[发明专利]一种机构学的实验装置及实验方法

摘要

本发明提出了一种机械设计的实验装置及实验方法，本装置利用飞轮的单向驱动特性，配合相应的锁紧装置，实现了同一轴上不同零件的顺时针和逆时针转动；通过在大转盘上更换安装不同的零部件如中心轮，行星架、凸轮等，可构成三种实验装置；本实验方法把大转盘作为参照系，通过配置不同零部件如中心轮，行星架、凸轮等，旋转参照系中的构件和反向旋转参照系，使构件形成相对运动和相对静止，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”3种“反转法”实验。本发明系机构学中首创用于实现反转法的实验装置，将绘图和抽象分析通过实验装置和方法直观的实现。

主权项

一种机构学实验装置进行实验的方法，实现周转轮系传动比“反转法”计算，其步骤为：A、站架(1)、脚垫(2)、横梁(6)三者连接形成一个门形框架结构，主动轴(4)和从动轴(9)通过轴承(3)安装在框架两侧上方，主动轴(4)上安装有正转传动飞轮(19)，正转传动飞轮(19)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(4)上还安装有反转传动飞轮(20)，反转传动飞轮(20)与正转传动飞轮(19)结构完全相同，但反向安装在主动轴(4)上，主动轴(4)后端固定安装摇把(5)，主动轴(4)前端设有中心孔，用于将大转盘固定销(18)插入其中，当大转盘固定销(18)插入其中可固定大转盘(12)，防止大转盘(12)转动，从动轴(9)上固定安装有从动轴传动链轮(8)，大转盘传动链轮(7)与大转盘(12)固连在一起，整体空套在从动轴(9)上，大转盘(12)上标有刻度，用于反映大转盘(12)的转动角度，从动轴(9)后端固定安装有从动轴固定杆(10)，从动轴固定杆(10)端部有开孔，横梁(6)上与从动轴固定杆(10)开孔位置对应处也有开孔，从动轴固定销(11)穿过从动轴固定杆(10)开孔插入横梁(6)上对应孔，用于固定从动轴(9)，防止从动轴(9)转动，从动轴(9)前部键槽内安放有平键(16)，从动轴(9)前端开有中心螺纹孔，用轴端螺钉(13)通过螺纹连接将刻度盘(14)固定在从动轴(9)上，刻度盘(14)用于反映从动轴(9)的转动角度，反转传动飞轮(20)通过从动轴传动链条(17b)与从动轴传动链轮(8)相连，摇把(5) 顺时针转动主动轴(4)时，通过从动轴传动链条(17b)带动从动轴传动链轮(8)和从动轴(9)顺时针转动；正转传动飞轮(19)通过大转盘传动链条(17a)与大转盘传动链轮(7)相连，摇把(5)逆时针转动主动轴(4)时，通过大转盘传动链条(17a)带动大转盘传动链轮(7)和大转盘(12)逆时针转动，轴颈(15)是用于安装不随从动轴(9)旋转的中心轮(25)，平键(16)是用于连接与从动轴(9)一起旋转的行星架(24)或凸轮(31)，用内齿轮固定螺钉(21)将内齿轮(22)固定其上大转盘(12)上，从动轴(9)上通过平键(16)固连有行星架(24)，行星架(24)的轴上安装行星齿轮(23)，行星架(24)随从动轴(9)一起顺时针旋转，从动轴(9)的轴颈(15)部位空套有中心轮(25)，中心轮(25)转动方向和转动速度不受从动轴的影响，B、用大转盘固定销(18)插入主动轴(4)的中心孔内，将大转盘(12)固定住；C、从横梁(6)上拔出从动轴固定销(11)，D、顺时针转动摇把(5)一周，按照周转轮系传动比的计算公式：所以Z3为内齿轮齿数，Z1为中心轮齿数，N1为中心轮转速，NH为行星架转速，如内齿轮齿数Z3＝60，中心轮齿数Z1＝20，当行星架顺时针转动1周时，中心轮将顺时针转动4周，通过刻度盘(14)可以看出中心轮转动的方向和周数；记录从动轴转动角度，E、将大转盘固定销(18)从主动轴(4)的中心孔内拔出，将从动轴固定销(11)插入横梁(6)内，F、逆时针转动摇把(5)一周，按照定轴轮系传动比的计算公式：所以Z3为内齿轮齿数，Z1为中心轮齿数，Z2为行 星齿轮齿数，N1为中心轮转速，NH为行星架转速，N3为内齿轮转速，如内齿轮齿数Z3＝60，中心轮齿数Z1＝20，行星齿轮齿数Z2＝20，当内齿轮随转盘逆时针转动1周时，中心轮将顺时针转动3周，通过刻度盘(14)可以看出中心轮转动的方向和周数；记录从动轴转动角度，可以看出，内齿轮和中心轮的相对速度都是4周。