定齿圈。

进一步的，所述手柄轴的前端为一方隼，与偏心圆盘方孔相连接，后端穿过连接套内孔。

进一步的，所述偏心圆盘（凸轮）背后有十字槽，偏离中心处有一方孔，中心处有一连杆铰接圆孔，另在直径线上有两个对称分布的短曲柄连接圆孔。

进一步的，所述小齿圈套在偏心圆盘上，中间为十字形辐条，与偏心圆盘十字槽配合连接。

进一步的，所述系杆手柄包括一个阶梯型短圆轴，一短轴活套在偏心圆盘中心圆孔上，一短轴与前架上部轴孔动配合。

进一步的，所述行星轮运动输出架包括两个短曲柄，一个输出杆。短曲柄分别与偏心圆盘上两圆孔和输出杆两端的圆孔铰接，输出杆中间圆孔活套在系杆手柄轴上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和效果：

1）具有新颖性。本教具填补了目前没有反转法原理教具的空白，实现了针对机械原理课程“反转法”这一难点的实物演示，有助于学生掌握抽象的知识点。

2）具有替代性。一个教具替代多个教具，体现“多机构单模型”的特点。因此，可减少教具种类，便于老师使用和管理。

3）具有实用性。本教具结构简单，共计13个构件，携带方便，装拆简便，变换快捷，应用灵活。

4）具有功能拓展性。除演示三种机构的工作原理和反转法设计原理外，本教具还实现了“高副低代”的实物演示；少齿差轮系的演示，以及行星轮系运动输出的演示；通过凸轮反转演示推杆偏置结果压力角的影响（转向不同，压力角大小不同可能导致机构无法运转）。

附图说明

图1为本实用新型的凸轮机构正视图。

图2为本实用新型的凸轮机构后视图。

图3为本实用新型的凸轮机构爆炸图。