一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具。凸輪機(jī)構(gòu)不同直動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法、周轉(zhuǎn)輪系中傳動(dòng)比計(jì)算的轉(zhuǎn)化機(jī)架原理是教學(xué)中的難點(diǎn)，多數(shù)學(xué)生不能完全理解原理以及基本知識(shí)點(diǎn)。本實(shí)用新型包括總支架、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置、傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)、行星輪系機(jī)構(gòu)和凸輪組件；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置手動(dòng)或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)和行星輪系機(jī)構(gòu)；凸輪組件的運(yùn)動(dòng)及反轉(zhuǎn)法通過(guò)行星輪系機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型能演示凸輪機(jī)構(gòu)不同直動(dòng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)直動(dòng)從動(dòng)件頭部形狀可變換、偏心距可調(diào)、基圓和理論廓線可擴(kuò)展、凸輪轉(zhuǎn)角可讀、直動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)位移可讀、運(yùn)動(dòng)規(guī)律展示、直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法和周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的轉(zhuǎn)化機(jī)架原理知識(shí)點(diǎn)演示。
【專利說(shuō)明】一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于教學(xué)用具領(lǐng)域，具體涉及一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具。

【背景技術(shù)】
[0002] 《機(jī)械原理》是機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性，學(xué)生是否學(xué)好直 接影響今后的設(shè)計(jì)和實(shí)踐。凸輪機(jī)構(gòu)不同直動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)、凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法、 周轉(zhuǎn)輪系中傳動(dòng)比計(jì)算的轉(zhuǎn)化機(jī)架原理是教學(xué)中的難點(diǎn)，教師在教學(xué)過(guò)程中借助多媒體手 段，用動(dòng)畫講解，但大多數(shù)學(xué)生不能完全理解原理以及基本知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生聽了似懂非懂，教 學(xué)效果不好。在現(xiàn)代以高效率教學(xué)的時(shí)代里，教具就顯得更加重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合 教具，該教具能演示凸輪機(jī)構(gòu)不同直動(dòng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)直動(dòng)從動(dòng)件頭部 形狀可變換、偏心距可調(diào)、基圓和理論廓線可擴(kuò)展、凸輪轉(zhuǎn)角可讀、直動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)位移可 讀、運(yùn)動(dòng)規(guī)律展示、直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法知識(shí)點(diǎn)演示，凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)(行 星輪系機(jī)構(gòu)）能復(fù)用于演示周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的轉(zhuǎn)化機(jī)架原理教學(xué)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。
[0005] 本實(shí)用新型包括總支架、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置、傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)、行星輪系機(jī)構(gòu)和凸輪組 件。
[0006] 所述的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括電機(jī)輸出軸齒輪、直流電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換 調(diào)節(jié)裝置、手柄、手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤、手柄固定盤、手柄輸出軸齒輪和手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸。所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換 調(diào)節(jié)裝置的安裝軸固定在調(diào)節(jié)支座上，調(diào)節(jié)支座固定在總支架上，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn) 換調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)臂固定，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝置可在手搖工位和電機(jī)驅(qū)動(dòng)工位間切換；所述 直流電動(dòng)機(jī)的底座固定在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座的一端，直流電動(dòng)機(jī)的輸出軸與電機(jī)輸出軸齒輪固 定；所述的手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座的另一端；所述的手柄輸出軸齒 輪固定在手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；所述的手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤與手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸過(guò)盈配合；手柄固定盤與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn) 換支座固定；所述手柄固定盤的內(nèi)側(cè)端面沿圓周均布開設(shè)有多個(gè)鋼珠凹槽；所述手柄轉(zhuǎn)動(dòng) 盤的內(nèi)側(cè)端面開設(shè)有鋼珠安放槽，鋼珠彈簧的一端與鋼珠安放槽固定，另一端與鋼珠固定； 手柄固定盤與手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤通過(guò)鋼珠接觸，鋼珠可嵌入鋼珠凹槽內(nèi)；手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤的外側(cè)輪緣 固定有手柄。
[0007] 所述的傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)包括第一輸入齒輪、輸入軸、第二輸入齒輪、第三輸入齒輪、 變速控制軸、第一變速齒輪、第二變速齒輪、第一輸出齒輪、輸出主軸、第二輸出齒輪、第三 輸出齒輪、反轉(zhuǎn)盤面板、反轉(zhuǎn)盤外齒輪、第一傳動(dòng)齒輪、第二傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸、反轉(zhuǎn)控制齒 輪和反轉(zhuǎn)控制軸；所述的第三輸入齒輪與電機(jī)輸出軸齒輪或手柄輸出軸齒輪哨合；所述輸 入軸、輸出主軸和傳動(dòng)軸的兩端均通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在總支架上；變速控制軸和反轉(zhuǎn)控制 軸均與總支架通過(guò)直線軸承連接；所述的第一輸入齒輪、第二輸入齒輪和第三輸入齒輪均 固定在輸入軸上；第一變速齒輪和第二變速齒輪均固定在變速控制軸上；第一輸出齒輪、 第二輸出齒輪和第三輸出齒輪均固定在輸出主軸上；反轉(zhuǎn)盤外齒輪通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在輸 出主軸上；所述的反轉(zhuǎn)盤面板空套在輸出主軸上，并與反轉(zhuǎn)盤外齒輪固定；所述的反轉(zhuǎn)控 制齒輪固定在反轉(zhuǎn)控制軸上；第一傳動(dòng)齒輪和第二傳動(dòng)齒輪均固定在傳動(dòng)軸上；第一傳動(dòng) 齒輪與反轉(zhuǎn)盤外齒輪哨合；凸輪直動(dòng)從動(dòng)件傳動(dòng)或周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)演不時(shí)，第一變速齒輪同 時(shí)與第二輸入齒輪和第一輸出齒輪嚙合；凸輪反轉(zhuǎn)法或周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系計(jì)算傳動(dòng) 比演不時(shí)，第二變速齒輪同時(shí)與第一輸入齒輪和第二輸出齒輪哨合，反轉(zhuǎn)控制齒輪同時(shí)與 第三輸出齒輪和第二傳動(dòng)齒輪卩齒合。
