基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置，包括前板、后板、底座、底板和主軸五大部分，并通過其相互間的連接和運動關系，可將凸輪正轉得到推桿運動規律曲線的功能及其反轉得到凸輪廓線的功能結合于一體，驗證反轉法繪制凸輪廓線的原理，而且平動推桿和擺動推桿可簡單地實現轉換。在擺動推桿中，通過扇形齒輪與齒條間的嚙合，實現了角位移的坐標化。本實用新型專利技術提出的基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置通過簡單的機械結構可以實現各機構間復雜的相對運動，具有靈動輕便，易攜帶，操作簡單，便于演示的優點。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術提供一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置，包括前板、后板、底座、底板和主軸五大部分，并通過其相互間的連接和運動關系，可將凸輪正轉得到推桿運動規律曲線的功能及其反轉得到凸輪廓線的功能結合于一體，驗證反轉法繪制凸輪廓線的原理，而且平動推桿和擺動推桿可簡單地實現轉換。在擺動推桿中，通過扇形齒輪與齒條間的嚙合，實現了角位移的坐標化。本技術提出的基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置通過簡單的機械結構可以實現各機構間復雜的相對運動，具有靈動輕便，易攜帶，操作簡單，便于演示的優點。【專利說明】基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置
本技術涉及教學教具
，具體而言涉及一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置。
技術介紹
現有的用于推桿運動規律演示系統演示系統多是大型的凸輪機構動態測試實驗臺，該實驗臺采用了步進電機驅動系統和高精度光柵尺測量系統可以測量出凸輪的真實運動軌跡及推桿每角度的運動位移，通過手工或計算機軟件可以繪出凸輪的真實廓線及推桿的速度、加速度。而凸輪輪廓形成原理的演示系統幾乎是空白的。 對于凸輪機構動態測試實驗臺存在如下不足:(I)實驗臺整體尺寸大，質量重，不易攜帶，只能安放在專用的實驗室內；(2)實驗臺只能測量凸輪機構中相關運動參數及繪制凸輪的真實廓線，并沒有將凸輪廓線的推導原理——凸輪反轉法實現。(3)實驗臺能進行多種類型凸輪的轉換，但不能實現平、擺動從動件的轉換。
技術實現思路
本技術目的在于提供一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置，通過凸輪正轉得到推桿運動規律和根據反轉法原理由推桿運動規律反求凸輪廓線，基于差動輪系機構實現兩種情況的轉換和比較，真實展現凸輪反轉法原理。 本技術的上述目的通過獨立權利要求的技術特征實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特征。 為達成上述目的，本技術所采用的的技術方案如下: 一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置，包括前板，后板，底座，底板和主軸,其中: 前板上設置有雙聯行星輪，在工作時，該前板作為雙聯行星輪的行星架，雙聯行星輪作為行星輪； 前板上設置有第一導軌-和定位滾子，后板上設置有與第一導軌-配合的第二導軌(_)和與定位滾子配合的滾子槽，第一導軌-與第二導軌-配合限定相對平動，滾子槽與定位滾子配合從而實現前板和后板的軸向定位； 前板上還設置有齒條和扇形齒,齒條在前板的階梯槽內滑動,且齒條和扇形齒嚙合；齒條的一端裝有曲線畫筆/模板滾子，其上固定連接以平動推桿，平動推桿上安裝有模板滾子/曲線畫筆，曲線畫筆和模板滾子的相異組合； 后板上設置有模板導軌，一曲線模板和曲線畫板插入在該模板導軌內并固定，其中一模板導軌上標有基圓大小刻度，另一模板導軌導軌上設置有大頭螺釘用于固定曲線模板或曲線畫板； 曲線模板上設置有一滾子槽位，前述齒條上設置有滾子，滾子可在所述曲線模板的滾子槽位內運動，實現齒條的上下平動； 