本發(fā)明屬于一種離合機構，特別涉及一種鉸鏈四桿機構實驗教具中使曲柄連桿合二為一的螺旋卡環(huán)離合機構。

背景技術：

百年大計，教育為本。隨著人們對教育的日益重視，教育教學質量成為人們越發(fā)關注的問題，鉸鏈四桿機構是機械原理的一個重點，也是一個難點，如何把枯燥乏味、晦澀難懂的這部分原理讓學生輕松的掌握，是每位教師面臨的一個難題，而目前的實驗教具形式老套單一、缺乏動感，鉸鏈四桿機構原理不能形象活潑的演示給學生，這和當代大學生生動活潑的天性完全不符。

為了激發(fā)學生的興趣，調動學生積極性，挖掘學生的潛能，增強學生的創(chuàng)造力，激活學生的創(chuàng)新思維，將書本上晦澀難懂的枯燥的知識點具體化、生動化、形象化，并將學生學習的知識碎片整理融合為一體從而更好的應用于現(xiàn)實生活中，設計出能夠使課堂教學更加豐富、更具吸引力的機械實驗平臺——鉸鏈四桿機構實驗平臺。該平臺可將曲柄搖桿、雙曲柄、雙搖桿四桿機構和雙曲柄滑塊機構（兩套曲柄滑塊機構）完美動感的融合在一起，通過絲桿螺母漸變伸縮機構改變四桿機構中桿的長度、螺旋卡環(huán)離合機構實現(xiàn)曲柄連桿兩桿合一和單向滑塊機構保證機構單向滑動，進而實現(xiàn)雙曲柄、曲柄搖桿、雙搖桿和雙曲柄滑塊之間的自由夢幻動感變換，整個平臺在雙曲柄滑塊狀態(tài)時在光桿上可隨意的向上奔騰。

動感切換的鉸鏈四桿機構的幾種狀態(tài)分別如下：

（1）第一種狀態(tài)：當電機帶動伸縮曲柄轉動時，通過伸縮曲柄內部絲桿螺母漸變伸縮機構使伸縮曲柄逐漸縮短，當伸縮曲柄由21cm縮短到18.2cm的過程中一直展示雙曲柄機構狀態(tài)。

（2）第二種狀態(tài)：當四桿機構處于雙曲柄機構的臨界點時，伸縮曲柄的長度為18.2cm，此時，剛好從雙曲柄機構向曲柄搖桿機構轉化，伸縮曲柄的長度通過伸縮曲柄內部絲桿螺母漸變伸縮機構在電機的驅動下仍在縮短，當伸縮曲柄的長度縮短到15.4cm時，伸縮曲柄內部絲桿螺母漸變伸縮機構的螺母便在螺桿的無螺紋段空轉，伸縮曲柄不再縮短，這個過程四桿機構一直演示曲柄搖桿機構狀態(tài)。

（3）第三種狀態(tài)：當曲柄搖桿演示一定時間后，連桿與曲柄通過螺旋卡環(huán)離合機構共線合并為一根桿，四桿機構變換成了由A、B兩單向上、下滑塊、光滑導桿和連架桿組成的雙曲柄滑塊機構狀態(tài)，A、B單向滑塊只能向上滑，不能向下滑，這時演示的雙曲柄滑塊機構能蠕動的沿滑動所在的光滑導桿動感上爬。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為使連桿和曲柄合二為一，疊加共線輕松對接固連為一根桿，從而為曲柄搖桿機構狀態(tài)自由動感切換到雙曲柄滑塊機構狀態(tài)做準備，本發(fā)明在曲柄的一端孔內設計了螺旋卡環(huán)離合機構。

本發(fā)明的技術方案是：一種螺旋卡環(huán)離合機構，其本體主要由曲柄（曲柄由曲柄桿套和曲柄桿芯組成），連桿，軸承一，螺桿，壓縮彈簧，卡環(huán)旋鈕，卡環(huán)螺釘，鍵一，軸承二，卡環(huán)底座和鍵二組成。

其特征在于:所述的螺旋卡環(huán)離合機構，其本體主要由螺桿、卡環(huán)旋鈕、卡環(huán)底座和壓縮彈簧組成，螺桿左端有一段螺紋，右端一段無螺紋，螺桿的一端與卡環(huán)底座的孔通過鍵一固結，卡環(huán)底座和連桿通過鍵二固結，壓縮彈簧套裝在螺桿上，右端緊靠卡環(huán)旋鈕，左端緊靠螺桿的軸肩，卡環(huán)旋鈕和螺桿通過螺紋連接組成螺紋副，卡環(huán)螺釘下端和卡環(huán)旋鈕固結，卡環(huán)螺釘上端處在曲柄的滑槽內，與滑槽組成大間隙配合，卡環(huán)螺釘可在曲柄的滑槽內自由滑動，連桿和螺桿固結為一體，螺桿和卡環(huán)底座分別經(jīng)滾動軸承一和滾動軸承二安裝在曲柄孔內。

