一種多功能凸輪演示教具制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種凸輪演示裝置,可以快速畫出凸輪裝置中移動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線，并且可以根據(jù)已有的運(yùn)動(dòng)曲線來反向畫出凸輪理論輪廓線。本發(fā)明專利技術(shù)將凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞分解成水平方向和豎直方向來生成運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線，并且通過跟蹤從動(dòng)件位移曲線，反向傳遞運(yùn)動(dòng)來畫出凸輪理論輪廓線。本發(fā)明專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，可解決教師在凸輪機(jī)構(gòu)教學(xué)中不方便演示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程以及學(xué)生不易理解課程內(nèi)容的問題，教師可方便快速的繪制從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線以及凸輪輪廓線，便于學(xué)生的觀看和對(duì)凸輪知識(shí)的理解，具有較高的推廣價(jià)值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種多功能凸輪演示教具
本專利技術(shù)涉及的是一種課堂教學(xué)裝置，尤其涉及一種凸輪演示裝置，一種可以快速畫出凸輪裝置中移動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線的裝置，并且可以根據(jù)已畫好的運(yùn)動(dòng)曲線來反向快速畫出凸輪理論輪廓線。
技術(shù)介紹
在機(jī)械課程教學(xué)中，關(guān)于凸輪的教學(xué)方式比較單一，往往是通過教科書例題和平面圖形來演示，靜態(tài)的平面圖形演示比較抽象，學(xué)生難以理解凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及凸輪輪廓曲線生成過程。在教師講解的過程中很難通過純手工方式精確的畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線和凸輪的輪廓曲線，而且演示過程較費(fèi)時(shí)。有時(shí)教師會(huì)通過CAD來演示運(yùn)動(dòng)曲線和輪廓線的生成過程，這也就需要一定的畫圖技巧，并且需要配備裝有CAD類軟件的電腦。有時(shí)教師會(huì)通過一些動(dòng)畫來演示凸輪機(jī)構(gòu)，但動(dòng)畫模型和實(shí)物存在一定的差異，不利于建立相關(guān)的機(jī)械概念。而實(shí)驗(yàn)室的凸輪儀器往往比較笨重，功能單一，不方便攜帶且達(dá)不到教學(xué)效果。這些都給凸輪教學(xué)帶來了不便，因此專利技術(shù)一種簡(jiǎn)單、便于攜帶的可以展示凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線和凸輪輪廓曲線的教學(xué)用具勢(shì)在必行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單輕便的多功能凸輪演示裝置，讓教師方便且快速的繪制從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線以及凸輪輪廓線，也便于學(xué)生的觀看和對(duì)凸輪輪廓行程原理的理解。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種多功能凸輪演示教具，包括一個(gè)演示凸輪（2），帶豎直長(zhǎng)桿的齒條（1），附有圓柱齒輪的轉(zhuǎn)盤（3），帶水平長(zhǎng)桿的移動(dòng)從動(dòng)件（4），可移動(dòng)筆套（5），縱向滑道（6），水平滑道（7）；所述齒條（1）在水平滑道（7）內(nèi)滑動(dòng)，所述演示凸輪（2）安裝在轉(zhuǎn)盤（3）上，所述轉(zhuǎn)盤（3）上設(shè)置鍵槽（12），使得演示凸輪（2）隨著轉(zhuǎn)盤（3）轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)盤（3）背后設(shè)置齒輪（9），所述齒輪（9）與齒條（1）形成齒輪齒條副，兩者配合關(guān)系將角度變量與直線距離變化量相互轉(zhuǎn)化；所述移動(dòng)從動(dòng)件（4）的下端面與演示凸輪（2）的輪廓面接觸，形成凸輪副，隨著演示凸輪（2）的轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)從動(dòng)件（4）在縱向滑道（6）里上下滑動(dòng)，所述移動(dòng)從動(dòng)件（4）的長(zhǎng)桿與齒條（1）的長(zhǎng)桿相互垂直，所述可移動(dòng