[0008] 所述的行星輪系機(jī)構(gòu)包括反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪、行星齒輪、行星架桿、第四輸出齒輪和行 星軸；所述的反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪空套在輸出主軸上，并與反轉(zhuǎn)盤面板固定；所述的第四輸出齒 輪與輸出主軸的頭部通過(guò)平鍵連接；行星架桿的一端通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在輸出主軸上；行 星軸與行星架桿的另一端通過(guò)平鍵連接；所述的行星齒輪通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在行星軸上， 且同時(shí)與第四輸出齒輪和反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪嚙合。
[0009] 所述的凸輪組件包括面板支架、第一面板、第二面板、運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒、運(yùn)動(dòng) 規(guī)律指針、導(dǎo)桿彈簧、導(dǎo)桿支座、調(diào)節(jié)螺釘、靜止導(dǎo)桿、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿、滑塊、滑塊調(diào)整支座、凸輪、 凸輪基圓板、第一尖頂接頭、第二尖頂接頭、凸輪廓線擴(kuò)展板、基圓擴(kuò)展板、楔形鍵、凸輪轉(zhuǎn) 角動(dòng)指針、凸輪轉(zhuǎn)角靜指針、刻度盤、刻度膜、異形銷軸、凸輪軸、墊塊、滑軌和滑動(dòng)桿。所述 的面板支架套置在反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪外，并與總支架固定；兩個(gè)滑軌沿徑向固定在反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒 輪的外端面輪緣處，且兩個(gè)滑軌與內(nèi)反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪之間均設(shè)有墊塊；所述的凸輪軸與輸出 主軸同軸設(shè)置，且與行星架桿通過(guò)平鍵連接；第一面板和第二面板均套置在凸輪軸上；所 述的第一面板和第二面板的內(nèi)端面均固定有滑動(dòng)桿，兩根滑動(dòng)桿分別與對(duì)應(yīng)的滑軌通過(guò)滑 動(dòng)副連接；第一面板與第二面板的結(jié)合面為相互嵌合的矩形齒，第一面板的齒頂處、第二面 板的齒槽處均固定有吸鐵石；所述的凸輪和凸輪基圓板均與凸輪軸通過(guò)平鍵連接，且凸輪 基圓板與凸輪軸通過(guò)楔形鍵連接；凸輪設(shè)置在第一面板和第二面板的外側(cè)；凸輪基圓板的 內(nèi)端面與凸輪的外端面固定，刻度盤粘在凸輪基圓板的外端面上；所述的凸輪和凸輪基圓 板的輪廓面均開設(shè)有環(huán)形插槽，凸輪廓線擴(kuò)展板插接在凸輪的環(huán)形插槽內(nèi)，基圓擴(kuò)展板插 接在凸輪基圓板的環(huán)形插槽內(nèi)；兩塊滑塊調(diào)整支座沿堅(jiān)直方向并排固定在第二面板上；兩 塊滑塊分別與一塊滑塊調(diào)整支座通過(guò)滑動(dòng)副連接，且分別固定有一個(gè)導(dǎo)桿支座；所述的滑 塊調(diào)整支座開設(shè)有多個(gè)螺紋孔，兩個(gè)導(dǎo)桿支座分別與對(duì)應(yīng)的滑塊調(diào)整支座在一個(gè)螺紋孔處 通過(guò)螺釘連接；所述的靜止導(dǎo)桿和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿均沿堅(jiān)直方向?qū)?zhǔn)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，且均與兩 個(gè)導(dǎo)桿支座通過(guò)滑動(dòng)副連接；兩個(gè)導(dǎo)桿支座之間設(shè)有兩根導(dǎo)桿彈簧；兩根導(dǎo)桿彈簧分別套 置在靜止導(dǎo)桿和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿上，且頂部分別壓緊一根彈簧壓桿；兩根彈簧壓桿分別固定在靜 止導(dǎo)桿和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿上；靜止導(dǎo)桿的底部粘有刻度膜；所述第一尖頂接頭和第二尖頂接頭的 頂部均開設(shè)有接頭安裝孔，底部均為錐形；第一尖頂接頭頂部的接頭安裝孔與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿的 底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪通過(guò)凸輪副連接；第二尖頂接頭頂部的接頭安裝孔與靜止 導(dǎo)桿的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪基圓板通過(guò)凸輪副連接；所述凸輪轉(zhuǎn)角靜指針的尾 部與第二尖頂接頭側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò)渡配合連接；凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針的尾部設(shè)有與針 頭所在平面垂直的連接桿，連接桿嵌入凸輪軸頭部的中心孔內(nèi)；所述的異形銷軸包括一體 成型的圓柱部分和長(zhǎng)方體部分，長(zhǎng)方體部分設(shè)置在圓柱部分的一端側(cè)壁上；圓柱部分與面 板支架固定，長(zhǎng)方體部分水平設(shè)置；所述的運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒開設(shè)有與異形銷軸形狀相 匹配的異形槽，運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒的異形槽套接于異形銷軸上；所述運(yùn)動(dòng)規(guī)律指針的底 部與運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒的底部通過(guò)滑動(dòng)副連接；運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板插入運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示 盒的圖板插槽中，運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板上的橫坐標(biāo)軸與凸輪基圓板的頂部水平切線平行；運(yùn)動(dòng) 規(guī)律線圖板上的橫坐標(biāo)軸為凸輪的轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿的位移。
[0010] 所述的凸輪廓線擴(kuò)展板為開設(shè)有縫隙的透明環(huán)形薄板，內(nèi)、外輪廓面形狀均與凸 輪的輪廓面形狀相同；所述的基圓擴(kuò)展板為開設(shè)有縫隙的透明環(huán)形薄板。
[0011] 初始安裝位置，第一尖頂接頭的頭部尖點(diǎn)與凸輪的升程起始點(diǎn)接觸，凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng) 指針與凸輪轉(zhuǎn)角靜指針指向刻度盤的同一刻度。
[0012] 所述運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板的材料為透明塑料。
[0013] 可將第一尖頂接頭更換為第一滾子接頭，第二尖頂接頭更換為第二滾子接頭；第 一滾子接頭和第二滾子接頭的底部均鉸接有滾子；所述第一滾子接頭頂部的接頭安裝孔與 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿的底部過(guò)渡配合連接，底部的滾子與凸輪通過(guò)凸輪副連接；所述第二滾子接頭頂 部的接頭安裝孔與靜止導(dǎo)桿的底部過(guò)渡配合連接，底部的滾子與凸輪基圓板通過(guò)凸輪副連 接；凸輪轉(zhuǎn)角靜指針的尾部與第二滾子接頭側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò)渡配合連接。
[0014] 也可將第一尖頂接頭更換為第一平底接頭，第二尖頂接頭更換為第二平底接頭； 所述第一平底接頭頂部的接頭安裝孔與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪通過(guò)凸 輪副連接；第二平底接頭頂部的接頭安裝孔與靜止導(dǎo)桿的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪 基圓板通過(guò)凸輪副連接；凸輪轉(zhuǎn)角靜指針的尾部與第二平底接頭側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò) 渡配合連接。
