專利名稱：平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)組合試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)組合試驗(yàn)臺(tái)，主要用于機(jī)械類專業(yè)的學(xué)校作為教學(xué)、試驗(yàn)用，也可以作為該行業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)中人們廣泛地使用著各種機(jī)器，雖然機(jī)器的構(gòu)造和用途不同，但他們都是由許多不同的機(jī)構(gòu)所組成，生產(chǎn)中常見的機(jī)構(gòu)，多數(shù)都是平面機(jī)構(gòu)。組成機(jī)構(gòu)的最小單位為構(gòu)件。
目前平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，教學(xué)的試驗(yàn)和演示方法主要有三種，一種先將某種具體的機(jī)構(gòu)(如曲柄連桿機(jī)構(gòu))的各構(gòu)件做成簡(jiǎn)單的模型(如紙板模型)，將種構(gòu)件的回轉(zhuǎn)副的轉(zhuǎn)動(dòng)中心固定在平板上，用手撥動(dòng)主動(dòng)構(gòu)件，并不斷地調(diào)節(jié)各個(gè)構(gòu)件的參數(shù)，根據(jù)各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)尋找最佳的運(yùn)動(dòng)軌跡。它的優(yōu)點(diǎn)是制作較簡(jiǎn)單，演示的直觀性尚可，但參數(shù)調(diào)節(jié)不方便。第二種先將某種機(jī)構(gòu)做成實(shí)物模型，用臺(tái)架來(lái)試驗(yàn)，它的優(yōu)點(diǎn)是直觀性最好，但試驗(yàn)臺(tái)架通用性差、成本高。第三種是計(jì)算機(jī)作圖演示，優(yōu)點(diǎn)操作方便、成本低，但初學(xué)者難以全面理解。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)組合試組臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)集平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、演示、拼裝、運(yùn)動(dòng)、控制于一體，一個(gè)臺(tái)架便能方便、快捷、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)平面機(jī)構(gòu)及其復(fù)合機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)，為機(jī)械類的學(xué)生進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)知識(shí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)、創(chuàng)新能力、提高綜合設(shè)計(jì)水平提供一種理想的教具。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由底板、與底板垂直固定的左右支撐板、與左右支撐板垂直并固定的橫梁組成支架，安裝在支架上的平面機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)組成，左右支撐板上至少有兩條互相平行、左右對(duì)稱并與底板豎直的直槽(a)；橫梁至少兩件，其上有與左右支撐板垂直的橫槽(b)，橫梁的兩端分別與左右支撐板對(duì)應(yīng)的直槽(a)配裝并與其固定聯(lián)接，有一批平面機(jī)構(gòu)中常用的構(gòu)件，組成平面機(jī)構(gòu)的構(gòu)件(除連桿以外)直接或間接地安裝在橫梁的橫槽(b)中，橫梁連同這些安裝在其上平面機(jī)構(gòu)的構(gòu)件，既可以在橫槽(b)中橫向移動(dòng)，又可以在左右支撐板的直槽(a)中豎向移動(dòng)(同一直槽a中可以有多根橫梁)，還可以在左右支撐板相互平行、左右對(duì)稱的直槽(a)中前后移動(dòng)，理論上實(shí)現(xiàn)了組成某一平面機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件可以在機(jī)架的空間位置上調(diào)節(jié)，其中機(jī)構(gòu)的幾個(gè)構(gòu)件用回轉(zhuǎn)副聯(lián)接后固定在橫梁合適的位置上就成為了具體的機(jī)構(gòu)。