)筆套（5）設(shè)置在兩根長(zhǎng)桿的交界處，可移動(dòng)筆套（5）上設(shè)置粉筆孔（16），所述粉筆孔（16）內(nèi)安裝有粉筆（8）；功能一：演示凸輪（2）裝在轉(zhuǎn)盤（3）上，隨著轉(zhuǎn)盤（3）一起轉(zhuǎn)動(dòng)，帶長(zhǎng)桿的齒條（1）驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤（3）轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)演示凸輪（2）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就帶動(dòng)移動(dòng)從動(dòng)件（4）垂直運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)筆套（5）的平面運(yùn)動(dòng)；功能二：取下演示凸輪（2），在移動(dòng)從動(dòng)件（4）的與轉(zhuǎn)盤（3）接觸處設(shè)置鉛筆（20），驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)筆套（5）做沿軌跡運(yùn)動(dòng)，從而使鉛筆（20）在轉(zhuǎn)盤（3）上留下凸輪理論輪廓線。上述可移動(dòng)筆套（5）上有一個(gè)豎直孔（14）和一個(gè)水平孔（15），移動(dòng)從動(dòng)件（4）上的水平桿插入水平孔（15），齒條（1）上的豎直桿插入豎直孔（14），可移動(dòng)筆套（5）的運(yùn)動(dòng)就分解成垂直方向和水平方向，在兩長(zhǎng)桿的驅(qū)動(dòng)下，運(yùn)動(dòng)軌跡為一條曲線。上述可移動(dòng)筆套（5）上還設(shè)置一個(gè)抓柄（13），方便在功能二中用手來跟蹤黑板上曲線。上述水平滑道（7）和縱向滑道（6）背后都附有吸鐵石，可將裝置吸附在黑板上，齒條（1）和移動(dòng)從動(dòng)件（4）被約束在其中運(yùn)動(dòng)，水平滑道（7）上的孔用于配合轉(zhuǎn)盤（3）背后的轉(zhuǎn)軸面（10），則轉(zhuǎn)盤（3）約束在黑板上轉(zhuǎn)動(dòng)。上述轉(zhuǎn)盤（3）的表面，刻有坐標(biāo)線（11），有表示角度的坐標(biāo)和數(shù)字。本專利技術(shù)包括一個(gè)演示凸輪，一個(gè)帶豎直長(zhǎng)桿的齒條，與齒條配合的是一個(gè)附有圓柱齒輪的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤正面有安放凸輪軸的鍵槽，盤面上刻有坐標(biāo)軸和角度，目的是在反向畫凸輪輪廓線時(shí)方便確定凸輪輪廓線初始基圓和偏距圓大小以及確定轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的角度。轉(zhuǎn)盤面背后的圓柱齒輪與齒條嚙合傳動(dòng)類似純滾動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，齒條也相應(yīng)的前進(jìn)或者后退一定距離，反之當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒條前進(jìn)或退后一定距離，轉(zhuǎn)盤也就相應(yīng)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，因此齒輪齒條運(yùn)動(dòng)副實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和平移的相互轉(zhuǎn)化。帶水平長(zhǎng)桿的移動(dòng)從動(dòng)件下端面和凸輪配合形成凸輪副。可移動(dòng)粉筆套有兩個(gè)矩形孔分別插入齒條上的長(zhǎng)桿和從動(dòng)件上的長(zhǎng)桿，由于兩長(zhǎng)桿相互垂直，所以便可以驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)粉筆套在水平和豎直兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)，從而轉(zhuǎn)化成曲線。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪也就轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)從動(dòng)件上下移動(dòng)，同時(shí)齒條也移動(dòng)相應(yīng)的距離，可移動(dòng)粉筆套插上粉筆便可以快速而準(zhǔn)確的畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線。