一種凸輪運動演示儀的制作方法
【專利摘要】一種凸輪運動演示儀，包括一主動軸，主動軸的中部通過兩個并列設置的深溝球軸承安裝于一豎直設置的基板上，在基板一側的主動軸上設有長條形鍵槽，在主動軸上通過設于長條形鍵槽內的滑動鍵設有一主動齒輪，基板上還設有一與主動軸相平行設置的從動軸，在從動軸上設有與主動齒輪相配合的從動齒輪。本發(fā)明結構設計合理，一方面可直觀演示凸輪機構的結構和運動原理，另一方面通過結合齒輪、齒條傳動和液力傳動，演示生成凸輪運動行程曲線，即描述凸輪的轉角與從動件行程關系的曲線，讓同學進一步理解凸輪機構運動特性，有利于同學們快速理解和掌握凸輪運功原理，此外，本發(fā)明演示儀還可演示生成凸輪輪廓曲線，能有效改善教學效果。
【專利說明】—種凸輪運動演示儀
【技術領域】:
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種凸輪運動演示儀。
【背景技術】:
[0002]凸輪機構是《機械原理》課程里一個非常重要的部分，也是機械領域的常用機構，如今老師在向學生教授這部分知識時，因缺乏直觀演示凸輪機構運動特性的相關教具，非常不利于同學們快速理解和掌握其運動原理，影響教學效果。

【發(fā)明內容】
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[0003]本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種凸輪運動演示儀，它結構設計合理，一方面可直觀演不凸輪機構的結構和運動原理，另一方面通過結合齒輪、齒條傳動和液力傳動，演示生成凸輪運動行程曲線，即描述凸輪的轉角與從動件行程關系的曲線，讓同學進一步理解凸輪機構運動特性，有利于同學們快速理解和掌握凸輪運功原理，此外，本發(fā)明演示儀還可演示生成凸輪輪廓曲線，能有效改善教學效果，解決了現(xiàn)有技術中存在的問題。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種凸輪運動演示儀，包括一主動軸，主動軸的中部通過兩個并列設置的深溝球軸承安裝于一豎直設置的基板上，在基板一側的主動軸上設有長條形鍵槽，在主動軸上通過設于長條形鍵槽內的滑動鍵設有一主動齒輪，基板上還設有一與主動軸相平行設置的從動軸，在從動軸上設有與主動齒輪相配合的從動齒輪，在與主動齒輪同側的基板上還設有三個平行設置的水平導軌，每個水平導軌上均設有一個水平滑塊，上部和中部位置的兩個水平滑塊之間設有第一液壓管，第一液壓管的兩端分別與上部和中部位置的水平滑塊固連，中部和下部位置的兩個水平滑塊之間設有一豎直導軌，豎直導軌的上、下兩端分別與中部和下部位置的兩水平滑塊固連，第一液壓管的一端連接第一液壓推桿，第一液壓推桿的一端活動設置于第一液壓管內，另一端固連一豎直滑塊，豎直滑塊活動連接于豎直導軌上，在豎直滑塊上設有一畫筆，在基板上對應于豎直滑塊的畫筆的位置設有一方形通孔，在中部水平滑塊上固連一與從動齒輪相嚙合的齒條；在基板另一側的主動軸上設有一凸輪板，在凸輪板外側的主動軸上設有一手柄，凸輪板上設有一凸輪凹槽，在凸輪板和基板之間的主動軸上設有一從動裝置，所述從動裝置包括一空套在主動軸上的底架，在底架上設有兩平行間隔設置的條形通孔，底架上設有一滑動架，滑動架與底架通過安裝在條形通孔內的螺栓固連，在滑動架上設有一與條形通孔相對垂直設置的第二液壓管，在第二液壓管遠離主動軸的一端連接一 U型液壓推桿，第二液壓管靠近主動軸的一端通過液壓管路與第一液壓管連接，U型液壓推桿的一端活動設置于第二液壓管內，U型液壓推桿的另一端連接一從動滑塊，一設在第二液壓管上方與第二液壓管平行的直線導軌兩端分別固連于滑動架上，所述從動滑塊活動連接于直線導軌上，從動滑塊的一端卡置于凸輪板的凸輪凹槽內，底架由一設置于從動裝置下方的支撐架支撐。
