一種齒輪系教具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種齒輪系教具。現(xiàn)有技術(shù)沒有集成度高的齒輪系教具。本發(fā)明包括外機(jī)架、內(nèi)機(jī)架、動(dòng)力輸入部件、內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)部件和行星輪系；行星輪系包括行星架、行星架軸、太陽(yáng)輪、傳動(dòng)軸部件和輸出軸部件；太陽(yáng)輪與內(nèi)機(jī)架固定，行星架固定在行星架軸上；動(dòng)力輸入部件驅(qū)動(dòng)行星架軸；傳動(dòng)軸部件的傳動(dòng)軸輸入齒輪與太陽(yáng)輪嚙合；第一輸出軸齒輪、第二輸出軸齒輪和橢圓齒輪均固定在輸出軸上；三種形式的傳動(dòng)軸輸出齒輪分別與第一輸出軸齒輪、第二輸出軸齒輪和橢圓齒輪嚙合；連接頭的一端與行星架軸通過軸承連接，另一端與輸出軸的一端固定；內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)內(nèi)機(jī)架。本發(fā)明滿足輪系分類、行星輪系、橢圓齒輪傳動(dòng)特性、轉(zhuǎn)化輪系的輔助教學(xué)。
【專利說(shuō)明】一種齒輪系教具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于教學(xué)儀器領(lǐng)域，具體涉及一種齒輪系教具。

【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)械原理中齒輪系的理論性強(qiáng)，特別是行星輪系與轉(zhuǎn)化輪系的轉(zhuǎn)化關(guān)系，課本文 字的描述并不能給學(xué)生以一個(gè)生動(dòng)、形象的展示，只能依靠學(xué)生自身的理解能力進(jìn)行想象， 一定程度上限制了學(xué)生對(duì)齒輪系的理解和認(rèn)知。市場(chǎng)上有關(guān)多功能齒輪系教具的產(chǎn)品種類 較少，無(wú)法滿足教學(xué)輔助的需求。并且，大多數(shù)產(chǎn)品只側(cè)重于一個(gè)方面，或者只具有定軸輪 系的演示功能，或者只具有行星輪系的演示功能，或者只具有轉(zhuǎn)化輪系的演示功能，并沒有 集成度高的多功能齒輪系教具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種齒輪系教具，滿足輪系分類、行星 輪系、橢圓齒輪傳動(dòng)特性、轉(zhuǎn)化輪系的輔助教學(xué)。
[0004] 本發(fā)明包括外機(jī)架、內(nèi)機(jī)架、動(dòng)力輸入部件、內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)部件和行星輪系；所述外 機(jī)架的頂部?jī)蓚?cè)均固定有外機(jī)架法蘭；內(nèi)機(jī)架的頂部?jī)蓚?cè)均固定有內(nèi)機(jī)架法蘭，兩個(gè)內(nèi)機(jī) 架法蘭分別通過軸承支承在兩個(gè)外機(jī)架法蘭內(nèi)；所述的行星輪系包括行星架、行星架軸、太 陽(yáng)輪、傳動(dòng)軸部件和輸出軸部件；所述的太陽(yáng)輪與內(nèi)機(jī)架固定，行星架軸通過軸承支承在太 陽(yáng)輪內(nèi)；所述的行星架固定在行星架軸上。
[0005] 所述的動(dòng)力輸入部件包括第一主動(dòng)齒輪、行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)、手輪、手搖輸入軸和第 一從動(dòng)齒輪。所述的手搖輸入軸通過軸承支承在一個(gè)內(nèi)機(jī)架法蘭內(nèi)，一端與手輪固定，另一 端與連接套筒的一端通過螺釘連接，所述連接套筒的另一端與行星架軸的一端固定；所述 行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的底座與內(nèi)機(jī)架固定；行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與第一主動(dòng)齒輪固定；所 述的第一從動(dòng)齒輪固定在行星架軸上，并與第一主動(dòng)齒輪嚙合。
[0006] 所述的傳動(dòng)軸部件包括傳動(dòng)軸輸出齒輪、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸輸入齒輪；所述的傳動(dòng) 軸與行星架的底部通過軸承連接，所述的傳動(dòng)軸輸入齒輪和傳動(dòng)軸輸出齒輪分別固定在傳 動(dòng)軸的兩端；所述的傳動(dòng)軸輸入齒輪與太陽(yáng)輪哨合。
[0007] 所述的輸出軸部件包括連接頭、第一輸出軸齒輪、第二輸出軸齒輪、橢圓齒輪和輸 出軸；所述的輸出軸通過軸承支承在另一個(gè)內(nèi)機(jī)架法蘭內(nèi)，所述的第一輸出軸齒輪、第二輸 出軸齒輪和橢圓齒輪均固定在輸出軸上；有三種不同形式的傳動(dòng)軸輸出齒輪可替換，三種 形式的傳動(dòng)軸輸出齒輪分別與第一輸出軸齒輪、第二輸出軸齒輪和橢圓齒輪哨合；連接頭 的一端與行星架軸的另一端通過軸承連接；連接頭的另一端與輸出軸的一端固定。