當(dāng)把凸輪摘下，從動(dòng)件底部孔內(nèi)塞入鉛筆，將可移動(dòng)粉筆套跟著黑板上已有的曲線移動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)從粉筆套傳遞給了從動(dòng)件和齒條，然后從齒條傳遞給轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的同時(shí)從動(dòng)件上下運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件底部的鉛筆便可以快速在轉(zhuǎn)盤上畫出凸輪理論輪廓線。水平滑道背面開有孔，用于固定轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸。水平滑道和縱向滑道背面都附有強(qiáng)力吸鐵石，用于將整個(gè)裝置固定在黑板上方便教師操作和學(xué)生觀看。其中改變縱向滑道相對(duì)于水平滑道的位置，可以在功能二中調(diào)節(jié)凸輪的初始偏距圓和基圓大小。由以上所述的技術(shù)方案，教具的功能一就是通過已有凸輪在黑板上方便且快速準(zhǔn)確地畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線，教具功能二就是通過黑板上已有的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線，再給定凸輪的初始基圓和偏距圓，便可方便且快速準(zhǔn)確的在轉(zhuǎn)盤上生成凸輪理論輪廓線。附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來詳細(xì)說明本專利技術(shù)；圖1為本專利技術(shù)正面外觀示意圖；圖2為本專利技術(shù)背面外觀示意圖；圖3為轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4為轉(zhuǎn)盤表面坐標(biāo)線與鍵槽的示意圖；圖5為可移動(dòng)筆套結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為可移動(dòng)筆套上粉筆孔的示意圖；圖7為本專利技術(shù)功能一效果圖；圖8為本專利技術(shù)功能二效果圖；圖9為圖8放大后觀察從動(dòng)件下端圓孔的示意圖；附圖標(biāo)記1、齒條，2、演示凸輪，3、轉(zhuǎn)盤，4、移動(dòng)從動(dòng)件，5、可移動(dòng)筆套，6、縱向滑道，7、水平滑道，8、粉筆，9、齒輪，10、轉(zhuǎn)軸面，11、坐標(biāo)線，12、鍵槽，13、抓柄，14、豎直孔，15、水平孔，16、粉筆孔，17、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲線，18、凸輪理論輪廓線曲線，19、跟蹤路徑曲線，20、鉛筆。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)。如圖1所示，在使用凸輪教具功能一時(shí)，將演示凸輪2安裝在轉(zhuǎn)盤3上，如圖4所示，轉(zhuǎn)盤3上有鍵槽12，這樣演示凸輪2就可以隨著轉(zhuǎn)盤3一起轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3所示，轉(zhuǎn)盤3背后有齒輪9，可與齒條1形成齒輪齒條副，兩者配合關(guān)系可將角度變量與直線距離變化量相互轉(zhuǎn)化。移動(dòng)從動(dòng)件4下端面和凸輪輪廓面接觸，形成凸輪副，隨著凸輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)從動(dòng)件4將在縱向滑道6里上下滑動(dòng)。移動(dòng)從動(dòng)件4和齒條1都帶有長(zhǎng)桿，兩者相互垂直，可移動(dòng)筆套5就套在這兩根桿的交界處，如圖5所示，可移動(dòng)筆套5上有一個(gè)豎直孔14和一個(gè)水平孔15，移動(dòng)從動(dòng)件4上的水平桿插入水平孔15，齒條1上的豎直桿插入豎直孔14，因此可移動(dòng)筆套5的運(yùn)動(dòng)就分解成垂直方向和水平方向，在兩長(zhǎng)桿的驅(qū)動(dòng)下，運(yùn)動(dòng)軌跡為一條曲線；另外可移動(dòng)筆套5上有抓柄13，方便在功能二中用手來跟蹤黑板上曲線。如圖2所示，水平滑道7和縱向滑道6背后都附有強(qiáng)力吸鐵石，可將裝置吸附在黑板上，齒條1和從移動(dòng)從動(dòng)件4被約束在其中運(yùn)動(dòng)，水平滑道7上的孔用于配合轉(zhuǎn)盤3背后的轉(zhuǎn)軸面10，則轉(zhuǎn)盤3約束在黑板上轉(zhuǎn)動(dòng)。粉筆8插在可移動(dòng)筆套5的粉筆孔16上，可在在黑板上留下痕跡。