[0015] 本實(shí)用新型具有的有益效果：
[0016] 本實(shí)用新型能演示凸輪機(jī)構(gòu)不同直動(dòng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)直動(dòng)從動(dòng) 件頭部形狀可變換、偏心距可調(diào)、基圓和理論廓線可擴(kuò)展、凸輪轉(zhuǎn)角可讀、直動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng) 位移可讀、運(yùn)動(dòng)規(guī)律展示、直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法知識(shí)點(diǎn)演示，凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法實(shí)現(xiàn)機(jī) 構(gòu)(行星輪系機(jī)構(gòu)）能復(fù)用于演示周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的轉(zhuǎn)化機(jī)架原理教學(xué)，大大加深了學(xué) 生的理解，方便了教學(xué)，提高了教學(xué)質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)立體圖；
[0018] 圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0019] 圖3為本實(shí)用新型的一個(gè)側(cè)視立體圖；
[0020] 圖4為本實(shí)用新型的另一個(gè)側(cè)視立體圖；
[0021] 圖5為本實(shí)用新型中行星輪系機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0022] 圖6為本實(shí)用新型中尖頂直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理示意圖；
[0023] 圖7為本實(shí)用新型中滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理示意圖；
[0024] 圖8-1為本實(shí)用新型中第一尖頂接頭的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0025] 圖8-2為本實(shí)用新型中第二尖頂接頭的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0026] 圖9-1為本實(shí)用新型中第一滾子接頭的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0027] 圖9-2為本實(shí)用新型中第二滾子接頭的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0028] 圖10-1為本實(shí)用新型中第一平底接頭的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0029] 圖10-2為本實(shí)用新型中第二平底接頭的結(jié)構(gòu)立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031] 如圖1、2、3、4和5所示，一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具，包括總支架2、驅(qū)動(dòng) 轉(zhuǎn)換裝置、傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)、行星輪系機(jī)構(gòu)和凸輪組件；傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，有手動(dòng)或電動(dòng) 兩種方式，驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)換通過(guò)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置傳遞給傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)；凸輪組件的運(yùn)動(dòng)及反轉(zhuǎn) 法通過(guò)行星輪系機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0032] 如圖2、3和4所示，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括電機(jī)輸出軸齒輪27、直流電動(dòng)機(jī)28、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn) 換支座29、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝置30、手柄31、手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32、手柄固定盤33、手柄輸出軸齒輪 34和手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝置30的安裝軸固定在調(diào)節(jié)支座53上，調(diào)節(jié)支座53固定 在總支架2上，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座29與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝置30的調(diào)節(jié)臂固定，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝置 30可在手搖工位和電機(jī)驅(qū)動(dòng)工位間切換，分別實(shí)現(xiàn)手搖驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)28的 底座固定在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座29的一端，直流電動(dòng)機(jī)28的輸出軸與電機(jī)輸出軸齒輪27固定。 手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座29的另一端；手柄輸出軸齒輪34固定在手 柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32與手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸過(guò)盈配合；手柄固定盤33與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座29固 定；手柄固定盤33的內(nèi)側(cè)端面沿圓周均布開設(shè)有十二個(gè)鋼珠凹槽。手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32的內(nèi)側(cè) 端面開設(shè)有鋼珠安放槽，鋼珠彈簧的一端與鋼珠安放槽固定，另一端與鋼珠固定；手柄固定 盤33與手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32通過(guò)鋼珠接觸，手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，鋼珠可嵌入鋼珠凹槽內(nèi)； 手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32的外側(cè)輪緣固定有手柄31。
[0033] 傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)包括第一輸入齒輪35、輸入軸36、第二輸入齒輪37、第三輸入齒輪 38、變速控制軸39、第一變速齒輪40、第二變速齒輪41、第一輸出齒輪42、輸出主軸43、第 二輸出齒輪44、第三輸出齒輪45、反轉(zhuǎn)盤面板46、反轉(zhuǎn)盤外齒輪47、第一傳動(dòng)齒輪48、第二 傳動(dòng)齒輪49、傳動(dòng)軸50、反轉(zhuǎn)控制齒輪51和反轉(zhuǎn)控制軸52 ;第三輸入齒輪38與電機(jī)輸出 軸齒輪27或手柄輸出軸齒輪34嚙合；輸入軸36、輸出主軸43和傳動(dòng)軸50的兩端均通過(guò) 滾動(dòng)軸承支承在總支架2上；變速控制軸39和反轉(zhuǎn)控制軸52均與總支架2通過(guò)直線軸承 連接；第一輸入齒輪35、第二輸入齒輪37和第三輸入齒輪38均固定在輸入軸36上；第一 變速齒輪40和第二變速齒輪41均固定在變速控制軸39上；第一輸出齒輪42、第二輸出齒 輪44和第三輸出齒輪45均固定在輸出主軸43上；反轉(zhuǎn)盤外齒輪47通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在 輸出主軸43上；反轉(zhuǎn)盤面板46空套在輸出主軸43上，并與反轉(zhuǎn)盤外齒輪47固定；反轉(zhuǎn)控 制齒輪51固定在反轉(zhuǎn)控制軸52上；第一傳動(dòng)齒輪48和第二傳動(dòng)齒輪49均固定在傳動(dòng)軸 50上；第一傳動(dòng)齒輪48與反轉(zhuǎn)盤外齒輪47嚙合。演示凸輪直動(dòng)從動(dòng)件傳動(dòng)時(shí)，第一變速 齒輪40同時(shí)與第二輸入齒輪37和第一輸出齒輪42卩齒合，第一輸出齒輪42帶動(dòng)輸出主軸 43運(yùn)轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)控制齒輪51不參與嚙合。凸輪反轉(zhuǎn)法演示時(shí)，平移變速控制軸39和反轉(zhuǎn)控 制軸52,使得第一變速齒輪40與第二輸入齒輪37及第一輸出齒輪42分離，第二變速齒輪 41同時(shí)與第一輸入齒輪35和第二輸出齒輪44嚙合，帶動(dòng)輸出主軸43旋轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)控制齒輪 51同時(shí)與第三輸出齒輪45和第二傳動(dòng)齒輪49嚙合，動(dòng)力經(jīng)反轉(zhuǎn)控制齒輪51、第二傳動(dòng)齒 輪49、第一傳動(dòng)齒輪48傳給反轉(zhuǎn)盤外齒輪47,從而帶動(dòng)反轉(zhuǎn)盤面板46旋轉(zhuǎn)。
