[发明专利]一种机构学的实验装置及实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械设计的实验装置及实验方法，更具体的涉及一种机构学的实验装置及实验方法，可实现周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”设计3种“反转法”的实验装置及实验方法。

背景技术

一种“机构学”中用于实现“反转法”实验的装置及实验方法，属于教学实验设备和实验方法。高等学校“机构学”（机械原理、机械设计基础等）课程中，涉及到“反转法”的内容有周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”设计等内容，“反转法”是采用相对运动原理，当机构中取不同的对象为参照系，构件之间的相对运动关系保持不变。现行教学中均通过绘图和抽象分析进行讲解,缺乏直观的实验装置。因此有必要设计一种可实现周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”设计3种“反转法”的实验装置及实验方法。

发明内容

本发明的目的是提出了一种机构学的实验装置及实验方法，可实现周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”设计3种“反转法”的实验装置及实验方法。

为实现上述目的采用如下技术方案：

一种机构学的实验装置，包括站架，脚垫，轴承，主动轴，摇把，横梁，大转盘传动链轮，从动轴传动链轮，从动轴，从动轴固定杆，从动轴固定销，大转盘，轴端螺钉，刻度盘，轴颈，平键，大转盘传动链条，从动轴传动链条，大转盘固定销，正转传动飞轮，反转传动飞轮，其特征在于：

站架、脚垫、横梁三者连接形成一个门形框架结构，主动轴和从动轴通过轴承安装在框架两侧上方，

主动轴上安装有正转传动飞轮，正转传动飞轮采用自行车飞轮，其内部为一个由内棘轮机构组成的超越离合器，

主动轴上还安装有反转传动飞轮，反转传动飞轮与正转传动飞轮结构完全相同，但反向安装在主动轴上，

主动轴后端固定安装摇把，

主动轴前端设有中心孔，用于将大转盘固定销插入其中，当大转盘固定销插入其中可固定大转盘，防止大转盘转动，

从动轴上固定安装有从动轴传动链轮，

大转盘传动链轮与大转盘固连在一起，整体空套在从动轴上，大转盘上标有刻度，用于反映大转盘的转动角度，

从动轴后端固定安装有从动轴固定杆，从动轴固定杆端部有开孔，横梁上与从动轴固定杆开孔位置对应出也有开孔，从动轴固定销穿过从动轴固定杆开孔插入横梁上对应孔，用于固定从动轴，防止从动轴转动，

从动轴前部键槽内安放有平键，从动轴前端开有中心螺纹孔，用轴端螺钉通过螺纹连接将刻度盘固定在从动轴上，刻度盘用于反映从动轴的转动角度，

反转传动飞轮通过从动轴传动链条与从动轴传动链轮相连，摇把顺时针转动主动轴时，通过从动轴传动链条带动8从动轴传动链轮和从动轴顺时针转动；

正转传动飞轮通过大转盘传动链条与大转盘传动链轮相连，摇把逆时针转动主动轴时，通过大转盘传动链条带动大转盘传动链轮和大转盘逆时针转动，

轴颈是用于安装不随从动轴旋转的零件的，如中心轮，平键是用于连接与从动轴一起旋转的零件的，如行星架、凸轮等。

本发明实现周转轮系传动比“反转法”计算的实验装置是这样配置的：

大转盘上用内齿轮固定螺钉将内齿轮固定其上，从动轴上通过平键固连有行星架，行星架的轴上安装行星齿轮，行星架随从动轴一起顺时针旋转，从动轴的轴颈部位空套有中心轮，中心轮转动方向和转动速度不受从动轴的影响。

本发明实现凸轮廓线“反转法”设计的实验装置是这样配置的：

大转盘上用导轨固定螺钉将从动件导轨固定其上，凸轮从动件穿过从动件导轨，凸轮从动件末端安装辊子，用于减小摩擦，辊子中心孔上有一个铅笔固定套筒，可将铅笔插入套筒内，用于绘制凸轮廓线，从动轴上通过平键固连有凸轮，凸轮随从动轴一起顺时针旋转。

本发明实现连杆机构钢化“反转法”设计的实验装置是这样配置的：

大转盘上用机架固定螺钉穿过导槽固定有四杆机构机架，四杆机构机架的另一段空套在在从动轴的轴颈部位，四杆机构机架通过铰链与摇杆连接起来，摇杆通过铰链与连杆连接起来，连杆通过铰链与曲柄连接起来，曲柄通过平键固连在从动轴上，

另一种配置是：

从动轴上通过平键固连曲柄，曲柄通过铰链与连杆连接起来，连杆通过铰链与摇杆连接起来，摇杆通过铰链与四杆机构机架连接起来，在连杆和摇杆的导槽上用构型钢化连接螺钉固定有构型钢化连接杆，使四连杆机构钢化，保持整个四连杆的构型不变。