[发明专利]机械凸轮教学演示装置及演示方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械教学演示领域，具体讲是一种机械凸轮教学演示装置及演示方法。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，教学已经成为我们首要的任务，只有培养出一批一批的优秀人才，才得以将各行各业发展得更广；目前在机械课程教学中，凸轮教学属于重点领域，为了得以让学员明白其中的过程，凸轮演示属于必不可少的，怎样选择合适的演示装置显得尤为重要。

经过检索发现，专利号CN201420237422.6的实用新型公开了一种双向凸轮演示装置，包括支架/用于转动装置的手轮、与手轮连接的转轴、转轴上前后分布的两组锥齿轮、滑块、滑块轨道、轨迹板固定组件和凸轮固定轴。有益效果在于可实际演示尖顶推杆、平底推杆、摆杆作用于凸轮上生成行程曲线的过程，其中尖顶推杆、平底推杆和摆杆在使用中固定于笔头固定夹上。通过手动方式可随时中止绘制行程曲线并进行曲线分析。可改变偏心距对比多条曲线的差异及产生原因，操作自由、灵活。

专利号CN201410720823.1的发明涉及一种凸轮演示装置,可以快速画出凸轮装置中移动从动件运动曲线，并且可以根据已有的运动曲线来反向画出凸轮理论轮廓线。本发明将凸轮机构从动件的运动通过机构运动传递分解成水平方向和竖直方向来生成运动规律曲线，并且通过跟踪从动件位移曲线，反向传递运动来画出凸轮理论轮廓线。

然而，目前关于凸轮的教学方式还比较单一，往往是通过教科书例题和平面图形来演示，静态的平面图形演示比较抽象，学生难以理解凸轮机构中从动件的运动规律以及凸轮轮廓曲线生成过程。在教师讲解的过程中很难通过纯手工方式精确的画出从动件运动曲线和凸轮的轮廓曲线，而且演示过程较费时。有时教师会通过CAD来演示运动曲线和轮廓线的生成过程，这也就需要一定的画图技巧，并且需要配备装有CAD类软件的电脑。有时教师会通过一些动画来演示凸轮机构，但动画模型和实物存在一定的差异，不利于建立相关的机械概念。而实验室的凸轮仪器往往比较笨重，功能单一，达不到教学效果。

发明内容

本发明的目的在于在此提供一种机械凸轮教学演示装置及演示方法；该装置具有设计合理、结构简单、使用方便等优点，通过使用能够很方便的完成凸轮的演示，并且通过传感器获得凸轮在旋转过程中的特性，该特性可以通过外接显示器显示出来，便于使用者的参考和学习。

本发明是这样实现，构造一种机械凸轮教学演示装置，该装置包括试验台、单相电容电机、大V带轮、小V带轮、主轴、转盘、凸轮、推杆、柔性弹簧和安装于传感器套筒的传感器；

所述单相电容电机位于试验台的试验台桌面的下方，该单相电容电机的电机轴与小V带轮连接，小V带轮再通过皮带与大V带轮连接；

所述主轴分为左轴A和左轴B，左轴A和左轴B通过右套筒连接，并通过两个轴承支座安装于试验台桌面上；所述转盘和凸轮安装于左轴B上；

所述凸轮与安装于推杆前端的推杆轴承匹配，其中推杆通过两个支撑座安装，并在两个支撑座之间安装有与推杆匹配的固定块，该固定块与后侧支座之间安装有柔性弹簧，该固定块通过连接件与传感器推杆连接，传感器推杆与传感器套筒匹配，传感器套筒通过传感器下支座安装于试验台桌面上。

本发明设计合理，结构简单，使用方便，能够很方便的完成凸轮的演示，并且通过传感器获得凸轮在旋转过程中的特性，并将该特性可以通过外接显示器显示出来，便于使用者的参考和学习。

本发明通过合理的设计单相电容电机，将单相电容电机通过支架固定于试验台桌面下方，并采用大V带轮和小V带轮配合，让传动更加稳定可靠，从而让左轴A和左轴B转动的更加平稳可靠。

本发明通过合理的设计传感部分，如所述凸轮与安装于推杆前端的推杆轴承匹配，其中推杆通过两个支撑座安装，并在两个支撑座之间安装有与推杆匹配的固定块，该固定块与后侧支座之间安装有柔性弹簧，该固定块通过连接件与传感器推杆连接，传感器推杆与传感器套筒匹配，传感器套筒通过传感器下支座安装于试验台桌面；通过设计柔性弹簧，使得传感器推杆能够及时的复位，对凸轮的特征获取更加精确。

作为上述技术方案的改进，

所述机械凸轮教学演示装置，还包括圆柱凸轮，该圆柱凸轮通过套筒与左轴B连接，该圆柱凸轮通过轴承支座支撑安装。

作为上述技术方案的改进，

所述机械凸轮教学演示装置，所述试验台下方还设置有两个通过合页连接的门体。

作为上述技术方案的改进，

所述机械凸轮教学演示装置，所述试验台桌面包括不锈钢桌板面和位于不锈钢桌板面上的耐磨层。

作为上述技术方案的改进，