智趣型周轉(zhuǎn)輪系綜合教具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智趣型周轉(zhuǎn)輪系綜合教具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速增長，機(jī)械專業(yè)炙手可熱，越來越多的學(xué)生選擇了這個(gè)專業(yè)，然而學(xué)生數(shù)量的快速增長也給高校的教學(xué)造成了巨大的困擾，讓教學(xué)質(zhì)量面臨巨大挑戰(zhàn)。在課堂教學(xué)吸引力方面，照本宣科灌輸式教學(xué)往往過于單調(diào)無趣，很多學(xué)生上課會(huì)發(fā)呆甚至打瞌睡。興趣是最好的老師，對(duì)此，將日常教學(xué)和智趣娛樂融為一體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)效率顯得尤為重要。
[0003]現(xiàn)有周轉(zhuǎn)輪系教具最大的缺點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)單一、缺乏娛樂性和休閑性，并且現(xiàn)有周轉(zhuǎn)輪系教具均無法直觀展示出傳動(dòng)比，普遍會(huì)遇到周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算中轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法這一較抽象的概念，學(xué)生無法理解周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法及其與定軸輪系傳動(dòng)比的不同點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有周轉(zhuǎn)輪系教具存在的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種可以很大程度上幫助學(xué)生理解周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法及其與定軸輪系傳動(dòng)比的不同點(diǎn)的智趣型周轉(zhuǎn)輪系綜合教具。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]智趣型周轉(zhuǎn)輪系綜合教具，包括機(jī)架以及設(shè)置在機(jī)架上的周轉(zhuǎn)輪系，所述的周轉(zhuǎn)輪系連接控制裝置，其特征在于:所述的周轉(zhuǎn)輪系包括分別配置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系和第二可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系，所述的第一、第二可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系一端分別與可正反轉(zhuǎn)的電機(jī)傳動(dòng)連接，另一端分別通過皮帶輪與第一絲桿和第二絲桿的一端連接，所述的第一絲桿和第二絲桿均平行于地面設(shè)置，所述的第一絲桿位于第二絲桿的下方，并且所述的第一絲桿與第二絲桿垂直布置；所述的第一絲桿與第二絲桿的另一端通過連接軸連接在所述的機(jī)架上；
[0007]所述的第一絲桿上套設(shè)有帶滾珠螺母的第一滑塊，所述的第一滑塊的頂端連接彈簧連接裝置，所述的彈簧連接裝置的頂部與一直線導(dǎo)軌連接；所述的第二絲桿上套設(shè)有帶滾珠螺母的第二滑塊，所述的第二滑塊設(shè)置在所述的直線導(dǎo)軌內(nèi)，在所述的第一絲桿的旋轉(zhuǎn)下帶動(dòng)第一滑塊移動(dòng)，所述的第一滑塊帶動(dòng)直線導(dǎo)軌與第二絲桿沿X軸方向移動(dòng)；
[0008]所述的第二絲桿的兩側(cè)對(duì)應(yīng)的機(jī)架上設(shè)置有帶曲率的圓弧導(dǎo)軌，所述的第二絲桿可在圓弧導(dǎo)軌上移動(dòng)。
[0009]所述的第一可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系包括同軸設(shè)置的第一主動(dòng)軸和第一從動(dòng)軸以及第一可變齒數(shù)定齒輪、第一行星齒輪，所述的第一主動(dòng)軸的一端與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接，所述的第一從動(dòng)軸的端部設(shè)置有皮帶輪，所述的皮帶輪與第一絲桿之間通過皮帶連接；所述的第一主動(dòng)軸和第一從動(dòng)軸上分別通過軸套設(shè)置有所述的第一可變齒數(shù)定齒輪，所述的第一可變齒數(shù)定齒輪分別與第一行星齒輪相嚙合，所述的第一行星齒輪相對(duì)于第一主動(dòng)軸的中心線對(duì)稱設(shè)置，并且所述的第一行星齒輪的底部均設(shè)置有皮帶輪，底部的皮帶輪之間通過皮帶連接；所述的第一行星齒輪通過行星架設(shè)置在所述的機(jī)架上，所述的行星架上設(shè)置有可沿可變齒數(shù)定齒輪的平面方向滑動(dòng)的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述的第一行星齒輪連接。
