本發(fā)明涉及一種機(jī)械專業(yè)的教學(xué)用具，具體講是一種齒輪傳動教學(xué)儀。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，科教興邦是我們的宗旨，教育質(zhì)量的提升，使得我們國民素質(zhì)有所提高；對教育的重視的同時(shí)，對教學(xué)用品和教具都有所提高，通過不斷地完善教學(xué)用具，使得學(xué)習(xí)者興趣對學(xué)習(xí)的興趣更濃，生動形象的教學(xué)用品都讓學(xué)習(xí)者理解也更加透徹。對于機(jī)械領(lǐng)域?qū)W習(xí)來講，齒輪傳動屬于基礎(chǔ)知識，了解齒輪傳動對以后機(jī)械學(xué)習(xí)有極大幫助。

經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，專利號CN201620145710.8的實(shí)用新型公開了一種齒輪傳動顯示教學(xué)裝置；本產(chǎn)品其組成包括:主傳動軸，所述的主傳動軸連接主齒輪，所述的主齒輪連接一號齒輪，所述的一號齒輪的厚度等于所述的主齒輪的2倍，所述的主傳動軸的后端連接3個(gè)夾角為120°T形插件，所述的T形插件連接T形插槽，所述的T形插槽開在連接環(huán)內(nèi)，所述的連接環(huán)連接電機(jī)輸出軸，所述的主傳動軸的前端連接圓盤，所述的圓盤連接支撐拉桿，所述的支撐拉桿連接手動外圓環(huán)，所述的一號齒輪連接齒輪傳動組，所述的一號齒輪連接一號軸。本發(fā)明用于教學(xué)演示。

專利號CN201210294491.6的發(fā)明公布了一種用于教學(xué)的鉗工技能訓(xùn)練齒輪傳動系統(tǒng)，包括兩塊平行的墻板，所述兩塊墻板之間安裝有三個(gè)不同直徑的圓柱直齒輪且兩兩相嚙合，所述兩塊墻板的一端安裝有梯形板，另一端安裝有十字板，所述圓柱直齒輪、所述梯形板、所述十字板與所述兩塊墻板構(gòu)成動配合。

專利號CN201620445170.5的實(shí)用新型提供了一種教學(xué)用仿真機(jī)器蚱蜢的齒輪傳動機(jī)構(gòu)，包括齒輪箱，齒輪箱內(nèi)設(shè)置有前齒輪、后齒輪，前齒輪與左前腳和右前腳連接，后齒輪與第一左后腳和第一右后腳連接，前齒輪和后齒輪之間連接多個(gè)傳動齒輪，其中一個(gè)傳動齒輪連接過渡齒輪，過渡齒輪連接驅(qū)動齒輪。

然而，傳統(tǒng)的教學(xué)中都是通過教學(xué)者以理論的知識去學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)者只是停留在理論學(xué)習(xí)階段，根本不能完全了解，在今后的使用過程中都是一知半解的，不容易上手；然而，現(xiàn)有的相關(guān)教學(xué)儀不夠形象，特別是機(jī)械課程的學(xué)習(xí)中，各種齒輪的傳動，和齒輪的計(jì)算等，沒有具體的演示到位，不容易完全理解，掌握的程度不深，在今后應(yīng)用的過程中容易出現(xiàn)不同程度的漏洞；故需要加以改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，為了解決上述不足，本發(fā)明在此提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、生動形象的展示出錐齒輪傳動、圓柱直齒傳動以及蝸輪蝸桿傳動的齒輪傳動教學(xué)儀；通過合理的設(shè)計(jì)傳動軸和合理的安裝齒輪將錐齒輪傳動、圓柱直齒傳動以及蝸輪蝸桿同時(shí)展示，并且通過合理設(shè)計(jì)速度傳感器，并將獲得的速度通過控制顯示設(shè)備展示出來，讓所學(xué)者更加容易理解，和核對所學(xué)者計(jì)算出的數(shù)據(jù)是否正確。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種齒輪傳動教學(xué)儀，其特征在于：所述齒輪傳動教學(xué)儀包括箱體、齒輪軸A、齒輪軸B、齒輪軸C、速度傳感器A、伺服電機(jī)、控制顯示設(shè)備、速度傳感器B、蝸桿軸、傳遞齒、大齒輪、蝸桿、蝸輪、小錐齒輪以及大錐齒輪；

