[发明专利]一种摆动从动件盘型凸轮机构多功能实验教学仪器及实验方法

权利要求书

1.一种摆动从动件盘型凸轮机构多功能实验教学仪器，其特征在于，包括支架组件(Z)、底板组件(D)、盘型凸轮组件(T)和摆动从动件组件(B)；其中支架组件(Z)包括支架底板(Z1)、弧形支架(Z2)；底板组件(D)包括底板(D1)和环形码盘(D3)；盘型凸轮组件(T)包括盘型凸轮(T1)、轴承(T2)、码盘指针(T3)、手柄(T4)、凸轮锁紧螺钉(T5)、手柄连接件(T6)、手柄锁紧螺钉(T7)、轴承内圈挡圈(T8)；摆动从动件组件(B)包括摆杆支架(B1)、扇形码盘(B2)、摆杆(B3)、摆杆弹簧挂钩(B5)、摆杆限位螺母(B6)、摆杆联接组件(L)、弹簧(B7)、摆杆支架锁定螺钉(B8)、摆杆支架弹簧挂钩(B9)；

所述支架组件(Z)中的弧形支架(Z2)与支架底板(Z1)上的安装槽形成过渡配合并进行位置约束；所述弧形支架(Z2)内加工成弧形凹槽(Z4)；所述弧形凹槽(Z4)与底板组件(D)同心，所述底板组件(D)置于弧形凹槽(Z4)中通过凹槽两平行弧面建立约束；所述底板(D1)上加工有轴承外圈定位结构(D4)；所述底板(D1)上贴有环形码盘(D3)；

所述盘型凸轮组件(T)通过轴承(T2)与底板组件(D)进行装配，所述轴承(T2)内圈与盘型凸轮(T1)过渡配合，所述盘型凸轮(T1)的凸轮轴(T9)呈阶梯状，安装有轴承内圈挡圈(T8)，所述轴承内圈挡圈(T8)限制轴承(T2)在凸轮轴(T9)上近凸轮侧的轴向位置，同时隔开摆杆支架(B1)；所述盘型凸轮(T1)面板上安装所述码盘指针(T3)；所述轴承(T2)内圈的另一侧由所述手柄连接件(T6)限位，所述手柄连接件(T6)安装在凸轮轴(T9)末端，并通过手柄锁紧螺钉(T7)可拆式紧固，确保所述盘型凸轮(T1)与手柄连接件(T6)同步运动；所述手柄连接件上固定了手柄(T4)并安装凸轮锁紧螺钉(T5)；

所述摆杆支架(B1)上加工有摆杆支架角度观察槽(B10)并安装有摆杆支架弹簧挂钩(B9)，所述摆杆支架弹簧挂钩(B9)与摆杆(B3)上的摆杆弹簧挂钩(B5)通过弹簧(B7)形成力约束；所述摆杆(B3)上设有摆杆角度观察槽(B4)，所述摆杆支架(B1)与摆杆(B3)通过摆杆联接组件(L)和摆杆限位螺母(B6)形成可拆式转动联接，所述摆杆支架(B1)装配有摆杆支架锁定螺钉(B8)及扇形码盘(B2)；

所述摆动从动件组件(B)通过摆杆支架(B1)的环形结构(B11)套入凸轮轴(T9)，环形结构(B11)被限位在轴承内圈挡圈(T8)和盘型凸轮(T1)之间，与凸轮轴(T9)形成间隙配合；

摆杆(B3)通过弹簧(B7)作用，保持与盘型凸轮(T1)高副接触；

环形码盘(D3)可以嵌入底板(D1)，并能相对底板(D1)相对转动，通过手动旋转实现码盘位置调节；

所述盘型凸轮(T1)可更换为其它设计参数的盘型凸轮，但限制实验凸轮的最大向径小于凸轮中心至摆动中心的距离；

所述底板(D1)上加工有环形凹槽(D2)；所述摆杆联接组件(L)末端球面滚子(L1)，所述球面滚子(L1)嵌入在滚子套(L2)中，所述滚子套(L2)与联接件光杆(L3)形成同一零件；联接件光杆(L3)具有螺纹端(L4)；所述联接件光杆(L3)的轴向长度与摆杆支架(B1)和摆杆(B3)的厚度之和相同，并保持间隙配合；所述螺纹端(L4)与摆杆限位螺母(B6)形成螺纹副；所述摆杆联接组件(L)的滚子套(L2)置于所述底板(D1)上的环形凹槽(D3)中；所述球面滚子(L1)与环形凹槽(D3)底部形成滚动摩擦。

2.如权利要求1所述的一种摆动从动件盘型凸轮机构多功能实验教学仪器，其特征在于当摆杆支架锁定螺钉(B8)锁紧时，摆杆支架(B1)与底板(D1)固定，通过摇动手柄(T4)可以实现摆动从动件凸轮机构演示；同时，通过摇动手柄(T4)的过程读取盘型凸轮(T1)上码盘指针(T3)在环形码盘(D3)上的角度值θ，以及随着盘形凸轮(T1)旋转对应的摆杆角度观察槽(B4)中扇形码盘(B2)对应的相对角度变化值ψ，记录角度值后可以获得摆杆从动件运动规律：ψ＝f(θ)，并根据摆杆运动规律绘制曲线。