齒輪加工演示用組合式教具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及教具，具體是一種齒輪加工演示用組合式教具。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪是機(jī)械中最常用的零件之一，其加工有專用的機(jī)床和獨(dú)特的加工方法，與一般的車(chē)削、銑削等加工方法不同。現(xiàn)在主流的加工齒輪的方法主要有兩種，一是范成法，一是成型法。范成法又可分為插齒、滾齒等幾種不同形式。現(xiàn)在學(xué)習(xí)齒輪加工的教具主要是齒輪范成儀，齒輪范成儀主要是通過(guò)該儀器畫(huà)出加工包絡(luò)線來(lái)說(shuō)明加工原理。傳統(tǒng)齒輪范成儀只有齒條插齒模塊，只能演示范成法加工這一種加工方法，不能演示成型法加工，而且范成法中的齒輪插齒也無(wú)法演示，而且體積較大，畫(huà)線速度慢，無(wú)法隨堂使用。
[0003]CN 104821128 A公開(kāi)了一種多類(lèi)別齒輪加工試驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)架以及安裝于機(jī)架的定位部分、插齒部分、滾齒部分和洗齒部分;所述插齒部分、滾齒部分和銑齒部分沿機(jī)架的左側(cè)、右側(cè)和后側(cè)布置;其可應(yīng)用于各理工院校，特別是機(jī)械專業(yè)的機(jī)械原理、加工、裝備等課程的教學(xué)演示，同時(shí)還能利用滾齒加工時(shí)改變工件與刀具的中心距離觀察齒輪的根切現(xiàn)象，體現(xiàn)齒輪的加工成型的及根切現(xiàn)象，是一種集多種齒輪加工成型于一體的教學(xué)模型展示機(jī)械。然而多類(lèi)別齒輪加工試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，且體積大，不便于移動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有技術(shù)的不足，鑒于齒輪加工的特殊性與多樣性，為便于學(xué)生更好的學(xué)習(xí)、理解、對(duì)比各種齒輪的加工原理，本發(fā)明提供一種可以通過(guò)多模塊組合來(lái)演示多種齒輪加工方式的教具，即齒輪加工演示用組合式教具。該教具能演示插齒、銑齒等多種加工方法，既有范成法，也有成型法，能夠較好的表現(xiàn)出范成法和成型法的不同點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)。采用模塊化設(shè)計(jì)，將各個(gè)部分做成相對(duì)獨(dú)立的模塊，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕M合與變形，實(shí)現(xiàn)各種功能，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、操作方便等特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的技術(shù)方案如下。
[0006]齒輪加工演示用組合式教具是一種通過(guò)將底板與不同齒輪加工模塊相互組合，根據(jù)模擬刀具的齒廓畫(huà)出齒輪加工的包絡(luò)線，便于學(xué)習(xí)齒輪加工的教具，包括用于組裝的底板、畫(huà)板、畫(huà)板支撐板、大小兩個(gè)主齒輪、齒輪插齒模塊、齒條插齒模塊和銑齒模塊；
[0007]所述底板上半部分有上下兩個(gè)檔位的兩個(gè)卡槽，用于與畫(huà)板支撐板嵌合，當(dāng)畫(huà)板支撐板與下卡槽嵌合時(shí)用于配裝小主齒輪，當(dāng)畫(huà)板支撐板與上卡槽嵌合時(shí)用于配裝大主齒輪；
[0008]畫(huà)板支撐板有用于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的孔，主齒輪與畫(huà)板均設(shè)置用于轉(zhuǎn)軸穿過(guò)的中心孔，轉(zhuǎn)軸一端設(shè)置固定裝置，用于將畫(huà)板支撐板一一主齒輪一一畫(huà)板按順序固定；
[0009]所述底板下部設(shè)置定位孔，用于配合齒輪插齒模塊和銑齒模塊的固定軸，實(shí)現(xiàn)齒輪插齒模塊或銑齒模塊與底板位置的相對(duì)固定；
[0010]所述齒輪插齒模塊按照齒輪插刀--齒輪插齒模塊連接架--齒輪插齒模塊傳動(dòng)齒輪的順序由齒輪插齒模塊固定軸組裝而成；
[0011]所述銑齒模塊按照齒輪銑刀一一銑齒模塊連接架一一定位塊的順序由銑齒模塊固定軸組裝而成；
[0012]所述齒條插齒模塊按照齒條插刀--齒條插齒模塊連接架--齒條插齒模塊傳動(dòng)齒條的順序由齒條插齒模塊固定軸組裝而成。