如圖3所示，在轉(zhuǎn)盤3的表面，刻有坐標(biāo)線11，有表示角度的坐標(biāo)和數(shù)字，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多功能凸輪演示教具，其特征在于：包括一個(gè)演示凸輪（2），帶豎直長(zhǎng)桿的齒條（1），附有圓柱齒輪的轉(zhuǎn)盤（3），帶水平長(zhǎng)桿的移動(dòng)從動(dòng)件（4），可移動(dòng)筆套（5），縱向滑道（6），水平滑道（7）；所述齒條（1）在水平滑道（7）內(nèi)滑動(dòng)，所述演示凸輪（2）安裝在轉(zhuǎn)盤（3）上，所述轉(zhuǎn)盤（3）上設(shè)置鍵槽（12），使得演示凸輪（2）隨著轉(zhuǎn)盤（3）轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)盤（3）背后設(shè)置齒輪（9），所述齒輪（9）與齒條（1）形成齒輪齒條副，兩者配合關(guān)系將角度變量與直線距離變化量相互轉(zhuǎn)化；所述移動(dòng)從動(dòng)件（4）的下端面與演示凸輪（2）的輪廓面接觸，形成凸輪副，隨著演示凸輪（2）的轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)從動(dòng)件（4）在縱向滑道（6）里上下滑動(dòng)，所述移動(dòng)從動(dòng)件（4）的長(zhǎng)桿與齒條（1）的長(zhǎng)桿相互垂直，所述可移動(dòng)筆套（5）設(shè)置在兩根長(zhǎng)桿的交界處，可移動(dòng)筆套（5）上設(shè)置粉筆孔（16），所述粉筆孔（16）內(nèi)安裝有粉筆（8）；?功能一：演示凸輪（2）裝在轉(zhuǎn)盤（3）上，隨著轉(zhuǎn)盤（3）一起轉(zhuǎn)動(dòng)，帶長(zhǎng)桿的齒條（1）驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤（3）轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)演示凸輪（2）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就帶動(dòng)移動(dòng)從動(dòng)件（4）垂直運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)筆套（5）的平面運(yùn)動(dòng)；功能二：取下演示凸輪（2），在移動(dòng)從動(dòng)件（4）的與轉(zhuǎn)盤（3）接觸處設(shè)置鉛筆（20），驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)筆套（5）做沿軌跡運(yùn)動(dòng)，從而使鉛筆（20）在轉(zhuǎn)盤（3）上留下凸輪理論輪廓線。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多功能凸輪演示教具，其特征在于：包括一個(gè)演示凸輪（2），帶豎直長(zhǎng)桿的齒條（1），附有圓柱齒輪的轉(zhuǎn)盤（3），帶水平長(zhǎng)桿的移動(dòng)從動(dòng)件（4），可移動(dòng)筆套（5），縱向滑道（6），水平滑道（7）；所述齒條（1）在水平滑道（7）內(nèi)滑動(dòng)，所述演示凸輪（2）安裝在轉(zhuǎn)盤（3）上，所述轉(zhuǎn)盤（3）上設(shè)置鍵槽（12），使得演示凸輪（2）隨著轉(zhuǎn)盤（3）轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)盤（3）背后設(shè)置齒輪（9），所述齒輪（9）與齒條（1）形成齒輪齒條副，兩者配合關(guān)系將角度變量與直線距離變化量相互轉(zhuǎn)化；所述移動(dòng)從動(dòng)件（4）的下端面與演示凸輪（2）的輪廓面接觸，形成凸輪副，隨著演示凸輪（2）的轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)從動(dòng)件（4）在縱向滑道（6）里上下滑動(dòng)，所述移動(dòng)從動(dòng)件（4）的長(zhǎng)桿與齒條（1）的長(zhǎng)桿相互垂直，所述可移動(dòng)筆套（5）設(shè)置在兩根長(zhǎng)桿的交界處，可移動(dòng)筆套（5）上設(shè)置粉筆孔（16），所述粉筆孔（16）內(nèi)安裝有粉筆（8）；功能一：演示凸輪（2）裝在轉(zhuǎn)盤（3）上，隨著轉(zhuǎn)盤（3）一起轉(zhuǎn)動(dòng)，帶長(zhǎng)桿的齒條（1）驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤（3）轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)演示凸輪（2）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就帶動(dòng)移動(dòng)從動(dòng)件（4）垂直運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)筆套（5）的平面運(yùn)動(dòng)；功能二：取下演示...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張洪雙，李元良，丁杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河海大學(xué)常州校區(qū)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32