[0008] 所述的內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)部件包括第二從動(dòng)齒輪、第二主動(dòng)齒輪和內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)。所 述內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的底座與外機(jī)架固定；所述的第二主動(dòng)齒輪固定在內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸 出軸上，并與第二從動(dòng)齒輪嚙合；所述的第二從動(dòng)齒輪與內(nèi)機(jī)架法蘭固定。
[0009] 所述外機(jī)架的底部設(shè)有支撐腳；所述的內(nèi)機(jī)架設(shè)置在外機(jī)架內(nèi)，且與外機(jī)架通過 螺釘連接。
[0010] 所述內(nèi)機(jī)架的頂部固定有內(nèi)機(jī)架配重；所述行星架的頂部固定有行星架配重。 [0011] 所述行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的底座與內(nèi)機(jī)架通過兩個(gè)螺栓連接，一個(gè)螺栓設(shè)置在內(nèi)機(jī)架 的弧形滑槽內(nèi)。
[0012] 所述輸出軸的另一端固定有指針。
[0013] 本發(fā)明的有益效果： 1、本發(fā)明的第一主動(dòng)齒輪和第一從動(dòng)齒輪嚙合，可輔助講解定軸輪系知識(shí)點(diǎn)；通過調(diào) 節(jié)內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)使得內(nèi)機(jī)架的轉(zhuǎn)速與行星架的轉(zhuǎn)速大小相等方向相反，以此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化輪 系知識(shí)點(diǎn)輔助講解；集成講解定軸輪系、行星輪系和轉(zhuǎn)化輪系，并通過更換行星輪系中三種 不同形式的傳動(dòng)軸輸出齒輪實(shí)現(xiàn)輸出軸的不同輸出效果。
[0014] 2、本發(fā)明集成度高，融合多教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，在教學(xué)過程中不僅能解釋知識(shí)點(diǎn)，更能讓 學(xué)生領(lǐng)悟到輪系傳動(dòng)的精妙，學(xué)生能在操作過程中深刻理解齒輪系的運(yùn)動(dòng)；結(jié)構(gòu)緊湊、操作 簡(jiǎn)單，電機(jī)輸入動(dòng)力和手搖輸入動(dòng)力兩種模式可以轉(zhuǎn)換。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體圖； 圖3是本發(fā)明的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖； 圖4是圖1的左視圖。
[0016] 圖中：1、外機(jī)架，1-1、支撐腳，1-2、外機(jī)架法蘭，2、內(nèi)機(jī)架，2-1、內(nèi)機(jī)架法蘭，2-2、 內(nèi)機(jī)架配重，3、第二從動(dòng)齒輪，4、第二主動(dòng)齒輪，5、傳動(dòng)軸輸出齒輪，6、傳動(dòng)軸，7、行星架， 8、傳動(dòng)軸輸入齒輪，9、行星架配重，10、第一主動(dòng)齒輪，11、行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)，12、手輪，13、手 搖輸入軸，14、連接套筒，15、行星架軸，16、第一從動(dòng)齒輪，17、太陽(yáng)輪，18、連接頭，19、第一 輸出軸齒輪，20、第二輸出軸齒輪，21、橢圓齒輪，22、指針，23、輸出軸，24、內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018] 如圖1、2和3所示，一種齒輪系教具，包括外機(jī)架1、內(nèi)機(jī)架2、動(dòng)力輸入部件、內(nèi) 機(jī)架驅(qū)動(dòng)部件和行星輪系；外機(jī)架1的底部設(shè)有支撐腳1-1，頂部?jī)蓚?cè)均固定有外機(jī)架法蘭 1-2 ;內(nèi)機(jī)架2設(shè)置在外機(jī)架1內(nèi)，且與外機(jī)架1通過螺釘連接；內(nèi)機(jī)架2的頂部?jī)蓚?cè)均固定 有內(nèi)機(jī)架法蘭2-1，兩個(gè)內(nèi)機(jī)架法蘭2-1分別通過軸承支承在兩個(gè)外機(jī)架法蘭1-2內(nèi)；內(nèi)機(jī) 架配重2-2固定在內(nèi)機(jī)架2頂部；行星輪系包括行星架7、行星架軸15、太陽(yáng)輪17、傳動(dòng)軸 部件和輸出軸部件；太陽(yáng)輪17與內(nèi)機(jī)架2固定，行星架軸15通過軸承支承在太陽(yáng)輪17內(nèi)； 行星架7固定在行星架軸15上，且行星架7的頂部固定有行星架配重9。