[0006]本發(fā)明采用上述方案，結構設計合理，一方面可直觀演示凸輪機構的結構和運動原理，另一方面，凸輪板的旋轉運動通過主動齒輪、從動齒輪、齒條轉化成水平滑塊的水平方向的移動，U形液壓推桿的往復直線運動通過液力傳動轉化成豎直滑塊沿著豎直導軌的移動，從而實現(xiàn)豎直滑塊的復合運動繼而帶動畫筆生成凸輪運動行程曲線，讓同學進一步理解凸輪機構運動特性，有利于同學們快速理解和掌握凸輪運功原理，此外，通過變換傳動路線，將豎直滑塊作為主動部件，從動滑塊作為執(zhí)行部件，本發(fā)明演示儀還可演示生成凸輪輪廓曲線，能有效改善教學效果。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0007]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0008]圖2為圖1去除凸輪板的后視圖。
[0009]圖3為圖1的左視圖。
[0010]圖4為圖1的俯視結構示意圖。
[0011]圖5為本發(fā)明從動裝置的結構示意圖。
[0012]圖6為本發(fā)明水平滑塊、豎直滑塊、豎直導軌、第二液壓管的結構示意圖。
[0013]圖7為本發(fā)明凸輪板的結構示意圖。
[0014]圖8為本發(fā)明滑動鍵的結構示意圖。
[0015]圖9為圖8的俯視圖。
[0016]圖中，1、主動軸，2、基板，3、主動齒輪，4、手柄，5、從動軸，6、從動齒輪，7、水平導軌，8、水平滑塊，9、第一液壓管，10、豎直導軌，11、第一液壓推桿，12、豎直滑塊，13、方形通孔，14，齒條，15、凸輪板，16、凸輪凹槽，17、底架，18、條形通孔，19、滑動架，20、第二液壓管，21、U型液壓推桿，22、從動滑塊，23、直線導軌，24、支撐架，25、滑動鍵。
【具體實施方式】:
[0017]為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0018]如圖1-9所示,一種凸輪運動演示儀,包括一主動軸I,主動軸I的中部通過兩個并列設置的深溝球軸承安裝于一豎直設置的基板2上，在基板2 —側的主動軸3上設有長條形鍵槽，在主動軸I上通過設于長條形鍵槽內的滑動鍵25設有一主動齒輪4，該滑動鍵25為非標準鍵，主要是為了滿足設計需求而制作，滑動鍵25的長度短于長條形鍵槽長度，滑動鍵25在長條形鍵槽內有一定的移動距離?；?上還設有一與主動軸3相平行設置的從動軸5，在從動軸5上設有與主動齒輪4相配合的從動齒輪6，在與主動齒輪4同側的基板2上還設有三個平行設置的水平導軌7，每個水平導軌7上均設有一個水平滑塊8，上部和中部位置的兩個水平滑塊8之間設有第一液壓管9，第一液壓管9的兩端分別與上部和中部位置的水平滑塊8固連，中部和下部位置的兩個水平滑塊8之間設有一豎直導軌10,豎直導軌10的上、下兩端分別與中部和下部位置的兩水平滑塊8固連，第一液壓管9的一端連接第一液壓推桿11，第一液壓推桿11的一端活動設置于第一液壓管9內，另一端固連一豎直滑塊12，豎直滑塊12活動連接于豎直導軌12上，在豎直滑塊12上設有一畫筆，在基板2上對應于豎直滑塊12的畫筆的位置設有一方形通孔13，在中部水平滑塊8上固連一與從動齒輪6相哨合的齒條14 ;在基板2另一側的主動軸I上設有一凸輪板15,在凸輪板15外側的主動軸I上設有一手柄4，凸輪板15上設有一凸輪凹槽16，在凸輪板15和基板2之間的主動軸I上設有一從動裝置，所述從動裝置包括一空套在主動軸I上的底架17，在底架17上設有兩平行間隔設置的條形通孔18，底架17上設有一滑動架19，滑動架19與底架17通過安裝在條形通孔18內的螺栓固連，在滑動架19上設有一與條形通孔18相對垂直設置的第二液壓管20，在第二液壓管20遠離主動軸I的一端連接一 U型液壓推桿21，第二液壓管20靠近主動軸I的一端通過液壓管路與第一液壓管9連接，U型液壓推桿21的一端活動設置于第二液壓管20內，U型液壓推桿21的另一端連接一從動滑塊22，一設在第二液壓管20上方與第二液壓管20平行的直線導軌23兩端分別固連于滑動架19上，所述從動滑塊22活動連接于直線導軌23上，從動滑塊22的一端卡置于凸輪板15的凸輪凹槽16內，底架17由一設置于從動裝置下方的支撐架24支撐。