所述箱體上通過軸承安裝有齒輪軸A，在齒輪軸A上設(shè)置有大錐齒輪，所述大錐齒輪與小錐齒輪嚙合；其中，小錐齒輪安裝于齒輪軸C的端部，在該齒輪軸C上還設(shè)置有蝸輪和傳遞齒，其中蝸輪位于傳遞齒和小錐齒輪中間；

所述箱體上通過軸承還設(shè)置有齒輪軸B，該齒輪軸B上設(shè)置有大齒輪，該大齒輪與傳遞齒嚙合。

本發(fā)明所述的齒輪傳動教學(xué)儀具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，通過合理的設(shè)計(jì)傳動軸和合理的安裝齒輪，讓所學(xué)者更加容易理解，和核對所學(xué)者計(jì)算出的數(shù)據(jù)是否正確。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，其特征在于：所述箱體上通過軸承還豎直安裝有蝸桿軸，該蝸桿軸上對應(yīng)的蝸桿與蝸輪嚙合；使其本發(fā)明不均能夠生動形象的展示出錐齒輪傳動、圓柱直齒傳動，而且還能夠展現(xiàn)出蝸輪蝸桿的傳動。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，其特征在于：所述齒輪軸A、齒輪軸B和齒輪軸C分別與速度傳感器B、伺服電機(jī)和速度傳感器A連接；

所述齒輪軸A、齒輪軸B和齒輪軸C分別與速度傳感器B、伺服電機(jī)和速度傳感器A連接；

所述控制顯示設(shè)備包括中央處理模塊、信號處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換電路、電源模塊、觸摸顯示屏、以及存儲模塊；

所述中央處理模塊分別與A/D轉(zhuǎn)換電路、電源模塊以及存儲模塊連接；其中，信號處理模塊用于與速度傳感器A和速度傳感器B連接，同時(shí)，信號處理模塊輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路連接，

所述控制顯示設(shè)備還包括觸摸屏控制模塊和串口智能顯示終端；

所述中央處理模塊與串口智能顯示終端連接；同時(shí)，串口智能顯示終端與觸摸顯示屏連接；觸摸顯示屏通過觸摸屏控制模塊與中央處理模塊連接；

所述中央處理模塊與伺服電機(jī)和指示燈連接，并控制伺服電機(jī)和指示燈的工作。

本發(fā)明通過合理設(shè)計(jì)速度傳感器，并將獲得的速度通過控制顯示設(shè)備展示出來，讓所學(xué)者更加容易理解，和核對所學(xué)者計(jì)算出的數(shù)據(jù)是否正確。并且可通過控制顯示設(shè)備來控制伺服電機(jī)工作；為老師和學(xué)生提供更人性化的操作環(huán)境，簡化了操作步驟，因而能提高使用效率。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，其特征在于：所述箱體為透明材質(zhì)制成；透明箱體有利于學(xué)者觀察內(nèi)部傳動情況。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，其特征在于：所述箱體的底部具有凹槽，箱體自身具有6個(gè)用于安裝齒輪軸A、齒輪軸B、齒輪軸C的半圓弧形座；有利于實(shí)現(xiàn)齒輪軸A、齒輪軸B、齒輪軸C的安裝，達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、便于安裝等目的。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，所述齒輪軸A、齒輪軸B、齒輪軸C、蝸桿軸、傳遞齒、大齒輪、蝸桿、蝸輪、小錐齒輪以及大錐齒輪的材質(zhì)采用以Mn和Cr合金元素組成的高錳合金鋼順磁性材料，其重量百分含量如下：C：0.8-1.0％；Si：0.8-1.0％；Cr：2-4％；Mn：10-15％；S：≤0.03％；P：≤0.06％；余量為Fe。使其齒輪軸A、齒輪軸B、齒輪軸C、蝸桿軸、傳遞齒、大齒輪、蝸桿、蝸輪、小錐齒輪以及大錐齒輪具有更好的抗振動性和耐磨損性。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，