[0019] 如圖1、2和4所示，動(dòng)力輸入部件包括第一主動(dòng)齒輪10、行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)11、手輪 12、手搖輸入軸13和第一從動(dòng)齒輪16。手搖輸入軸13通過軸承支承在一個(gè)內(nèi)機(jī)架法蘭2-1 內(nèi)，一端與手輪12固定，另一端與連接套筒14的一端通過螺釘連接，連接套筒14的另一端 與行星架軸15的一端固定；行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的底座與內(nèi)機(jī)架2通過兩個(gè)螺栓連接，一個(gè) 螺栓設(shè)置在內(nèi)機(jī)架的弧形滑槽2-3內(nèi)；行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的輸出軸與第一主動(dòng)齒輪10固 定；第一從動(dòng)齒輪16固定在行星架軸15上，并與第一主動(dòng)齒輪10哨合；固定在內(nèi)機(jī)架上的 蓄電池為行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)11提供動(dòng)力。
[0020] 傳動(dòng)軸部件包括傳動(dòng)軸輸出齒輪5、傳動(dòng)軸6和傳動(dòng)軸輸入齒輪8 ;傳動(dòng)軸6與行 星架7的底部通過軸承連接，傳動(dòng)軸輸入齒輪8和傳動(dòng)軸輸出齒輪5分別固定在傳動(dòng)軸6 的兩端；傳動(dòng)軸輸入齒輪8與太陽(yáng)輪17哨合。
[0021] 輸出軸部件包括連接頭18、第一輸出軸齒輪19、第二輸出軸齒輪20、橢圓齒輪21、 指針22和輸出軸23 ;輸出軸23通過軸承支承在另一個(gè)內(nèi)機(jī)架法蘭2-1內(nèi)，第一輸出軸齒輪 19、第二輸出軸齒輪20和橢圓齒輪21均固定在輸出軸23上；有三種不同形式的傳動(dòng)軸輸 出齒輪5可替換，三種形式的傳動(dòng)軸輸出齒輪5分別與第一輸出軸齒輪19、第二輸出軸齒輪 20和橢圓齒輪21嚙合，在行星架7單向勻速傳入動(dòng)力的情況下分別實(shí)現(xiàn)輸出軸23的正向 勻速輸出、反向勻速輸出及變速擺動(dòng)輸出；連接頭18的一端與行星架軸15的另一端通過軸 承連接；連接頭18的另一端與輸出軸23的一端固定；輸出軸23的另一端固定有指針22。
[0022] 內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)部件包括第二從動(dòng)齒輪3、第二主動(dòng)齒輪4和內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)24。內(nèi) 機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)24的底座與外機(jī)架1固定；第二主動(dòng)齒輪4固定在內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)24的輸 出軸上，并與第二從動(dòng)齒輪3嚙合；第二從動(dòng)齒輪3與內(nèi)機(jī)架法蘭2-1固定。
[0023] 該齒輪系教具的工作原理： 電機(jī)輸入動(dòng)力：驅(qū)動(dòng)行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)11，動(dòng)力經(jīng)第一主動(dòng)齒輪10傳給第一從動(dòng)齒輪16 和行星架軸15,行星架軸15帶動(dòng)行星架7轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)行星輪系的運(yùn)動(dòng)。
[0024] 手搖輸入動(dòng)力：通過擰松內(nèi)機(jī)架的弧形滑槽2-3內(nèi)的螺栓，將電機(jī)座向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使 得第一主動(dòng)齒輪10與第一從動(dòng)齒輪16脫開，然后通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪12來(lái)觀察行星輪系的運(yùn)動(dòng) 情況。
[0025] 更換傳動(dòng)軸6上的傳動(dòng)軸輸出齒輪5達(dá)到不同的輸出效果：有三種不同形式的傳 動(dòng)軸輸出齒輪5可替換，三種形式的傳動(dòng)軸輸出齒輪5分別與第一輸出軸齒輪19、第二輸出 軸齒輪20和橢圓齒輪21嚙合，在行星架7單向勻速傳入動(dòng)力的情況下分別實(shí)現(xiàn)輸出軸23 的正向勻速輸出、反向勻速輸出及變速擺動(dòng)輸出；通過三種輸出效果的演示，讓學(xué)生深刻領(lǐng) 會(huì)行星輪系傳動(dòng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。
[0026] 轉(zhuǎn)換輪系的演示：將連接內(nèi)機(jī)架2與外機(jī)架1的螺釘取下，此時(shí)內(nèi)機(jī)架2可自由轉(zhuǎn) 動(dòng)；啟動(dòng)行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū)動(dòng)行星架7轉(zhuǎn)動(dòng)，然后啟動(dòng)內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)24,并通過調(diào)速 使得內(nèi)機(jī)架2的轉(zhuǎn)速與行星架7的轉(zhuǎn)速大小相等方向相反，以此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化輪系。