[0019]使用時，人們將凸輪運動演示儀放置于桌面上，在方形通孔13處放置一畫板。旋轉手柄4帶動主動軸I旋轉,主動軸I帶動凸輪板15旋轉,隨著凸輪板15的旋轉卡置于凸輪凹槽16內的從動滑塊22沿著直線導軌23往復移動，從動滑塊22再帶動U形液壓推桿21做往復直線遠動，同學們可直觀的看到凸輪機構的運動特性，即將凸輪板15的旋轉運動轉化成U形液壓推桿21的往復直線運動。同時，凸輪板15的旋轉運動通過主動齒輪3、從動齒輪6、齒條14轉化成三個水平滑塊8沿水平導軌7的水平方向的移動，與水平滑塊8固連的豎直導軌10和第二液壓管20也同步移動，U形液壓推桿21的往復直線運動通過第一液壓管9、液壓管路、第二液壓管20組成的液力傳動機構轉化成豎直滑塊12沿著豎直導軌10的移動，從而實現(xiàn)豎直滑塊12的復合運動繼而帶動畫筆在畫板上生成凸輪運動行程曲線，通過觀察凸輪運動行程曲線同學可進一步理解凸輪機構運動特性。
[0020]此外，通過本發(fā)明演示儀還可演示生成凸輪輪廓曲線，首先將凸輪板15取下，在此處主動軸I位置放置帶孔畫板，并調整滑移滑動鍵25，使帶孔畫板不隨同主動軸I旋轉，底架17與滑動鍵25配合隨主動軸I 一起旋轉，去除支撐架24對底架17的約束，使用支撐架24對帶孔畫板進行固定，并且將畫筆從豎直滑塊12取下放于從動滑塊22上，最后，在方形通孔13處放置畫有所需凸輪運動行程曲線的圖板。此時，用手動操作豎直滑塊12，使其沿著凸輪運動行程曲線運動，豎直滑塊12水平方向的運動通過水平滑塊8、水平滑塊8固連的豎直導軌10和齒條14、從動齒輪6、主動齒輪3帶動主動軸I旋轉，從而使滑動架19及與其相連的部件第一液壓管9、U形液壓推桿21、從動滑塊22 —同旋轉。與此同時豎直滑塊12豎直方向的運動通過第二液壓管20、液壓管路、第一液壓管9、U形液壓推桿21帶動從動滑塊22進行往復直線運動，從而實現(xiàn)從動滑塊22的復合運動，繼而帶動固連在從動滑塊22上的畫筆在帶孔畫板上生成凸輪輪廓曲線。
[0021]本發(fā)明未詳述之處，均為本【技術領域】技術人員的公知技術。
【權利要求】
1.一種凸輪運動演示儀，其特征在于:包括一主動軸，主動軸的中部通過兩個并列設置的深溝球軸承安裝于一豎直設置的基板上，在基板一側的主動軸上設有長條形鍵槽，在主動軸上通過設于長條形鍵槽內的滑動鍵設有一主動齒輪，基板上還設有一與主動軸相平行設置的從動軸，在從動軸上設有與主動齒輪相配合的從動齒輪，在與主動齒輪同側的基板上還設有三個平行設置的水平導軌，每個水平導軌上均設有一個水平滑塊，上部和中部位置的兩個水平滑塊之間設有第一液壓管，第一液壓管的兩端分別與上部和中部位置的水平滑塊固連，中部和下部位置的兩個水平滑塊之間設有一豎直導軌，豎直導軌的上、下兩端分別與中部和下部位置的兩水平滑塊固連，第一液壓管的一端連接第一液壓推桿，第一液壓推桿的一端活動設置于第一液壓管內，另一端固連一豎直滑塊，豎直滑塊活動連接于豎直導軌上，在豎直滑塊上設有一畫筆，在基板上對應于豎直滑塊的畫筆的位置設有一方形通孔，在中部水平滑塊上固連一與從動齒輪相嚙合的齒條；在基板另一側的主動軸上設有一凸輪板，在凸輪板外側的主動軸上設有一手柄，凸輪板上設有一凸輪凹槽，在凸輪板和基板之間的主動軸上設有一從動裝置，所述從動裝置包括一空套在主動軸上的底架，在底架上設有兩平行間隔設置的條形通孔，底架上設有一滑動架，滑動架與底架通過安裝在條形通孔內的螺栓固連，在滑動架上設有一與條形通孔相對垂直設置的第二液壓管，在第二液壓管遠離主動軸的一端連接一 U型液壓推桿，第二液壓管靠近主動軸的一端通過液壓管路與第一液壓管連接，U型液壓推桿的一端活動設置于第二液壓管內，U型液壓推桿的另一端連接一從動滑塊，一設在第二液壓管上方與第二液壓管平行的直線導軌兩端分別固連于滑動架上，所述從動滑塊活動連接于直線導軌上，從動滑塊的一端卡置于凸輪板的凸輪凹槽內，底架由一設置于從動裝置下方的支撐架支撐。
【文檔編號】G09B25/02GK103985307SQ201410232372
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】肖中陽, 鄭懷宇, 曹劍飛 申請人:肖中陽, 鄭懷宇, 曹劍飛