底板作為整個裝置的支撐架，其上裝有直角架，并與所述底座相固聯，最終實現穩定的支撐； 底板上安裝有步進電機，電機的輸出軸上安裝有一蝸桿和一聯軸器，聯軸器的另一端與一個梅花把手相固聯，渦桿與一渦輪配合，進而驅動后續機構； 主軸為一個空心軸，內部設置一根芯軸，依次安裝有第二太陽輪，第一太陽輪，軸承，渦輪，軸承，第二太陽輪可在主軸上自由轉動，第一太陽輪和渦輪均通過緊定螺釘與主軸固聯，潤輪與電機輸出軸上的蝸桿哨合，將電機輸出的轉動傳遞到主軸上； 芯軸的一端安裝有止推軸承，通過壓緊止推軸承實現主軸和芯軸在底板上的軸向定位; 芯軸通過螺紋連接與載物臺固聯，載物臺通過螺釘與第二太陽輪固聯，如此實現芯軸與第二太陽輪固聯； 后板上設置有齒條，齒條與第二太陽輪嚙合，實現后板的驅動； 載物臺外表面貼有鐵皮，凸輪通過定位銷與載物臺配合，同時凸輪內部嵌入多個磁鐵，用于將凸輪固定在載物臺上； 芯軸的另一端通過圓柱銷與芯軸卡子固聯，通過杠桿卡緊芯軸卡子； 第二太陽輪的一端凸臺上設置有軸承，該軸承外圈與前板配合，該軸承支撐前板的部分重量； 第一太陽輪的另一端凸臺上設置有另一軸承，該軸承外圈與后板配合，該軸承支撐后板的部分重量； 所述主軸上的軸承與一固定軸承組合使用，使主軸在后板上定位； 底板上設置有轉換舵機，舵機輸出軸固聯前述杠桿，杠桿的一端通過銷軸滑動副與一 Y型接頭相連，Y型接頭上過盈配合一插軸，插軸插入前板的定位孔即可固定前板；杠桿的另一端卡入芯軸卡子使芯軸卡緊； 底板上設置有控制電路，用于驅動所述步進電機和轉換舵機。 進一步的實施例中，所述底板上的控制電路為基于單片機控制的編程電路。 進一步的實施例中，所述底板上的控制電路中包括一無線遙控接收設備，用于接收遙控控制信號。 由以上本技術的技術方案可知，本技術的有益效果在于: 1、雙跡互換，將凸輪正轉得到推桿運動規律曲線的功能及其反轉得到凸輪廓線的功能結合于一體，驗證了反轉法繪制凸輪廓線的原理； 2、角度平動，在擺動推桿中，通過扇形齒輪與齒條間的嚙合，實現了角位移的坐標化； 3、從簡觀繁，通過簡單的機械結構可以實現各機構間復雜的相對運動； 4、多功能化，平動推桿和擺動推桿可簡單地實現轉換； 5、小巧靈動，輕便易攜帶；操作簡單，便于演示。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為本技術較優實施例基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置的結構示意圖。 圖2為圖1實施例中前板的結構示意圖。 圖3為圖1實施例中后板的結構示意圖。 【具體實施方式】 為了更了解本技術的
技術實現思路
，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。 如圖1所示，結合圖2和圖3，本實施例公開一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置，其包括前板6，后板14，底座33，底板36和主軸21。 如圖2結合圖1所示,前板6上設置有雙聯行星輪40,在工作時,該前板6作為雙聯行星輪40的行星架，雙聯行星輪40作為行星輪。 前板6上設置有第一導軌34-1和定位滾子7,后板14上設置有與第一導軌34_1配合的第二導軌(34-2)和與定位滾子7配合的滾子槽，第一導軌34-1與第二導軌34-2配合限定相對平動，滾子槽與定位滾子7配合從而實現前板6和后板14的軸向定位。 前板6上還設置有齒條10和扇形齒38,齒條10在前板6的階梯槽內滑動，且齒條10和扇形齒38嚙合；齒條10的一端裝有曲線畫筆11/模板滾子8，其上固定連接以平動推桿9，平動推桿9上安裝有模板滾子8/曲線畫筆11，曲線畫筆11和模板滾子8的相異組合。本實施例中，齒條10在前板6的階梯槽內滑動，如此作為平動推桿9的導向；同時齒條10和扇形齒38嚙合，實現了角位移的坐標化，將擺動推桿的運動規律用坐標曲線表達出來。 通過曲線畫筆和模板滾子的相異組合，實現凸輪正轉得到推桿運動規律和根據反轉法原理由推桿運動規律反求凸輪廓線。 