[实用新型]实心圆轴扭转变形演示教具

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学用具，用于演示实心圆轴扭转变形的教具。

背景技术

结合图1、图2所示，实心圆轴扭转变形特点是：各横截面象刚性圆盘似地绕轴线发生相对转动，且截面之间的距离不变。但是，在实际教学过程中，仅靠理论讲授学生感觉不真实、不直观生动、不容易理解，往往达不到希望的效果，给教师的教学带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种演示教具，能直观、形象地展示实心圆轴扭转变形的现象，以便于学生观察、理解。

为达上述目的，本实用新型提供的一种实心圆轴扭转变形演示教具，包括一个支撑架（1）、两个盖板（2）和一个弹性橡胶棒（3），所述弹性橡胶棒（3）由中部的实心圆轴体（3a）、对称设置在实心圆轴体（3a）两端的横截面为方形的夹持部（3b）构成，在实心圆轴体（3a）的外圆周面上设置有至少三条平行于轴线并等距分布的纵向线（3c）和至少三条垂直于轴线并等距分布的圆周线（3d），将实心圆轴体（3a）的外圆周面分割成若干方格，所述支撑架（1）整体呈“L”形，由底座（1a）、对称设置在底座（1a）左右两侧的支座（1b）构成，每个支座（1b）的上方设置有一个所述盖板（2），且支撑架（1）与盖板（2）通过螺栓（4）锁紧在一起，所述支座（1b）的上端开有第一半圆形缺口（A），盖板（2）的下端开有第二半圆形缺口（B），所述实心圆轴体（3a）夹持在第一半圆形缺口（A）与第二半圆形缺口（B）围成的圆孔内，在每个盖板（2）的内、外壁上均设置有环绕所述圆孔的角度刻线。

优选为，所述角度刻线的起点位于第二半圆形缺口（B）中部的正上方，所有纵向线（3c）中有一条突出显示。使用时，突出显示的纵向线与角度刻线的起点重合，更能定量显示出实心圆轴体材料变形与转动角度的关系。

在弹性橡胶棒的实心圆轴体的外圆周面上设置多条平行于轴线并等距分布的纵向线和多条垂直于轴线并等距分布的圆周线，从而在实心圆轴体的外表面形成许多方格。弹性橡胶棒两端的夹持部，可插入扭力扳手的套筒内，通过扭力扳手对弹性橡胶棒施加一对大小相等，方向相反的力偶，会发现弹性橡胶棒表面发生如下变化：（1）各垂直于轴线的圆周线发生相对转动，但形状、大小、相互距离均无变化，说明实心圆轴纵向与横向均无变形即横截面上无正应力；（2）各平行于轴线的纵向线倾斜了相同的微小角度，原来的方格均变为平面四边形，但平行于轴线的纵向线仍近似为直线，说明实心圆轴截面上各点相对转动，发生剪切变形即横截面上有剪应力，其方向与半径垂直。

本实用新型的有益效果是：能够直观、形象地展示实心圆轴在扭转时的变形情况、以及扭力变化与材料变形的关系，以便于学生观察、理解并掌握其变化过程和原理，并且结构简单，操作方便。

附图说明

图1是实心圆轴扭转前的示意图。

图2是实心圆轴扭转变形后的示意图。

图3是本实用新型的结构示意图。

图4是图3的C-C剖视图。

图5是图3的分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

结合图3——图5所示的实心圆轴扭转变形演示教具，由一个支撑架1、两个盖板2、一个弹性橡胶棒3和若干螺栓4组成。弹性橡胶棒3由中部的实心圆轴体3a、对称设置在实心圆轴体3a两端的夹持部3b构成，夹持部3b的横截面为方形，与扭力扳手的套筒匹配。在实心圆轴体3a的外圆周面上设置有若干条平行于轴线并等距分布的纵向线3c、若干条垂直于轴线并等距分布的圆周线3d，将实心圆轴体3a的外圆周面分割成若干方格。为保证演示效果，纵向线3c、圆周线3d至少各为三条。

支撑架1整体呈“L”形，由底座1a、对称设置在底座1a左右两侧的支座1b构成，每个支座1b的上方设置有一个盖板2，且支撑架1与盖板2通过螺栓4锁紧在一起。支座1b的上端开有第一半圆形缺口A，盖板2的下端开有第二半圆形缺口B，实心圆轴体3a夹持在第一半圆形缺口A与第二半圆形缺口B围成的圆孔内，在每个盖板2的内、外壁上均设置有环绕圆孔的角度刻线。

最好是，角度刻线的起点位于第二半圆形缺口B中部的正上方，所有纵向线3c中有一条突出显示，可以用红色或线条加粗的方式突出显示其中一条纵向线3c。