[0013]使用本發(fā)明的齒輪加工演示用組合式教具時(shí)，可以先將畫(huà)板支撐板與底板上半部分下面檔位的下卡槽嵌合。此時(shí)中心距較小，選擇小主齒輪裝在支撐板上，再裝上畫(huà)板。畫(huà)板上鋪上剪成與畫(huà)板差不多大的圓形紙片，紙片中間再剪一個(gè)小孔，最后擰上固定螺帽。之后根據(jù)想要演示的加工方式選擇相應(yīng)的加工模塊，裝在底板下部，齒輪插齒模塊或銑齒模塊通過(guò)固定軸與底板下部定位孔實(shí)現(xiàn)裝配，若選用齒條插齒模塊，則只需與底板靠上即可，但是齒輪插齒模塊或齒條插齒模塊在裝配時(shí)必須保證傳動(dòng)齒輪或傳動(dòng)齒條與主齒輪嚙合。沿著模擬刀具(包括齒輪插刀、齒輪銑刀、齒條插刀)的齒廓在紙上畫(huà)出包絡(luò)線，再旋轉(zhuǎn)一定的角位移，再畫(huà)出包絡(luò)線。當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)若干角位移后，所有線就形成了刀具加工的軌跡線。更換不同模塊，可以模擬不同加工方法。
[0014]另外，將畫(huà)板支撐板與底板上半部分上面檔位的上卡槽嵌合，此時(shí)中心距變大，裝配大主齒輪，用銑齒模塊這種成型法按上述方法畫(huà)包絡(luò)線得到的不是標(biāo)準(zhǔn)齒輪。而用齒輪插齒模塊和齒條插齒模塊這種范成法畫(huà)包絡(luò)線，可以畫(huà)出模數(shù)相同，齒數(shù)不同的齒輪。此功能表現(xiàn)出范成法加工和成型法加工的不同之處。
[0015]本發(fā)明設(shè)計(jì)了三個(gè)齒輪加工模塊，分別為齒條插齒模塊、齒輪插齒模塊和銑齒模塊，由于滾齒與齒條插齒的包絡(luò)線相同，故省略了滾齒模塊。將三個(gè)齒輪加工模塊與底板、畫(huà)板、畫(huà)板支撐板、主齒輪組合，每種組合都可以畫(huà)出一種加工包絡(luò)線。范成法和成型法都能演示，可以明顯對(duì)比出二者的不同點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。
[0016]范成法與成型法一個(gè)很大的區(qū)別是，使用范成法加工，一把刀具可加工同一模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪。而使用成型法加工，一把刀具只能加工一種模數(shù)一種齒數(shù)的齒輪。傳統(tǒng)范成儀底板是固定的，畫(huà)板和模擬刀具間的中心距不可變，所以雖然是模擬范成法，但它卻只能模擬出一種模數(shù)一種齒數(shù)，沒(méi)有完全體現(xiàn)出范成法的特點(diǎn)。本發(fā)明底板上半部分有上下兩個(gè)檔位的兩個(gè)卡槽，畫(huà)板支撐板與不同的檔位卡槽嵌合，中心距不同。選擇不同中心距需選用相應(yīng)的主齒輪，以保證畫(huà)板和加工模塊同步運(yùn)動(dòng)以及嚙合線位置不變。中心距可變，使用插齒模塊就可以畫(huà)出不同的齒數(shù)。而使用銑齒模塊這種成型法，中心距一變，畫(huà)出的就不是標(biāo)準(zhǔn)齒輪。較好的對(duì)比出范成法與成型法的特點(diǎn)。
[0017]本發(fā)明還可以有如下的改進(jìn)和優(yōu)化。
[0018]進(jìn)一步，為了更好地固定齒輪插齒模塊或銑齒模塊，所述底板下部還設(shè)置定位凹槽，齒輪插齒模塊連接架或銑齒模塊連接架設(shè)置與定位凹槽相匹配的連接凸臺(tái)。
[0019]更進(jìn)一步的優(yōu)化方案是:所述底板下部還設(shè)置定位臺(tái)，用于放置齒條插齒模塊，以利于齒條插齒模塊的穩(wěn)定移動(dòng)；
[0020]作為一種實(shí)施方案，所述銑齒模塊按照齒輪銑刀一一銑齒模塊連接架一一定位塊的順序由銑齒模塊固定軸配合螺帽組裝而成。
[0021 ]所述齒條插齒模塊按照齒條插刀--齒條插齒模塊連接架--齒條插齒模塊傳動(dòng)齒條的順序由齒條插齒模塊固定軸配合螺帽組裝而成。
[0022]配合螺帽組裝銑齒模塊或齒條插齒模塊，可使模塊穩(wěn)固，更便于順利演示加工過(guò)程。
[0023]傳統(tǒng)齒輪范成儀只能在畫(huà)板上鋪一張圓形紙片，在紙上畫(huà)圖。傳統(tǒng)范成儀體積大，齒條所選的模數(shù)大，畫(huà)線速度也就比較慢，要畫(huà)出一組能看出來(lái)的齒形至少需要20分鐘。由于體積大、畫(huà)圖速度慢、效率低，傳統(tǒng)范成儀不能隨堂使用。本發(fā)明針對(duì)這些問(wèn)題設(shè)計(jì)了可取代畫(huà)板的自動(dòng)顯示板;在另一塊畫(huà)板上涂一層油膜，再在油膜上鋪設(shè)半透明塑料薄膜，即成為自動(dòng)顯示板。
[0024]由于薄膜與畫(huà)板之間有一層油膜，當(dāng)擠壓薄膜時(shí)，由于油膜的吸附作用，薄膜受擠壓的部位與畫(huà)板緊密貼合，該部位就會(huì)出現(xiàn)顏色深淺明暗的變化，自動(dòng)顯示板就會(huì)在板上留下加工痕跡。之后將薄膜揭開(kāi)，再輕輕放回，又可回復(fù)原狀。用自動(dòng)顯示板畫(huà)圖時(shí)無(wú)需用筆沿模擬刀具齒廓畫(huà)線，拆下畫(huà)板，裝上自動(dòng)顯示板，直接緩慢移動(dòng)模擬刀具，模擬刀具輕輕擠壓自動(dòng)顯示板就會(huì)在畫(huà)板上留下加工痕跡。由于不需要用筆畫(huà)出加工痕跡，所以速度更快，畫(huà)一組能看出的齒形只要1分鐘左右，便于隨堂演示。而且自動(dòng)顯示板可反復(fù)使用，節(jié)約成本。