[0010]所述的第二可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系包括第二主動(dòng)軸、第二從動(dòng)軸、第二可變齒數(shù)定齒輪、第二行星齒輪、斜齒輪，所述的第二主動(dòng)軸的一端與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接，所述的第二主動(dòng)軸和第二從動(dòng)軸上分別設(shè)置有第二可變齒數(shù)定齒輪，所述的第二可變齒數(shù)定齒輪分別與第二行星齒輪相嚙合，所述的第二行星齒輪相對(duì)于第二主動(dòng)軸的中心線對(duì)稱設(shè)置，并且所述的第二行星齒輪的底部均設(shè)置有皮帶輪，底部的皮帶輪之間通過皮帶連接；所述的第二行星齒輪通過行星架設(shè)置在所述的機(jī)架上，所述的行星架上設(shè)置有可沿第二可變齒數(shù)定齒輪的平面方向滑動(dòng)的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述的第二行星齒輪連接；所述的第二從動(dòng)軸的另一端通過所述的斜齒輪與設(shè)置在機(jī)架上的輸出軸的一端連接，所述的輸出軸的另一端通過皮帶、皮帶輪與第二絲桿連接。
[0011]所述的位置調(diào)節(jié)裝置包括可沿行星架長度方向移動(dòng)的第三滑塊，所述的第三滑塊上安裝固定有所述的第一行星齒輪或第二行星齒輪。
[0012]所述的彈簧連接裝置為若干根平行設(shè)置的彈簧，所述的彈簧的頂端連接所述的直線導(dǎo)軌，底端連接所述的第一滑塊。
[0013]所述的直線導(dǎo)軌的兩端與圓弧導(dǎo)軌的底部觸接。
[0014]所述的第一主動(dòng)軸、第二主動(dòng)軸、第一從動(dòng)軸和第二從動(dòng)軸上均設(shè)置有角度盤。
[0015]所述的第一可變齒數(shù)定齒輪和第二可變齒數(shù)定齒輪的齒輪數(shù)為12、13或14。
[0016]本實(shí)用新型中，在兩套周轉(zhuǎn)輪系的輸出軸上分別加上帶傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng)，將輪系的傳動(dòng)輸出到皮帶輪，并由皮帶輪分別帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩根絲桿上滑塊的二維運(yùn)動(dòng)。而由于該兩套周轉(zhuǎn)輪系均為減速行星輪系，傳動(dòng)比很大，而且改變定齒輪不同齒數(shù)后傳動(dòng)比也會(huì)發(fā)生非常大的變化。因此需要較小傳動(dòng)比的帶傳動(dòng)和大導(dǎo)程的絲桿來使最上端的滑塊以合適的速度運(yùn)行。
[0017]本實(shí)用新型中，電路控制功能主要是實(shí)現(xiàn)控制整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，同時(shí)可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速大小，實(shí)現(xiàn)第二滑塊在運(yùn)行結(jié)束后能夠回歸原點(diǎn)。由于該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有一定的要求，需控制在一定范圍內(nèi)，因此實(shí)現(xiàn)該功能的原理主要是電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和可調(diào)速。
[0018]本實(shí)用新型教具主要實(shí)現(xiàn)以下功能:
[0019](I)本教具最大的功能是學(xué)生通過傳動(dòng)比的探宄及計(jì)算，利用兩套具體的周轉(zhuǎn)輪系模型教具來完成迷宮的游戲，即學(xué)生需要在理解及具體經(jīng)過傳動(dòng)比計(jì)算后，并選取可行的齒輪齒數(shù)自行組裝出周轉(zhuǎn)輪系，實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比輸出，在此探宄的基礎(chǔ)上不僅可以使學(xué)生理解周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算與定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算的不同點(diǎn)以及體會(huì)周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的特殊性，又能體驗(yàn)到機(jī)械課堂的趣味性；
[0020](2)通過主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上的角度盤可對(duì)這兩套周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算進(jìn)行探宄，并自行驗(yàn)證周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比關(guān)系式，加深理解；
[0021](3)該教具位置調(diào)節(jié)裝置可以實(shí)現(xiàn)行星輪與不同齒數(shù)的定齒輪嚙合的目的，學(xué)生通過改變定齒輪齒數(shù)，可改變整套周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比；