從而達(dá)到一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)不僅能完成所有的平面機(jī)構(gòu)包括它們的復(fù)合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、組裝、演示、試驗(yàn)，還能試驗(yàn)演示改變平面機(jī)構(gòu)一至兩個(gè)構(gòu)件的參數(shù)各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、快速等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的有益效果是可以在一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架上方便、快捷、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)平面機(jī)構(gòu)所有類型機(jī)構(gòu)的組裝、演示、各參數(shù)變化及其構(gòu)件運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律，試驗(yàn)人員既動(dòng)手又動(dòng)腦，既演示傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)又可創(chuàng)新諸多的復(fù)合機(jī)構(gòu)，充分挖掘他們的創(chuàng)造力、想象力、有助他們牢固地、系統(tǒng)地掌握機(jī)構(gòu)知識(shí)、培養(yǎng)、造就他們提高綜合設(shè)計(jì)能力和增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型平面連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)圖2是圖1的A-A剖視圖圖3是本實(shí)用新型的凸輪機(jī)構(gòu)的主視圖圖4是圖3的A-A的剖視圖圖5為本實(shí)用新型步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的槽輪機(jī)構(gòu)的主視圖圖6是橫梁的橫槽固定套的主剖視圖圖7是圖6的A-A剖視圖圖中1、底板，2、左右支撐板 3、橫梁 4、平面機(jī)構(gòu) 5、電機(jī) 6、橫梁固定套部件 7、橫梁固定套 8、銅套由于平面機(jī)構(gòu)的種類太多，為了本說明書更清楚明了，所以該機(jī)構(gòu)用一個(gè)統(tǒng)一的代號(hào)4表示。
具體實(shí)施方式
本試驗(yàn)臺(tái)只要將平面機(jī)構(gòu)的常用構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)后配備齊全、就能適應(yīng)各種各樣的平面機(jī)構(gòu)及其復(fù)合機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，特殊的機(jī)構(gòu)其構(gòu)件另行設(shè)計(jì)制造。下面僅舉其中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)為例加以說明。
圖1中的底板(1)與垂直并固定在底板(1)上的左右支撐板(2)及與左右支撐板(2)垂直的橫梁(3)構(gòu)成的支架，左右支撐板(2)上至少有兩條(圖中為4條)互相平行、左右對(duì)稱并與底板(1)垂直的直槽(a)，橫梁(3)的兩端配裝在左、右支撐板(2)的直槽(a)中，并用螺釘與橫梁(3)兩端的螺孔垂直固定在左右支撐板(2)上，橫梁(3)上有橫槽(b)，圖中的平面機(jī)構(gòu)屬平面連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，構(gòu)件曲柄和搖桿的回轉(zhuǎn)中心分別裝配在同一橫梁的橫槽(b)中，電機(jī)(5)(一般采用調(diào)速電機(jī))經(jīng)皮帶、齒輪副驅(qū)動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)曲桿的長(zhǎng)度、搖桿和連桿的長(zhǎng)度不變，可改變搖桿的擺度的大小，調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度、曲柄的搖桿的長(zhǎng)度不變，可改變搖桿擺動(dòng)的起始位置(構(gòu)件上設(shè)置了不同的調(diào)節(jié)孔)，均可以在本試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行演示、試驗(yàn)。曲桿和搖桿的回轉(zhuǎn)中心還可以安裝在左右支撐板(2)同一條直槽(b)不同的橫梁(3)上。同樣屬于平面連桿機(jī)構(gòu)的雙搖桿機(jī)構(gòu)，雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)照樣能順利實(shí)施。橫梁(3)與左右支支板(2)的固方式有多種，如螺紋副固定、銷軸副固定、只要固定可靠、裝拆方便即可。
圖3所示的凸輪機(jī)構(gòu)是平面構(gòu)機(jī)(4)中的另一種類型，凸輪為主動(dòng)構(gòu)件，它的回輪中心固定在左右橫梁(3)的橫槽(b)中，推桿為被動(dòng)構(gòu)件，它經(jīng)安裝板間接地安裝在另兩互相平行并在同一垂直平面的橫梁(3)的橫槽(b)中，凸輪的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成推桿的上下直線運(yùn)動(dòng)。