如圖3結合圖1所不，后板14上設置有模板導軌13,—曲線模板41和曲線畫板12插入在該模板導軌13內并固定，其中一模板導軌上標有基圓大小刻度，另一模板導軌導軌上設置有大頭螺釘本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置，其特征在于，包括前板(6)，后板(14)，底座(33)，底板(36)和主軸(21)，其中：前板(6)上設置有雙聯行星輪(40)，在工作時，該前板(6)作為雙聯行星輪(40)的行星架，雙聯行星輪(40)作為行星輪；前板(6)上設置有第一導軌(34?1)和定位滾子(7)，后板(14)上設置有與第一導軌(34?1)配合的第二導軌(34?2)和與定位滾子(7)配合的滾子槽，第一導軌(34?1)與第二導軌(34?2)配合限定相對平動，滾子槽與定位滾子(7)配合從而實現前板(6)和后板(14)的軸向定位；前板(6)上還設置有齒條(10)和扇形齒(38)，齒條(10)在前板(6)的階梯槽內滑動，且齒條(10)和扇形齒(38)嚙合；齒條(10)的一端裝有曲線畫筆(11)/模板滾子(8)，其上固定連接以平動推桿(9)，平動推桿(9)上安裝有模板滾子(8)/曲線畫筆(11)，曲線畫筆(11)和模板滾子(8)的相異組合；后板(14)上設置有模板導軌(13)，一曲線模板(41)和曲線畫板(12)插入在該模板導軌(13)內并固定，其中一模板導軌上標有基圓大小刻度，另一模板導軌導軌上設置有大頭螺釘(42)用于固定曲線模板或曲線畫板；曲線模板(41)上設置有一滾子槽位，前述齒條(10)上設置有滾子(8)，滾子(8)可在所述曲線模板(41)的滾子槽位內運動，實現齒條(10)的上下平動；底板(36)作為整個裝置的支撐架，其上裝有直角架(32)，并與所述底座(33)相固聯，最終實現穩定的支撐；底板(36)上安裝有步進電機(18)，電機的輸出軸上安裝有一蝸桿(19)和一聯軸器，聯軸器的另一端與一個梅花把手相固聯，渦桿(19)與一渦輪(20)配合，進而驅動后續機構；主軸(21)為一個空心軸，內部設置一根芯軸(22)，依次安裝有第二太陽輪(5)，第一太陽輪(15)，軸承(17)，渦輪(20)，軸承(26)，第二太陽輪(5)可在主軸上自由轉動，第一太陽輪(15)和渦輪(20)均通過緊定螺釘與主軸固聯，渦輪(20)與電機輸出軸上的蝸桿(19)嚙合，將電機輸出的轉動傳遞到主軸(21)上；芯軸(22)的一端安裝有止推軸承(23)，通過壓緊止推軸承(23)實現主軸(21)和芯軸(22)在底板(36)上的軸向定位；芯軸(22)通過螺紋連接與載物臺(2)固聯，載物臺(2)通過螺釘(3)與第二太陽輪(5)固聯，如此實現芯軸(22)與第二太陽輪(5)固聯；后板(14)上設置有齒條(35)，齒條(35)與第二太陽輪(5)嚙合，實現后板(14)的驅動；載物臺(2)外表面貼有鐵皮，凸輪(1)通過定位銷與載物臺(2)配合，同時凸輪(1)內部嵌入多個磁鐵，用于將凸輪(1)固定在載物臺(2)上；芯軸(22)的另一端通過圓柱銷(25)與芯軸卡子(24)固聯，通過杠桿(28)卡緊芯軸卡子(24)；第二太陽輪(5)的一端凸臺上設置有軸承(4)，該軸承(4)外圈與前板(6)配合，該軸承(4)支撐前板(6)的部分重量；第一太陽輪(15)的另一端凸臺上設置有另一軸承(16)，該軸承(16)外圈與后板(14)配合，該軸承(16)支撐后板(14)的部分重量；所述主軸(20)上的軸承(17)與一固定軸承(26)組合使用，使主軸(20)在后板(14)上定位；底板(36)上設置有轉換舵機(27)，舵機輸出軸固聯前述杠桿(28)，杠桿(28)的一端通過銷軸滑動副與一Y型接頭(29)相連，Y型接頭(29)上過盈配合一插軸(30)，插軸(30)插入前板(6)的定位孔即可固定前板()6；杠桿(28)的另一端卡入芯軸卡子(24)使芯軸(22)卡緊；底板(36)上設置有控制電路，用于驅動所述步進電機[18]和轉換舵機[27]。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉雪松，朱立坤，韓旭，吳韻婷，孫錫亮，范元勛，陶衛軍，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：新型
國別省市：江蘇;32