[实用新型]凸轮机构学习仪

摘要

凸轮机抅学习仪是以凸轮反转法原理为基础研发的教学实验仪器；其设计特点是一台仪器使用了三台电机三套传动机构，其中机构一为常用凸轮机构，机构二为反转法机构，机构三则建立在机构二上为反转车载直行机构；实验时，机构一与机构三配合可进行的实验是使用事先设计制作好的凸轮模型可绘制出凸轮的轮廓曲线；机构二与机构三配合可进行的实验是使用事先设计制作好的凸轮推杆位移曲线模型按反转法原理可绘制出凸轮轮廓线；教学中使用凸轮机构学习仪可提高学生的学习兴趣和效果，同时改变了教师的教学方式。

主权项

凸轮机构学习仪特征在于：含通用凸轮机构、反转法凸轮机构、反转车载直行机构、绘图部件、电机及电器部件、辅助部件；由后触头螺钉(1)、后触头(2)、位移曲线绘图笔(3)、推杆(4)、回位拉簧(5)、防转动止销(6)、止销滑槽(7)、滑槽螺栓(8)、推杆导轨(9)、导轨支架(10)、反转车架(11)、前触头螺钉(12)、凸轮绘图笔(13)、前触头(14)、凸轮螺钉(15)、凸轮模型(16)、旋转绘图盘(17)、碳刷架I(18)、滑环I(19)、碳刷架螺栓(20)、旋转车齿轮(21)、上机盖(22)、小锥齿轮I(23)、空心轴(24)、空心轴轴承座(25)、轴承座螺栓(26)、机架螺栓(27)、机架(28)、下减速器机架(29)、减速器I螺丝(30)、长空心柱(31)、长穿心螺栓(32)、底座(33)、直流电机I(34)、短空心柱(35)、减速器I(36)、紧定螺丝(37)、小锥齿轮II(38)、空心轴齿轮(39)、滑环II(40)、碳刷架II(41)、短穿心螺栓(42)、下减速器机架(43)、直流电机II(44)、减速器II(45)、小车轮(46)、车轮螺丝(47)、丝杠轴承座(48)、轴支座螺栓(49)、光杠轴承座(50)、丝杠电机(51)、丝杠电机架(52)、电机架螺栓(53)、直行滑块(54)、光杠(55)、丝杠(56)、丝杠传动螺母(57)、丝杠齿轮(58)、丝杠电机齿轮(59)、直行绘图板(60)、绘图板螺栓(61)、推杆位移曲线模型(62)、位移曲线模型螺钉(63)、反转车架螺栓(64)、控制开关I(65)、控制开关II(66)、控制开关III(67)组成；设计特点是一台仪器使用了三台电机三套传动机构，其中机构一为通用凸轮机构，机构二为反转法凸轮机构，机构三则建立在机构二上为反转车载直行机构；推杆(4)是一个组合件，也是各机构之间公用的传动部件，其上安装有前触头(14)、后触头(2)、位移曲 线绘图笔(3)、回位拉簧(5)、防转动止销(6)、凸轮绘图笔(13)、防转动止销(6)卡在止销滑槽 (7) 内，防止位移曲线绘图笔(3)和凸轮绘图笔(13)工作时推杆(4)转动而影响绘图的准确性；空心轴(24)是机构一的传动轴，是机构二的心轴，是机构三丝杠电机(51)的输电部件；凸轮模型(16)和推杆位移曲线模型(62)是两个方便拆卸和安装的零件，以便于用一台仪器完成两项实验的要求；平面盘形凸轮机构由前触头(14)、推杆(4)、凸轮模型(16)、旋转绘图盘(17)、空心轴(24)、空心轴轴承座(25)、推杆导轨(9)、回位拉簧(5)、位移曲线绘图笔(3)组成；凸轮模型(16)和旋转绘图盘(17)通过凸轮螺钉(15)安装在空心轴(24)上；空心轴(24)安装在空心轴轴承座(25)内；空心轴轴承座(25)通过轴承座螺栓(26)固定在机架(28)上；空心轴齿轮(39)通过紧定螺丝(37)安装在空心轴(24)下端，由直流电机I(34)通过减速器I(36)和小锥齿轮II(38)驱动；推杆(4)安装在推杆导轨(9)内，推杆导轨(9)通过导轨螺栓(8)固定在导轨支架(10)上，导轨支架(10)又固定在反转车架(11)上；反转法凸轮机构由反转车齿轮(21)、空心轴(24)、反转车架(11)、小车轮(46)、后触头(2)、推杆位移曲线模型62、推杆(4)、推杆导轨(9)、导轨支架(10)组成；反转车齿轮(21)以动配合形式安装在空心轴(24)上，二者之间构成滑动轴承，由直流电机II(44)通过减速器II(45)和小锥齿轮I(23)驱动反转车齿轮(21)；反转法凸轮机构随反转车齿轮(21)绕空心轴转动；推杆(4)安装在推杆导轨(9)内，推杆导轨(9)通过导轨螺栓(8)固定在导轨支架(10)上，导轨支架(10)又固定在反转车架(11)上，反转车 