圖5為平面機(jī)構(gòu)中屬步進(jìn)機(jī)構(gòu)的槽輪機(jī)構(gòu)、構(gòu)件槽輪、拐臂(定位盤)的回轉(zhuǎn)中心分別固定在支撐板(2)同一直槽(a)不同的橫梁(3)的橫槽(b)中(亦可安裝在同一橫梁不同的位置的橫槽中)。轉(zhuǎn)臂作連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)柱銷進(jìn)入槽輪的槽中時(shí)，轉(zhuǎn)臂通過柱銷驅(qū)使槽輪傳動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)臂和槽輪各自轉(zhuǎn)過一定角度后，轉(zhuǎn)臂上的柱銷脫開槽輪，轉(zhuǎn)臂繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而槽輪不動(dòng)。這樣就把轉(zhuǎn)臂的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成槽輪的單向步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。同類型的棘輪機(jī)構(gòu)，只需從配件中將相應(yīng)的構(gòu)件如棘輪、棘爪和擺桿(棘爪套裝在擺桿上，擺桿的往復(fù)擺動(dòng)常用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn))，同樣裝在橫梁相應(yīng)的位置上，即可進(jìn)行試驗(yàn)。若采用不完全齒輪平面機(jī)構(gòu)(不完全齒輪為主動(dòng)件與之配合的全齒輪作被動(dòng)件)，同樣可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
圖6中的橫梁固定套部件(6)由橫梁固定套(7)和銅套(8)組成。橫梁固定套(7)中間部分橫截面為鼓形，其上下對(duì)稱的平面與橫梁(3)的橫槽(b)上、下平面配合，為了防止裝配后在工作中產(chǎn)生擺動(dòng)，應(yīng)盡量消除它們之間的間隙，同時(shí)又有保證橫梁固定套(7)能在橫槽(b)中移動(dòng)，該配合宜采用具有一定精度的動(dòng)配合，該段的長(zhǎng)度大于橫梁(3)的厚度(c)；亦即大于直槽(a)的寬度，以滿足橫梁固定套在橫槽(b)中移動(dòng)；兩頭一端為外螺紋，一端為圓臺(tái)階面，它們的外徑小于橫槽(b)不完全圓孔的直徑(φ)，而大于橫槽的高度(h)，橫梁固定套(7)的兩端能從不完全圓孔中穿過又能在橫槽(b)中移動(dòng)不致于掉出，銅套(8)壓裝在橫梁固定套(7)兩端內(nèi)臺(tái)階面中。裝配時(shí)用鎖緊螺田調(diào)節(jié)橫梁固定套(7)中間段的長(zhǎng)度并鎖定橫梁固定套部件(6)在橫梁槽(b)一定的位置上，再用銷軸與平面機(jī)構(gòu)的構(gòu)件聯(lián)接，組成回轉(zhuǎn)副，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)接可靠、運(yùn)動(dòng)自如。為了裝配時(shí)方便，本部件可事先在橫槽(b)中安裝多件，如附圖所示。
權(quán)利要求1.一種平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)組合試驗(yàn)臺(tái)，包括底板(1)、與底板(1)垂直固定的左右支撐板(2)、與左右支撐板(2)垂直并固定的橫梁(3)組成的支架，安裝在機(jī)架上的平面機(jī)構(gòu)(4)和驅(qū)動(dòng)平面機(jī)構(gòu)(4)運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)(5)組成，其特征在于左右支撐板(2)上至少有2條互相平行與底板(1)垂直且左右對(duì)稱的直槽(a)，槽梁(3)至少兩件，它們的兩端與左右支撐板(2)上對(duì)應(yīng)的直槽(a)配裝并固定聯(lián)接其上，橫梁(3)上有與左右支撐板(2)垂直的橫槽(b)，有一批平面機(jī)構(gòu)常用的構(gòu)件，組成平面機(jī)構(gòu)(4)除連桿以外的構(gòu)件直接或間接安裝在橫梁(3)的橫槽(b)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于在橫梁(3)的橫槽(b)中有固定套部件(6)，它由橫梁固定套(7)和銅套(8)組成，橫梁固定套(7)中間部份的橫截面為鼓形，上、下對(duì)稱平面與橫槽(b)的上、下平面配合，其長(zhǎng)度大于橫梁(3)的厚度(c)，兩頭一端為外螺紋，一端為圓柱體，它們的外徑小于橫槽(b)端不完全圓孔的直徑(φ)，而大于橫槽(b)的高度(h)，銅套(8)壓裝在橫梁固定套(7)兩端內(nèi)臺(tái)階中。
專利摘要一種平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)組合試驗(yàn)臺(tái)，它由底板、左右支撐板和橫梁組成機(jī)架，左右支撐板有幾條垂直于底板相互平行、左右對(duì)稱的直槽，橫梁有多件，橫梁上有垂直于左右支撐板的橫槽，平面機(jī)構(gòu)的構(gòu)件(除連桿以外)裝配在橫梁的橫槽中，構(gòu)件之間能在支架的空間內(nèi)根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要其聯(lián)接點(diǎn)和自身的位置可任意調(diào)節(jié)，從而達(dá)到一個(gè)臺(tái)架能實(shí)現(xiàn)平面機(jī)構(gòu)及其復(fù)合機(jī)構(gòu)的組裝及試驗(yàn)要求。是機(jī)構(gòu)類專業(yè)學(xué)生及設(shè)計(jì)人員組裝、試驗(yàn)、演示平面機(jī)構(gòu)的一種好的綜合試驗(yàn)臺(tái)。
文檔編號(hào)G01M99/00GK2731430SQ0324816
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者吳學(xué)東, 王涵, 張斌 申請(qǐng)人:吳學(xué)東