[0022](4)將兩套周轉(zhuǎn)輪系輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過互相垂直放置的絲桿轉(zhuǎn)化為平面的二維運(yùn)動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)該教具的兩個(gè)電機(jī)并由第二滑塊運(yùn)動(dòng)畫出斜線，求出的斜率即兩套周轉(zhuǎn)輪系輸出軸速度之比，并通過兩者斜率的對(duì)比可清楚地了解到周轉(zhuǎn)輪系定齒輪的齒數(shù)發(fā)生較小的變化后傳動(dòng)比就有非常大的變化；
[0023](5)第二滑塊可實(shí)現(xiàn)任意方向的改變，利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)。
[0024]本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:結(jié)構(gòu)簡單，幫助學(xué)生理解周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法及其與定軸輪系傳動(dòng)比的不同點(diǎn)；學(xué)生通過傳動(dòng)比的探宄及計(jì)算，利用兩套具體的周轉(zhuǎn)輪系模型教具來完成迷宮的游戲，即學(xué)生需要在理解及具體經(jīng)過傳動(dòng)比計(jì)算后，并選取可行的齒輪齒數(shù)自行組裝出周轉(zhuǎn)輪系，實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比輸出，在此探宄的基礎(chǔ)上不僅可以使學(xué)生理解周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算與定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算的不同點(diǎn)以及體會(huì)周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的特殊性，又能體驗(yàn)到機(jī)械課堂的趣味性。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是圖1的側(cè)視圖。
[0027]圖3是圖1中的A-A截面圖。
[0028]圖4是圖1中I處放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參照?qǐng)D1至圖4，智趣型周轉(zhuǎn)輪系綜合教具，包括機(jī)架I以及設(shè)置在機(jī)架I上的周轉(zhuǎn)輪系，所述的周轉(zhuǎn)輪系連接控制裝置，所述的周轉(zhuǎn)輪系包括分別配置有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系21和第二可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系22，所述的第一、第二可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系21、22 —端分別與可正反轉(zhuǎn)的電機(jī)3傳動(dòng)連接，另一端分別通過皮帶輪4與第一絲桿51和第二絲桿52的一端連接，所述的第一絲桿51和第二絲桿52均平行于地面設(shè)置，所述的第一絲桿51位于第二絲桿52的下方，并且所述的第一絲桿51與第二絲桿52垂直布置；所述的第一絲桿51與第二絲桿52的另一端通過連接軸6連接在所述的機(jī)架I上；
[0030]所述的第一絲桿51上套設(shè)有帶滾珠螺母的第一滑塊71，所述的第一滑塊71的頂端連接彈簧連接裝置8，所述的彈簧連接裝置8的頂部與一直線導(dǎo)軌9連接；所述的第二絲桿52上套設(shè)有帶滾珠螺母的第二滑塊72，所述的第二滑塊72設(shè)置在所述的直線導(dǎo)軌9內(nèi)，在所述的第一絲桿51的旋轉(zhuǎn)下帶動(dòng)第一滑塊71移動(dòng)，所述的第一滑塊71帶動(dòng)直線導(dǎo)軌9與第二絲桿52沿X軸方向移動(dòng)；
[0031]所述的第二絲桿52的兩側(cè)對(duì)應(yīng)的機(jī)架上設(shè)置有帶曲率的圓弧導(dǎo)軌10，所述的第二絲桿52可在圓弧導(dǎo)軌10上移動(dòng)。
[0032]所述的第一可變定齒輪周轉(zhuǎn)輪系21包括同軸設(shè)置的第一主動(dòng)軸211和第一從動(dòng)軸212以及第一可變齒數(shù)定齒輪213、第一行星齒輪214，所述的第一主動(dòng)軸211的一端與電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接，所述的第一從動(dòng)軸212的端部設(shè)置有皮帶輪，所述的皮帶輪與第一絲桿51之間通過皮帶11連接；所述的第一主動(dòng)軸211和第一從動(dòng)軸212上分別通過軸套12設(shè)置有所述的第一可變齒數(shù)定齒輪213，所述的第一可變齒數(shù)定齒輪213分別與第一行星齒輪214相嚙合，所述的第一行星齒輪214相對(duì)于第一主動(dòng)軸211的中心線對(duì)稱設(shè)置，并且所述的第一行星齒輪214的底部均設(shè)置有皮帶輪，底部的皮帶輪之間通過皮帶連接；所述的第一行星齒輪214通過行星架215設(shè)置在所述的機(jī)架