所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，其特征在于：具體實(shí)現(xiàn)過程如下：所述齒輪傳動教學(xué)儀用于演示齒輪傳動的教學(xué)；

首先將伺服電機(jī)與電源連接，通過伺服電機(jī)帶動齒輪軸B轉(zhuǎn)動，齒輪軸B再帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，大齒輪轉(zhuǎn)動再帶動傳遞齒轉(zhuǎn)動，通過傳遞齒的轉(zhuǎn)動，帶動齒輪軸C轉(zhuǎn)動，齒輪軸C的轉(zhuǎn)動再帶動蝸輪和小錐齒輪轉(zhuǎn)動；蝸輪和小錐齒輪的轉(zhuǎn)動再分別帶動蝸桿和大錐齒輪轉(zhuǎn)動，大錐齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)再帶動齒輪軸A轉(zhuǎn)動；

在上述過程中由于伺服電機(jī)的速度是可控的，是已知的，并與控制顯示設(shè)備連接，控制顯示設(shè)備顯示出伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度；而齒輪軸A和齒輪軸C轉(zhuǎn)動時(shí)，速度傳感器B和速度傳感器A分別測示出齒輪軸A和齒輪軸C的轉(zhuǎn)動速度，并將速度分別顯示于控制顯示設(shè)備；在本發(fā)明演示的過程中可以展現(xiàn)出圓柱齒輪的傳動，錐齒輪的傳動和渦輪蝸桿的傳動，實(shí)現(xiàn)是三個(gè)不同方式的傳動，同時(shí)所有齒輪的參數(shù)是已知的，學(xué)生可以通過齒輪的參數(shù)計(jì)算出傳動比，從而再通過電機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出個(gè)軸的轉(zhuǎn)速，同時(shí)將計(jì)算出的轉(zhuǎn)速與控制顯示設(shè)備上的速度相對比，看計(jì)算是否合理，讓所學(xué)者更能理解和計(jì)算齒輪傳動的速度。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)一：本發(fā)明提供一種齒輪傳動教學(xué)儀，具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)；能夠生動形象的展示出錐齒輪傳動、圓柱直齒傳動以及蝸輪蝸桿的傳動。

優(yōu)點(diǎn)二：通過合理的設(shè)計(jì)傳動軸和合理的安裝齒輪將錐齒輪傳動、圓柱直齒傳動以及蝸輪蝸桿同時(shí)展示，并且通過合理設(shè)計(jì)速度傳感器，并將獲得的速度通過控制顯示設(shè)備展示出來，讓所學(xué)者更加容易理解，和核對所學(xué)者計(jì)算出的數(shù)據(jù)是否正確。

優(yōu)點(diǎn)三：在使用過程中，本發(fā)明所有齒輪參數(shù)都為已知，通過齒輪的參數(shù)可以計(jì)算出齒輪的傳動比，同時(shí)伺服電機(jī)的速度是可調(diào)是已知的，所有通過伺服電機(jī)的速度和齒輪的傳動比等參數(shù)可以計(jì)算出各齒輪軸的理論轉(zhuǎn)速，同時(shí)將該理論轉(zhuǎn)速與控制顯示設(shè)備顯示的轉(zhuǎn)速相比，看是否計(jì)算正確，增強(qiáng)學(xué)生的好奇心，讓其對齒輪傳動理解更加深刻。

優(yōu)點(diǎn)四：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，安裝和拆卸方便，適合運(yùn)用于各大院校的教學(xué)，制造也容易，原材取材容易，成本低廉，適合大范圍推廣使用。

優(yōu)點(diǎn)五：本發(fā)明可通過控制顯示設(shè)備來控制伺服電機(jī)工作；采用嵌入式和觸摸屏技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸入，為老師和學(xué)生提供更人性化的操作環(huán)境，簡化了操作步驟，因而能提高使用效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述教學(xué)儀整體示意圖