[0034] 如圖2、3、4和5所示，行星輪系機(jī)構(gòu)包括反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54、行星齒輪55、行星架桿 56、第四輸出齒輪57和行星軸58 ;反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54空套在輸出主軸43上，并與反轉(zhuǎn)盤面板 46固定；第四輸出齒輪57與輸出主軸43的頭部通過(guò)平鍵連接；行星架桿56的一端通過(guò)滾 動(dòng)軸承支承在輸出主軸43上；行星軸58與行星架桿56的另一端通過(guò)平鍵連接；行星齒輪 55通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在行星軸58上，且同時(shí)與第四輸出齒輪57和反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54嚙合。
[0035] 如圖1、2、6、8-1和8-2所示，凸輪組件包括面板支架5、第一面板6、第二面板7、 運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒8、運(yùn)動(dòng)規(guī)律指針8-1、導(dǎo)桿彈簧9、導(dǎo)桿支座10、調(diào)節(jié)螺釘11、靜止導(dǎo) 桿12、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13、滑塊14、滑塊調(diào)整支座15、凸輪16、凸輪基圓板17、第一尖頂接頭18、 第二尖頂接頭18-1、凸輪廓線擴(kuò)展板20、基圓擴(kuò)展板21、楔形鍵22、凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針23、凸 輪轉(zhuǎn)角靜指針24、刻度盤25、刻度膜26、異形銷軸59、凸輪軸60、墊塊61、滑軌62和滑動(dòng) 桿63。面板支架5套置在反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54外，并與總支架2固定；兩個(gè)滑軌62沿徑向固 定在反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54的外端面輪緣處，且兩個(gè)滑軌62與內(nèi)反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54之間均設(shè)有墊 塊61 ;凸輪軸60與輸出主軸43同軸設(shè)置，且與行星架桿56通過(guò)平鍵連接；第一面板6和 第二面板7均套置在凸輪軸60上；第一面板6和第二面板7的內(nèi)端面均固定有滑動(dòng)桿63， 兩根滑動(dòng)桿63分別與對(duì)應(yīng)的滑軌62通過(guò)滑動(dòng)副連接；第一面板6與第二面板7的結(jié)合面 為相互嵌合的矩形齒，第一面板6的齒頂處、第二面板7的齒槽處均固定有吸鐵石；凸輪16 和凸輪基圓板17均與凸輪軸60通過(guò)平鍵連接，且凸輪基圓板17與凸輪軸60通過(guò)楔形鍵 22連接，楔形鍵22實(shí)現(xiàn)凸輪基圓板17的軸向定位；凸輪16設(shè)置在第一面板6和第二面板 7的外側(cè)；凸輪基圓板17的內(nèi)端面與凸輪16的外端面固定，亥lj度盤25粘在凸輪基圓板17 的外端面上；凸輪16和凸輪基圓板17的輪廓面均開設(shè)有環(huán)形插槽，凸輪廓線擴(kuò)展板20插 接在凸輪16的環(huán)形插槽內(nèi)；凸輪廓線擴(kuò)展板20為開設(shè)有縫隙的透明環(huán)形薄板，內(nèi)、外輪廓 面形狀均與凸輪16的輪廓面形狀相同；基圓擴(kuò)展板21為開設(shè)有縫隙的透明環(huán)形薄板，插 接在凸輪基圓板17的環(huán)形插槽內(nèi)；兩塊滑塊調(diào)整支座15沿堅(jiān)直方向并排固定在第二面板 7上；兩塊滑塊14分別與一塊滑塊調(diào)整支座15通過(guò)滑動(dòng)副連接，且分別固定有一個(gè)導(dǎo)桿支 座10 ;滑塊調(diào)整支座15開設(shè)有六個(gè)螺紋孔，兩個(gè)導(dǎo)桿支座10分別與對(duì)應(yīng)的滑塊調(diào)整支座 15在一個(gè)螺紋孔處通過(guò)螺釘11連接；靜止導(dǎo)桿12和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13均沿堅(jiān)直方向?qū)?zhǔn)凸輪 16的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，且均與兩個(gè)導(dǎo)桿支座10通過(guò)滑動(dòng)副連接；導(dǎo)桿支座10通過(guò)螺釘11固定在 滑塊調(diào)整支座15的不同螺紋孔處，可同時(shí)調(diào)節(jié)靜止導(dǎo)桿12和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13與凸輪16的轉(zhuǎn) 動(dòng)中心之間的偏心距；兩個(gè)導(dǎo)桿支座10之間設(shè)有兩根導(dǎo)桿彈簧9 ;兩根導(dǎo)桿彈簧9分別套 置在靜止導(dǎo)桿12和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13上，且頂部分別壓緊一根彈簧壓桿；兩根彈簧壓桿分別固定 在靜止導(dǎo)桿12和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13上；靜止導(dǎo)桿12的底部粘有刻度膜26 ;第一尖頂接頭18和 第二尖頂接頭18-1的頂部均開設(shè)有接頭安裝孔，底部均為錐形；第一尖頂接頭18頂部的接 頭安裝孔與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪16通過(guò)凸輪副連接；第二尖頂接 頭18-1頂部的接頭安裝孔與靜止導(dǎo)桿12的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪基圓板17通過(guò) 凸輪副連接；凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24的尾部與第二尖頂接頭18-1側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò)渡 配合連接；凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針23的尾部設(shè)有與針頭所在平面垂直的連接桿，連接桿嵌入凸輪 軸60頭部的中心孔內(nèi)；初始安裝位置，第一尖頂接頭18的頭部尖點(diǎn)與凸輪16的升程起始 點(diǎn)接觸，凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針23與凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24指向刻度盤25的同一刻度，可從刻度盤 25上讀出凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針23相對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24的轉(zhuǎn)角，從而確定凸輪基圓板17的 轉(zhuǎn)角。異形銷軸59包括一體成型的圓柱部分和長(zhǎng)方體部分，長(zhǎng)方體部分設(shè)置在圓柱部分的 一端側(cè)壁上；圓柱部分與面板支架5固定，長(zhǎng)方體部分水平設(shè)置；運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒8開 設(shè)有與異形銷軸59形狀相匹配的異形槽，運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒8的異形槽套接于異形銷軸 59上；運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒8使用完畢后，可從異形銷軸59上取下收納放置；運(yùn)動(dòng)規(guī)律指 針8-1的底部與運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒8的底部通過(guò)滑動(dòng)副連接；運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板插入運(yùn)動(dòng) 規(guī)律線圖展示盒8的圖板插槽中，運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板上的橫坐標(biāo)軸與凸輪基圓板17的頂部水 平切線平行；運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板的材料為透明塑料，根據(jù)不同的直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，可更換 