【權(quán)利要求】
1. 一種齒輪系教具，包括外機(jī)架、內(nèi)機(jī)架、動(dòng)力輸入部件、內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)部件和行星輪系， 其特征在于： 所述外機(jī)架的頂部?jī)蓚?cè)均固定有外機(jī)架法蘭；內(nèi)機(jī)架的頂部?jī)蓚?cè)均固定有內(nèi)機(jī)架法 蘭，兩個(gè)內(nèi)機(jī)架法蘭分別通過軸承支承在兩個(gè)外機(jī)架法蘭內(nèi)；所述的行星輪系包括行星架、 行星架軸、太陽(yáng)輪、傳動(dòng)軸部件和輸出軸部件；所述的太陽(yáng)輪與內(nèi)機(jī)架固定，行星架軸通過 軸承支承在太陽(yáng)輪內(nèi)；所述的行星架固定在行星架軸上； 所述的動(dòng)力輸入部件包括第一主動(dòng)齒輪、行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)、手輪、手搖輸入軸和第一從 動(dòng)齒輪；所述的手搖輸入軸通過軸承支承在一個(gè)內(nèi)機(jī)架法蘭內(nèi)，一端與手輪固定，另一端與 連接套筒的一端通過螺釘連接，所述連接套筒的另一端與行星架軸的一端固定；所述行星 架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的底座與內(nèi)機(jī)架固定；行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與第一主動(dòng)齒輪固定；所述的 第一從動(dòng)齒輪固定在行星架軸上，并與第一主動(dòng)齒輪嚙合； 所述的傳動(dòng)軸部件包括傳動(dòng)軸輸出齒輪、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸輸入齒輪；所述的傳動(dòng)軸與 行星架的底部通過軸承連接，所述的傳動(dòng)軸輸入齒輪和傳動(dòng)軸輸出齒輪分別固定在傳動(dòng)軸 的兩端；所述的傳動(dòng)軸輸入齒輪與太陽(yáng)輪哨合； 所述的輸出軸部件包括連接頭、第一輸出軸齒輪、第二輸出軸齒輪、橢圓齒輪和輸出 軸；所述的輸出軸通過軸承支承在另一個(gè)內(nèi)機(jī)架法蘭內(nèi)，所述的第一輸出軸齒輪、第二輸出 軸齒輪和橢圓齒輪均固定在輸出軸上；有三種不同形式的傳動(dòng)軸輸出齒輪可替換，三種形 式的傳動(dòng)軸輸出齒輪分別與第一輸出軸齒輪、第二輸出軸齒輪和橢圓齒輪哨合；連接頭的 一端與行星架軸的另一端通過軸承連接；連接頭的另一端與輸出軸的一端固定； 所述的內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)部件包括第二從動(dòng)齒輪、第二主動(dòng)齒輪和內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述內(nèi) 機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的底座與外機(jī)架固定；所述的第二主動(dòng)齒輪固定在內(nèi)機(jī)架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸 上，并與第二從動(dòng)齒輪嚙合；所述的第二從動(dòng)齒輪與內(nèi)機(jī)架法蘭固定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪系教具，其特征在于：所述外機(jī)架的底部設(shè)有支撐 腳；所述的內(nèi)機(jī)架設(shè)置在外機(jī)架內(nèi)，且與外機(jī)架通過螺釘連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪系教具，其特征在于：所述內(nèi)機(jī)架的頂部固定有內(nèi) 機(jī)架配重；所述行星架的頂部固定有行星架配重。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪系教具，其特征在于：所述行星架驅(qū)動(dòng)電機(jī)的底座 與內(nèi)機(jī)架通過兩個(gè)螺栓連接，一個(gè)螺栓設(shè)置在內(nèi)機(jī)架的弧形滑槽內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪系教具，其特征在于：所述輸出軸的另一端固定有 指針。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK104064099SQ201410264040
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】唐凱軍, 周萬(wàn)錢, 葉偉偉, 儲(chǔ)佳佳, 張永松, 俞高紅, 葉秉良 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)