圖2-3是本發(fā)明傳動部分機(jī)箱體組合示意圖

圖4是本發(fā)明箱體對應(yīng)的示意圖

圖5是本發(fā)明傳動部分示意圖

圖6是本發(fā)明控制顯示設(shè)備框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖1-6對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明通過改進(jìn)在此提供一種齒輪傳動教學(xué)儀，如圖1-6所示，可以按照如下方式予以實(shí)施；包括箱體1，該箱體1上通過軸承安裝有齒輪軸A2，在齒輪軸A2上設(shè)置有大錐齒輪15，該大錐齒輪15與小錐齒輪14嚙合，所述小錐齒輪14安裝于齒輪軸C4的端部，在該齒輪軸C4上還設(shè)置有蝸輪13和傳遞齒10，其中蝸輪13位于傳遞齒10和小錐齒輪14中間；

所述箱體1上通過軸承還設(shè)置有齒輪軸B3，該齒輪軸B3上設(shè)置有大齒輪11，改大齒輪11與傳遞齒10嚙合；

所述箱體1上通過軸承還豎直安裝有蝸桿軸9，該蝸桿軸9上的蝸桿12與蝸輪13嚙合。

根據(jù)本發(fā)明所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，所述箱體1為透明材質(zhì)制成。

根據(jù)本發(fā)明所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，所述箱體1的底部具有凹槽16，箱體1自身具有6個(gè)用于安裝齒輪軸A2、齒輪軸B3、齒輪軸C4的半圓弧形座17。

本發(fā)明所述的齒輪傳動教學(xué)儀具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，通過合理的設(shè)計(jì)傳動軸和合理的安裝齒輪，讓所學(xué)者更加容易理解，和核對所學(xué)者計(jì)算出的數(shù)據(jù)是否正確。

根據(jù)本發(fā)明所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，所述齒輪軸A2、齒輪軸B3和齒輪軸C4分別與速度傳感器B8、伺服電機(jī)6和速度傳感器A5連接。

如圖6所示；所述控制顯示設(shè)備7包括中央處理模塊71、信號處理模塊72、A/D轉(zhuǎn)換電路73、電源模塊74、觸摸顯示屏75、以及存儲模塊76；

所述中央處理模塊71分別與A/D轉(zhuǎn)換電路73、電源模塊74以及存儲模塊76連接；其中，信號處理模塊72用于與速度傳感器A5和速度傳感器B8連接，同時(shí)，信號處理模塊72輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路73連接；所述控制顯示設(shè)備7還包括觸摸屏控制模塊77和串口智能顯示終端78；所述中央處理模塊71與串口智能顯示終端78連接；同時(shí)，串口智能顯示終端78與觸摸顯示屏75連接；觸摸顯示屏75通過觸摸屏控制模塊77與中央處理模塊71連接；所述中央處理模塊71與伺服電機(jī)6和指示燈79連接，并控制伺服電機(jī)6和指示燈79的工作。

本發(fā)明所述控制顯示設(shè)備7，對應(yīng)的顯示屏可以為觸摸顯示屏；人員（老師或者學(xué)生）可以在觸摸顯示屏界面進(jìn)行操作；觸摸屏控制模塊采集觸控點(diǎn)坐標(biāo)模擬信號，然后將觸控點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號發(fā)送到中央處理模塊，中央處理模塊接收觸控坐標(biāo)后，根據(jù)坐標(biāo)值解析人員操作行為，然后進(jìn)行相關(guān)處理；中央處理模塊通過串口智能顯示終端向觸摸顯示屏發(fā)送顯示信息。本發(fā)明采用嵌入式和觸摸屏技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸入，同時(shí)可通過控制顯示設(shè)備7來控制伺服電機(jī)6工作；為老師和學(xué)生提供更人性化的操作環(huán)境，簡化了操作步驟，因而能提高使用效率。