對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板；運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板上的橫坐標(biāo)軸為凸輪16的轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)為運(yùn)動(dòng)導(dǎo) 桿13的位移；根據(jù)刻度盤25上讀出的凸輪轉(zhuǎn)角和刻度膜26上讀出的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿位移，運(yùn)動(dòng) 規(guī)律指針8-1指示凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律與凸輪轉(zhuǎn)角及運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)凸輪輪廓、 凸輪轉(zhuǎn)角、凸輪直動(dòng)從動(dòng)件位移、凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)的講解，多塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板疊放可 對(duì)比在凸輪輪廓相同情況下，不同直動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的異同。
[0036] 如圖1、7、9_1和9-2所示，可將第一尖頂接頭18更換為第一滾子接頭19,第二尖 頂接頭18-1更換為第二滾子接頭19-1 ;第一滾子接頭19和第二滾子接頭19-1的底部均 鉸接有滾子；第一滾子接頭19頂部的接頭安裝孔與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13的底部過(guò)渡配合連接，底部 的滾子與凸輪16通過(guò)凸輪副連接；第二滾子接頭19-1頂部的接頭安裝孔與靜止導(dǎo)桿12的 底部過(guò)渡配合連接，底部的滾子與凸輪基圓板17通過(guò)凸輪副連接；凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24的尾 部與第二滾子接頭19-1側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò)渡配合連接。
[0037] 如圖1、10-1和10-2所示，也可將第一尖頂接頭18更換為第一平底接頭64,第二 尖頂接頭18-1更換為第二平底接頭64-1 ;第一平底接頭64頂部的接頭安裝孔與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿 13的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪16通過(guò)凸輪副連接；第二平底接頭64-1頂部的接頭 安裝孔與靜止導(dǎo)桿12的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪基圓板17通過(guò)凸輪副連接；凸輪轉(zhuǎn) 角靜指針24的尾部與第二平底接頭64-1側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò)渡配合連接。
[0038] 該直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具的工作原理：
[0039] 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和電動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式：驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝置30切換到電 機(jī)驅(qū)動(dòng)工位時(shí)，電機(jī)輸出軸齒輪27與第三輸入齒輪38嚙合，直流電動(dòng)機(jī)28經(jīng)電機(jī)輸出軸 齒輪27帶動(dòng)第三輸入齒輪38轉(zhuǎn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝置30切換到手搖工位時(shí)，手柄輸出軸 齒輪34與第三輸入齒輪38嚙合，手柄31經(jīng)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32和手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)手柄輸出軸 齒輪34轉(zhuǎn)動(dòng)；手柄固定盤33與手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32通過(guò)鋼珠接觸，手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤32轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中， 鋼珠依靠鋼珠彈簧的壓力嵌入手柄固定盤33的鋼珠凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)分度轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0040] 演繹已知凸輪輪廓求運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)：
[0041] 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置驅(qū)動(dòng)第三輸入齒輪38轉(zhuǎn)動(dòng)，第三輸入齒輪38的動(dòng)力經(jīng)輸入軸36傳 給第二輸入齒輪37 ;平移變速控制軸39,使得第一變速齒輪40同時(shí)與第二輸入齒輪37和 第一輸出齒輪42,第一輸出齒輪42帶動(dòng)輸出主軸43運(yùn)轉(zhuǎn)；第四輸出齒輪57隨輸出主軸43 同速轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪55與第四輸出齒輪57嚙合，帶動(dòng)行星架桿56轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)凸輪16 和凸輪基圓板17轉(zhuǎn)動(dòng)；此時(shí)，反轉(zhuǎn)控制齒輪51不參與嚙合，反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54靜止，第一面 板6和第二面板7不動(dòng)。凸輪16轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)第一尖頂接頭18使運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13堅(jiān)直移動(dòng)，運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)桿13在導(dǎo)桿彈簧9的作用下始終壓緊凸輪16 ;靜止導(dǎo)桿12不運(yùn)動(dòng)，凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24 靜止不動(dòng)；凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針23隨凸輪基圓板17轉(zhuǎn)動(dòng)，可從刻度盤25上讀出凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指 針23相對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24的轉(zhuǎn)角，從而確定凸輪基圓板17的轉(zhuǎn)角；從刻度膜26上讀出 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13相對(duì)靜止導(dǎo)桿12移動(dòng)的刻度值，即凸輪直動(dòng)從動(dòng)件的位移；將導(dǎo)桿支座10與 滑塊調(diào)整支座15在不同螺紋孔處通過(guò)螺釘11連接，可調(diào)整尖頂直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的偏 心距；第一尖頂接頭18的頭部尖點(diǎn)位置與凸輪16的輪廓線對(duì)應(yīng)，此時(shí)，理論廓線與凸輪實(shí) 際廓線重合，凸輪基圓板17的輪廓線為凸輪基圓，演示了尖頂直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的理論 廓線與凸輪實(shí)際輪廓線重合、尖頂直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)偏心距可調(diào)以及凸輪基圓知識(shí)點(diǎn)。