本發(fā)明的有益效果是：該機構使連桿和曲柄輕松合二為一，并自動對接固連為一根桿，從而為曲柄搖桿機構狀態(tài)自由動感切換到雙曲柄滑塊機構狀態(tài)做準備。該機構結構新穎，精致，造價低廉。

附圖說明

圖1是鉸鏈四桿機構綜合實驗平臺總三維造型圖；

圖2是螺旋卡環(huán)離合機構（二桿合一機構）二維主視圖；

圖3是螺旋卡環(huán)離合機構（二桿合一機構）三維示意圖；

圖4是螺旋卡環(huán)離合機構（二桿合一機構）三維局部剖視圖；

圖5是螺桿三維示意圖；

圖6是卡環(huán)旋鈕三維示意圖；

圖7是卡環(huán)底座三維示意圖；

圖8是螺旋卡環(huán)離合機構安裝孔三維示意圖；

其中，

1.單向滑塊A，2. 光滑導桿，3－套筒，4.電動機，5.聯(lián)軸器，6. 小減速齒輪，7.軸承支座，8.單向滑塊B，9.大減速齒輪，10.支撐板，11. 伸縮曲柄， 12.連桿，13.連架桿，14.L支架， 16.固定軸 ，23.曲柄桿套，24. 螺旋卡環(huán)離合機構，25.曲柄桿芯， 26.軸承一，27.螺桿，28.彈簧，29.卡環(huán)旋鈕，30.卡環(huán)螺釘，31.鍵一，32.軸承二，33.卡環(huán)底座，34.鍵二，35.螺旋卡環(huán)離合機構安裝孔，36.滑槽。

具體實施方式

如圖1～圖8，為使連桿12和伸縮曲柄11（伸縮曲柄11由曲柄桿套23和曲柄桿芯25組成）合二為一，疊加共線輕松對接固連為一根桿，并為演示雙曲柄滑塊機構狀態(tài)做準備，在伸縮曲柄11的桿芯25的一端孔35內設計了螺旋卡環(huán)離合機構24，該機構主要由螺桿27、卡環(huán)旋鈕29、卡環(huán)底座33、彈簧28組成，螺桿27左端有一段螺紋，右端一段無螺紋，螺桿27的一端與卡環(huán)底座33的孔通過鍵一31固結，卡環(huán)底座33和連桿12通過鍵二34固結，彈簧28裝套在螺桿27上，右端緊靠卡環(huán)旋鈕29，左端緊靠螺桿27的軸肩，卡環(huán)旋鈕29和螺桿27通過螺紋連接組成螺紋副，卡環(huán)螺釘30下端和卡環(huán)旋鈕29固結，卡環(huán)螺釘30上端處在伸縮曲柄11桿芯25的滑槽36內，與桿芯25的滑槽36組成大間隙配合，卡環(huán)螺釘30可在伸縮曲柄11桿芯25的滑槽36內自由滑動，連桿12和螺桿27固結為一體，螺桿27和卡環(huán)底座33分別經(jīng)軸承一26和軸承二32安裝在伸縮曲柄桿芯25孔內。當連桿12和伸縮曲柄11有相對轉動時，卡環(huán)旋鈕29通過卡環(huán)螺釘30隨外部的伸縮曲柄11同步轉動，卡環(huán)旋鈕29通過螺紋副便在螺桿27上軸向向右（卡環(huán)旋鈕29順時針轉動時）或向左（卡環(huán)旋鈕29逆時針轉動時）移動，同時卡環(huán)螺釘30在伸縮曲柄11桿芯25滑槽內軸向滑動，當卡環(huán)旋鈕29順時針轉動時便在螺桿27上向右移動，一旦螺紋配合部分傳動完時，在彈簧28作用下，卡環(huán)旋鈕29快速向右移動，卡環(huán)旋鈕29和卡環(huán)底座33便迅速扣合，此時卡環(huán)旋鈕29的凸臺與卡環(huán)底座33的凸臺旋合在一起，連桿12和伸縮曲柄11合二為一輕松對接固連為一根桿，當把卡環(huán)旋鈕29通過卡環(huán)螺釘30向左移動并反方向轉動時，卡環(huán)旋鈕29和卡環(huán)底座33便分離，連桿12和伸縮曲柄11隨之也分離。