架(11)通过反转车架螺栓(64)固定在反转车齿轮(21)上；反转车载直行机构由反转车架(11)、光杠(55)、丝杠(56)、光杠轴承座(50)、丝杠轴承座(48)、丝杠电机(51)、直行滑块(54)、丝杠传动螺母(57)、丝杠电机齿轮(58)、丝杠齿轮(59)、直行绘图板(60)组成；丝杠电机(51)通过丝杠电机架(52)和电机架螺栓(53)固定在反转车架(11)上；丝杠传动螺母(57)通过固定螺栓(61)固定在直行滑块(54)一侧，丝杠(56)穿过丝杠传动螺母(57)带动直行滑块(54)直行；直行绘图板(60)通过绘图板螺栓(61)固定在直行滑块(54)上，直行滑块(54)又带动直行绘图板(60)作直线运动；反转车载直行机构由丝杠电机(51)驱动；绘图部件由凸轮模型(16)、凸轮绘图笔(13)、旋转绘图盘(17)、前触头(14)、推杆位移曲线模型(62)、位移曲线绘图笔(3)、直行绘图板(60)、后触头(2)组成；电机及电器部件由直流电机I(34)、减速器I(36)、小锥齿轮II(38)、减速器II(45)、丝杠电机(51)、滑环I(19)、滑环II(40)、直流电源、控制开关组成；滑环I(19)和滑环II(40)以过盈配合的形式安装在空心轴(24)的上端和下端，二者分别与碳刷碳刷架I(18)和碳刷碳刷架II(41)接触，又通过空心轴(24)中的导线连接专为丝杠电机(51)输电；控制开关I(65)和控制开关II(66)分别控制直流电机I(34)和直流电机II(44)，控制开关III(67)控制丝杠电机(51)；凸轮机构学习仪是一台机电一体化仪器，其功能原理是这样实现的：机构一与机构三配合，即机构一与机构三工作，机构二不工作，在机构一上的旋转绘图盘上安装凸轮模型，在机构三上的直行绘图板上贴上矩形绘图纸，此状态下机构一通过空心轴(24)带动事先设计 制作好的凸轮模型(16)作旋转运动；机构三驱动直行绘图板(60)只作直线移动；靠回位拉簧(5)力的作用使前触头(14)抵触在凸轮模型(16)表面上，并可相对凸轮模型(16)表面滑移，凸轮模型(16)转动推动前触头(14)和推杆(4)运动，通过安装在推杆(4)上的位移曲线绘图笔(3)在直线行绘图板(60)上绘制出所要求解的凸轮推杆位移曲线，完成实验一；若是机构二与机构三配合，即机构二与机构三工作，机构一不工作，此时需对凸轮机构学习仪，推杆(4)的工作状态应进行转换调整，方法是先从机构一上的旋转绘图盘上拆卸掉凸轮模型贴上圆形绘图纸，在机构三上的直行绘图板上拆掉矩形绘图纸安装上推杆位移曲线模型，然后将防转动止销(6)向后退出止销滑槽(7)，把推杆(4)旋转180°后，再把防转动止销(6)另一端卡入止销滑槽(7)，即前触头(14)在上，不工作，后触头(2)在下，工作，后触头(2)靠回位拉簧(5)力抵触在事先设计制作好的推杆位移曲线模型(62)表面上，并可相对推杆位移曲线模型(62)表面滑移；此状态下机构二若按反转法原理带动推杆(4)绕空心轴(24)旋转，机构三除了随机构二转动外同时又带动固定在直行绘图板(60)上的推杆位移曲线模型(62)相对机构二作直线运动，此时安装在推杆(4)上的凸轮绘图笔(13)会在旋转绘图盘(17)上绘制出所要设计的凸轮轮廓线，完成实验二。