[0042] 將第一尖頂接頭18更換為第一滾子接頭19,第二尖頂接頭18-1更換為第二滾子 接頭19-1，此時(shí)，第一滾子接頭19的滾子中心位置與凸輪廓線擴(kuò)展板20的輪廓線對(duì)應(yīng)，凸 輪廓線擴(kuò)展板20的輪廓線為滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的理論廓線，凸輪16的輪廓線為滾 子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際廓線，基圓擴(kuò)展板21的輪廓線為凸輪基圓，可演示滾子直動(dòng) 從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的理論廓線與實(shí)際廓線的區(qū)別，也可比較尖頂直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)與滾子 直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)在凸輪輪廓線相同情況下的理論廓線和實(shí)際廓線的異同。同理，滾子 直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，可從刻度盤25上讀出凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針23相對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24 的轉(zhuǎn)角，從而確定凸輪基圓板17的轉(zhuǎn)角；從刻度膜26上讀出運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13相對(duì)靜止導(dǎo)桿12 移動(dòng)的刻度值，即凸輪直動(dòng)從動(dòng)件的角位移。
[0043] 將第一尖頂接頭18更換為第一平底接頭64,第二尖頂接頭18-1更換為第二平底 接頭64-1 ;第一平底接頭64的底部位置與凸輪16的輪廓線對(duì)應(yīng)，此時(shí)，理論廓線與凸輪實(shí) 際廓線重合，凸輪基圓板17的輪廓線為凸輪基圓，可演示平底直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。
[0044] 演繹尖頂直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的反轉(zhuǎn)法原理：
[0045] 撥動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針23指向凸輪16的升程起點(diǎn)，凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24與凸輪轉(zhuǎn) 角動(dòng)指針23重合；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置驅(qū)動(dòng)第三輸入齒輪38轉(zhuǎn)動(dòng)，第三輸入齒輪38的動(dòng)力經(jīng)輸 入軸36傳給第一輸入齒輪35 ;平移變速控制軸39和反轉(zhuǎn)控制軸52,使得第二變速齒輪41 同時(shí)與第一輸入齒輪35和第二輸出齒輪44嚙合，帶動(dòng)輸出主軸43和第四輸出齒輪57以 %?的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，第四輸出齒輪57驅(qū)動(dòng)行星齒輪55轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)行星架桿56以的速 度轉(zhuǎn)動(dòng)；反轉(zhuǎn)控制齒輪51同時(shí)與第三輸出齒輪45和第二傳動(dòng)齒輪49嚙合，輸出主軸43的 動(dòng)力經(jīng)第三輸出齒輪45、反轉(zhuǎn)控制齒輪51、第二傳動(dòng)齒輪49、第一傳動(dòng)齒輪48傳給反轉(zhuǎn)盤 外齒輪47,從而帶動(dòng)反轉(zhuǎn)盤面板46和反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54與行星齒輪 55嚙合，驅(qū)動(dòng)行星架桿56以-?f的速度反轉(zhuǎn)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成，行星架桿56靜止，從而凸輪 16和凸輪基圓板17靜止；反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54帶動(dòng)第一面板6、第二面板7和刻度盤25同步 反轉(zhuǎn)；靜止導(dǎo)桿12隨第一面板6反轉(zhuǎn)，并沿凸輪基圓板17的輪廓面滑動(dòng)；運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13 -方 面隨第一面板6反轉(zhuǎn)，另一方面被凸輪16推動(dòng)，沿導(dǎo)桿支座10滑動(dòng)，第一尖頂接頭18所在 的位置即為凸輪16的輪廓點(diǎn)；可從刻度膜26上讀出運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13相對(duì)靜止導(dǎo)桿12移動(dòng)的 刻度值，即凸輪直動(dòng)從動(dòng)件的位移；凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24隨靜止導(dǎo)桿12旋轉(zhuǎn)，可從刻度盤25 上讀出靜止導(dǎo)桿12相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿13轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，從而確定凸輪基圓板17的轉(zhuǎn)角；詳細(xì)介 紹知識(shí)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)手動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的反轉(zhuǎn)，對(duì)照運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板，第 一面板6反轉(zhuǎn)的過(guò)程中，確定出不同凸輪轉(zhuǎn)角時(shí)直動(dòng)從動(dòng)件的位移，演繹了已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律 情況下，凸輪廓線的繪制原理。
[0046] 滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)和平底直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的反轉(zhuǎn)法原理與尖頂直動(dòng) 從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的反轉(zhuǎn)法原理類似。
[0047] 演繹周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)原理：將凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針23、凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24、凸輪基圓板 17、凸輪16、第一面板6、第二面板7和凸輪軸60拆卸下來(lái)；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置米用電動(dòng)方式驅(qū) 動(dòng)第三輸入齒輪38轉(zhuǎn)動(dòng)，第三輸入齒輪38的動(dòng)力經(jīng)輸入軸36傳給第二輸入齒輪37 ;平移 變速控制軸39,使得第一變速齒輪40同時(shí)與第二輸入齒輪37和第一輸出齒輪42嚙合，第 一輸出齒輪42帶動(dòng)輸出主軸43轉(zhuǎn)動(dòng)；第四輸出齒輪57隨輸出主軸43同速轉(zhuǎn)動(dòng)，行星齒輪 55與第四輸出齒輪57嚙合，帶動(dòng)行星架桿56轉(zhuǎn)動(dòng)；此時(shí)，反轉(zhuǎn)控制齒輪51不參與嚙合，反 轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54靜止，輪系為周轉(zhuǎn)輪系。
[0048] 演繹周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系計(jì)算傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)法原理：將凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針 23、凸輪轉(zhuǎn)角靜指針24、凸輪基圓板17、凸輪16、第一面板6、第二面板7和凸輪軸60拆卸 下來(lái)；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置采用電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)第三輸入齒輪38轉(zhuǎn)動(dòng)，第三輸入齒輪38的動(dòng)力經(jīng)輸 入軸36傳給第一輸入齒輪35 ;平移變速控制軸39和反轉(zhuǎn)控制軸52,使得第二變速齒輪41 同時(shí)與第一輸入齒輪35和第二輸出齒輪44嚙合，帶動(dòng)輸出主軸43和第四輸出齒輪57以 --的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，第四輸出齒輪57驅(qū)動(dòng)行星齒輪55轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)行星架桿56以的速 度正轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)控制齒輪51同時(shí)與第三輸出齒輪45和第二傳動(dòng)齒輪49嚙合，輸出主軸43的 動(dòng)力經(jīng)第三輸出齒輪45、反轉(zhuǎn)控制齒輪51、第二傳動(dòng)齒輪49、第一傳動(dòng)齒輪48傳給反轉(zhuǎn)盤 外齒輪47,從而帶動(dòng)反轉(zhuǎn)盤面板46和反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54與行星齒輪 55嚙合，驅(qū)動(dòng)行星架桿56以-^%的速度反轉(zhuǎn)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成，行星架桿56靜止；此時(shí)，第四 輸出齒輪57、行星齒輪55和反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪54的旋轉(zhuǎn)中心均固定不動(dòng)，周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸 輪系，介紹根據(jù)定軸輪系公式計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比知識(shí)點(diǎn)。