本發(fā)明具體實(shí)施如下：

本發(fā)明是用于演示齒輪傳動的教學(xué)，開啟控制顯示設(shè)備7，可由控制顯示設(shè)備7來控制伺服電機(jī)6，通過伺服電機(jī)6帶動齒輪軸B3轉(zhuǎn)動，齒輪軸3再帶動大齒輪11轉(zhuǎn)動，大齒輪11轉(zhuǎn)動再帶動傳遞齒10轉(zhuǎn)動，通過傳遞齒11的轉(zhuǎn)動，帶動齒輪軸C4轉(zhuǎn)動，齒輪軸C4的轉(zhuǎn)動再帶動蝸輪13和小錐齒輪14轉(zhuǎn)動；蝸輪13和小錐齒輪14的轉(zhuǎn)動再分別帶動蝸桿12和大錐齒輪15轉(zhuǎn)動，在大錐齒輪15轉(zhuǎn)動時(shí)再帶動齒輪軸A2轉(zhuǎn)動。

在上述過程中由于伺服電機(jī)6的速度是可控的，是已知的，并與控制顯示設(shè)備7連接，控制顯示設(shè)備7顯示出伺服電機(jī)6的轉(zhuǎn)動速度；而齒輪軸A2和齒輪軸C4轉(zhuǎn)動時(shí)，傳感器C8和傳感器A5分別測示出齒輪軸A2和齒輪軸C4的轉(zhuǎn)動速度，并將速度分別顯示于控制顯示設(shè)備7；在本發(fā)明演示的過程中可以展現(xiàn)出圓柱齒輪的傳動，錐齒輪的傳動和渦輪蝸桿的傳動，實(shí)現(xiàn)是三個(gè)不同方式的傳動，同時(shí)所有齒輪的參數(shù)是已知的，學(xué)生可以通過齒輪的參數(shù)計(jì)算出傳動比，從而再通過電機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出個(gè)軸的轉(zhuǎn)速，同時(shí)將計(jì)算出的轉(zhuǎn)速與控制顯示設(shè)備7上的速度相對比，看計(jì)算是否合理，讓所學(xué)者更能理解和計(jì)算齒輪傳動的速度。

本發(fā)明所述一種齒輪傳動教學(xué)儀，所述齒輪軸A2、齒輪軸B3、齒輪軸C4、蝸桿軸9、傳遞齒10、大齒輪11、蝸桿12、蝸輪13、小錐齒輪14以及大錐齒輪15的材質(zhì)采用以Mn和Cr合金元素組成的高錳合金鋼順磁性材料，其重量百分含量如下：C：0.8-1.0％；Si：0.8-1.0％；Cr：2-4％；Mn：10-15％；S：≤0.03％；P：≤0.06％；余量為Fe。使其齒輪軸A2、齒輪軸B3、齒輪軸C4、蝸桿軸9、傳遞齒10、大齒輪11、蝸桿12、蝸輪13、小錐齒輪14以及大錐齒輪15具有更好的抗振動性和耐磨損性。

本發(fā)明具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便；能夠生動形象的展示出錐齒輪傳動、圓柱直齒傳動以及蝸輪蝸桿的傳動；通過合理的設(shè)計(jì)傳動軸和合理的安裝齒輪將錐齒輪傳動、圓柱直齒傳動以及蝸輪蝸桿同時(shí)展示，并且通過合理設(shè)計(jì)速度傳感器，并將獲得的速度通過控制顯示設(shè)備展示出來，讓所學(xué)者更加容易理解。

所有齒輪參數(shù)都為已知，通過齒輪的參數(shù)可以計(jì)算出齒輪的傳動比，同時(shí)伺服電機(jī)的速度是可調(diào)是已知的，所有通過伺服電機(jī)的速度和齒輪的傳動比等參數(shù)可以計(jì)算出各齒輪軸的理論轉(zhuǎn)速，同時(shí)將該理論轉(zhuǎn)速與控制顯示設(shè)備顯示的轉(zhuǎn)速相比，看是否計(jì)算正確，增強(qiáng)學(xué)生的好奇心，讓其對齒輪傳動理解更加深刻。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。