[0049] 該直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具中，凸輪組件的運(yùn)動(dòng)及反轉(zhuǎn)法通過(guò)行星輪系機(jī) 構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，反轉(zhuǎn)原理直觀；涵蓋了尖頂直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)、滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)和平 底直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)講解，實(shí)現(xiàn)了基圓和理論廓線可擴(kuò)展，凸輪轉(zhuǎn)角 可讀、直動(dòng)從動(dòng)件位移可讀、運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)應(yīng)展示和行星輪系機(jī)構(gòu)復(fù)用于演示周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng) 比計(jì)算的轉(zhuǎn)化機(jī)架原理的創(chuàng)新功能；凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)點(diǎn)細(xì)節(jié)展示時(shí)，傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)的驅(qū) 動(dòng)采用手動(dòng)方式；演繹凸輪機(jī)構(gòu)的反轉(zhuǎn)法原理、周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)原理和周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸 輪系計(jì)算傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)法原理時(shí)，傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)采用電動(dòng)方式，演示操作方便。
[0050] 同學(xué)們通過(guò)觀看該直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具的演示，更容易生動(dòng)、形象、直 觀地理解知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)減輕了教師的教學(xué)難度，并提高了教學(xué)質(zhì)量；教師可 將更多的精力放在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教具進(jìn)行觀察，培養(yǎng)學(xué)生分析、思考、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的 能力。該直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具結(jié)構(gòu)緊湊、攜帶方便。
【權(quán)利要求】
1. 一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具，包括總支架、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置、傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)、 行星輪系機(jī)構(gòu)和凸輪組件，其特征在于： 所述的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置包括電機(jī)輸出軸齒輪、直流電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié) 裝置、手柄、手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤、手柄固定盤、手柄輸出軸齒輪和手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸；所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝 置的安裝軸固定在調(diào)節(jié)支座上，調(diào)節(jié)支座固定在總支架上，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié) 裝置的調(diào)節(jié)臂固定，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)裝置可在手搖工位和電機(jī)驅(qū)動(dòng)工位間切換；所述直流電 動(dòng)機(jī)的底座固定在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座的一端，直流電動(dòng)機(jī)的輸出軸與電機(jī)輸出軸齒輪固定；所 述的手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座的另一端；所述的手柄輸出軸齒輪固定 在手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸上；所述的手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤與手柄轉(zhuǎn)動(dòng)軸過(guò)盈配合；手柄固定盤與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換支座 固定；所述手柄固定盤的內(nèi)側(cè)端面沿圓周均布開設(shè)有多個(gè)鋼珠凹槽；所述手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤的內(nèi) 側(cè)端面開設(shè)有鋼珠安放槽，鋼珠彈簧的一端與鋼珠安放槽固定，另一端與鋼珠固定；手柄固 定盤與手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤通過(guò)鋼珠接觸，鋼珠可嵌入鋼珠凹槽內(nèi)；手柄轉(zhuǎn)動(dòng)盤的外側(cè)輪緣固定有 手柄； 所述的傳動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)包括第一輸入齒輪、輸入軸、第二輸入齒輪、第三輸入齒輪、變速 控制軸、第一變速齒輪、第二變速齒輪、第一輸出齒輪、輸出主軸、第二輸出齒輪、第三輸出 齒輪、反轉(zhuǎn)盤面板、反轉(zhuǎn)盤外齒輪、第一傳動(dòng)齒輪、第二傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸、反轉(zhuǎn)控制齒輪和 反轉(zhuǎn)控制軸；所述的第三輸入齒輪與電機(jī)輸出軸齒輪或手柄輸出軸齒輪哨合；所述輸入 軸、輸出主軸和傳動(dòng)軸的兩端均通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在總支架上；變速控制軸和反轉(zhuǎn)控制軸 均與總支架通過(guò)直線軸承連接；所述的第一輸入齒輪、第二輸入齒輪和第三輸入齒輪均固 定在輸入軸上；第一變速齒輪和第二變速齒輪均固定在變速控制軸上；第一輸出齒輪、第 二輸出齒輪和第三輸出齒輪均固定在輸出主軸上；反轉(zhuǎn)盤外齒輪通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在輸出 主軸上；所述的反轉(zhuǎn)盤面板空套在輸出主軸上，并與反轉(zhuǎn)盤外齒輪固定；所述的反轉(zhuǎn)控制 齒輪固定在反轉(zhuǎn)控制軸上；第一傳動(dòng)齒輪和第二傳動(dòng)齒輪均固定在傳動(dòng)軸上；第一傳動(dòng)齒 輪與反轉(zhuǎn)盤外齒輪嚙合；凸輪直動(dòng)從動(dòng)件傳動(dòng)或周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)演示時(shí)，第一變速齒輪同時(shí) 與第二輸入齒輪和第一輸出齒輪嚙合；凸輪反轉(zhuǎn)法或周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系計(jì)算傳動(dòng)比 演不時(shí)，第二變速齒輪同時(shí)與第一輸入齒輪和第二輸出齒輪哨合，反轉(zhuǎn)控制齒輪同時(shí)與第 三輸出齒輪和第二傳動(dòng)齒輪嚙合； 所述的行星輪系機(jī)構(gòu)包括反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪、行星齒輪、行星架桿、第四輸出齒輪和行星 軸；所述的反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪空套在輸出主軸上，并與反轉(zhuǎn)盤面板固定；所述的第四輸出齒輪 與輸出主軸的頭部通過(guò)平鍵連接；行星架桿的一端通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在輸出主軸上；行星 軸與行星架桿的另一端通過(guò)平鍵連接；所述的行星齒輪通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在行星軸上，且 同時(shí)與第四輸出齒輪和反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪哨合； 所述的凸輪組件包括面板支架、第一面板、第二面板、運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒、運(yùn)動(dòng)規(guī)律 指針、導(dǎo)桿彈簧、導(dǎo)桿支座、調(diào)節(jié)螺釘、靜止導(dǎo)桿、運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿、滑塊、滑塊調(diào)整支座、凸輪、凸輪 基圓板、第一尖頂接頭、第二尖頂接頭、凸輪廓線擴(kuò)展板、基圓擴(kuò)展板、楔形鍵、凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng) 指針、凸輪轉(zhuǎn)角靜指針、刻度盤、刻度膜、異形銷軸、凸輪軸、墊塊、滑軌和滑動(dòng)桿；所述的面 板支架套置在反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪外，并與總支架固定；兩個(gè)滑軌沿徑向固定在反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪的 外端面輪緣處，且兩個(gè)滑軌與內(nèi)反轉(zhuǎn)盤內(nèi)齒輪之間均設(shè)有墊塊；所述的凸輪軸與輸出主軸 同軸設(shè)置，且與行星架桿通過(guò)平鍵連接；第一面板和第二面板均套置在凸輪軸上；所述的 第一面板和第二面板的內(nèi)端面均固定有滑動(dòng)桿，兩根滑動(dòng)桿分別與對(duì)應(yīng)的滑軌通過(guò)滑動(dòng)副 連接；第一面板與第二面板的結(jié)合面為相互嵌合的矩形齒，第一面板的齒頂處、第二面板的 齒槽處均固定有吸鐵石；所述的凸輪和凸輪基圓板均與凸輪軸通過(guò)平鍵連接，且凸輪基圓 板與凸輪軸通過(guò)楔形鍵連接；凸輪設(shè)置在第一面板和第二面板的外側(cè)；凸輪基圓板的內(nèi)端 面與凸輪的外端面固定，刻度盤粘在凸輪基圓板的外端面上；所述的凸輪和凸輪基圓板的 輪廓面均開設(shè)有環(huán)形插槽，凸輪廓線擴(kuò)展板插接在凸輪的環(huán)形插槽內(nèi)，基圓擴(kuò)展板插接在 凸輪基圓板的環(huán)形插槽內(nèi)；兩塊滑塊調(diào)整支座沿堅(jiān)直方向并排固定在第二面板上；兩塊滑 塊分別與一塊滑塊調(diào)整支座通過(guò)滑動(dòng)副連接，且分別固定有一個(gè)導(dǎo)桿支座；所述的滑塊調(diào) 整支座開設(shè)有多個(gè)螺紋孔，兩個(gè)導(dǎo)桿支座分別與對(duì)應(yīng)的滑塊調(diào)整支座在一個(gè)螺紋孔處通過(guò) 螺釘連接；所述的靜止導(dǎo)桿和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿均沿堅(jiān)直方向?qū)?zhǔn)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，且均與兩個(gè)導(dǎo) 桿支座通過(guò)滑動(dòng)副連接；兩個(gè)導(dǎo)桿支座之間設(shè)有兩根導(dǎo)桿彈簧；兩根導(dǎo)桿彈簧分別套置在 靜止導(dǎo)桿和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿上，且頂部分別壓緊一根彈簧壓桿；兩根彈簧壓桿分別固定在靜止導(dǎo) 桿和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿上；靜止導(dǎo)桿的底部粘有刻度膜；所述第一尖頂接頭和第二尖頂接頭的頂部 均開設(shè)有接頭安裝孔，底部均為錐形；第一尖頂接頭頂部的接頭安裝孔與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿的底部 過(guò)渡配合連接，底部與凸輪通過(guò)凸輪副連接；第二尖頂接頭頂部的接頭安裝孔與靜止導(dǎo)桿 的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪基圓板通過(guò)凸輪副連接；所述凸輪轉(zhuǎn)角靜指針的尾部與 第二尖頂接頭側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò)渡配合連接；凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針的尾部設(shè)有與針頭所 在平面垂直的連接桿，連接桿嵌入凸輪軸頭部的中心孔內(nèi)；所述的異形銷軸包括一體成型 的圓柱部分和長(zhǎng)方體部分，長(zhǎng)方體部分設(shè)置在圓柱部分的一端側(cè)壁上；圓柱部分與面板支 架固定，長(zhǎng)方體部分水平設(shè)置；所述的運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒開設(shè)有與異形銷軸形狀相匹配 的異形槽，運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒的異形槽套接于異形銷軸上；所述運(yùn)動(dòng)規(guī)律指針的底部與 運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒的底部通過(guò)滑動(dòng)副連接；運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板插入運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖展示盒的 圖板插槽中，運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖板上的橫坐標(biāo)軸與凸輪基圓板的頂部水平切線平行；運(yùn)動(dòng)規(guī)律 線圖板上的橫坐標(biāo)軸為凸輪的轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿的位移。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具，其特征在于：所述的 凸輪廓線擴(kuò)展板為開設(shè)有縫隙的透明環(huán)形薄板，內(nèi)、外輪廓面形狀均與凸輪的輪廓面形狀 相同；所述的基圓擴(kuò)展板為開設(shè)有縫隙的透明環(huán)形薄板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具，其特征在于：初始安 裝位置，第一尖頂接頭的頭部尖點(diǎn)與凸輪的升程起始點(diǎn)接觸，凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)指針與凸輪轉(zhuǎn)角 靜指針指向刻度盤的同一刻度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具，其特征在于：所述運(yùn) 動(dòng)規(guī)律線圖板的材料為透明塑料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具，其特征在于：可將第 一尖頂接頭更換為第一滾子接頭，第二尖頂接頭更換為第二滾子接頭；第一滾子接頭和第 二滾子接頭的底部均鉸接有滾子；所述第一滾子接頭頂部的接頭安裝孔與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿的底部 過(guò)渡配合連接，底部的滾子與凸輪通過(guò)凸輪副連接；所述第二滾子接頭頂部的接頭安裝孔 與靜止導(dǎo)桿的底部過(guò)渡配合連接，底部的滾子與凸輪基圓板通過(guò)凸輪副連接；凸輪轉(zhuǎn)角靜 指針的尾部與第二滾子接頭側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò)渡配合連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直動(dòng)從動(dòng)件凸輪-輪系組合教具，其特征在于：可將第 一尖頂接頭更換為第一平底接頭，第二尖頂接頭更換為第二平底接頭；所述第一平底接頭 頂部的接頭安裝孔與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪通過(guò)凸輪副連接；第二平 底接頭頂部的接頭安裝孔與靜止導(dǎo)桿的底部過(guò)渡配合連接，底部與凸輪基圓板通過(guò)凸輪副 連接；凸輪轉(zhuǎn)角靜指針的尾部與第二平底接頭側(cè)壁的靜指示針安裝槽過(guò)渡配合連接。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK204102457SQ201420543786
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】葉紅仙, 王威, 黃江華, 楊勝兵 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)