凸輪機構教學儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械教具領域，是一種凸輪機構教學儀。
【背景技術】
[0002]目前市場上凸輪機構的教具少之甚少，其中一個是上海同育教學儀器設備制造有限公司的TYJD-1凸輪機構試驗臺，還有一個是上海華育教學設備有限公司的凸輪機構教學模型。前者采用了步進電機驅動系統(tǒng)和高精度光柵尺測量系統(tǒng)可以精確地測量出凸輪的真實運動軌跡及每角度的運動位移，通過計算機軟件可以精確繪出凸輪的真實廓線及速度，加速度。雖然設備能夠精確測得凸輪的部分參數，但是由于其需要計算機設備作為核心設備，所以這就決定了次試驗臺使用的局限性。它不能讓學生在普通的教學環(huán)節(jié)更加方便地了解凸輪機構，而必須到相應的實驗室參加實驗，這就造成了一定的約束。而且試驗臺需要一些緊密零件，加上計算機作為輔助，所需的成本將會高得讓很多教學機構望而卻步。后者是一款全鋁制的教學模型，尺寸小，可以便于攜帶，使用方便。無論是加工制造、重量體積，還是價格都比較親民，但是功能單一是其致命缺陷。此模型只能實現直動從動件在盤形凸輪轉動下，實現上下移動，再無其他功能。因此這種教學模型并不能完全展示出凸輪機構的其他重要參數。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對以上不足之處，提供了一種重量體積較小、便于攜帶、而且制造簡單、成本低廉、適合大面積推廣并且功能齊全的凸輪機構教學儀。
[0004]本發(fā)明解決技術問題所采用的方案是，一種凸輪機構教學儀，包括固定在機架上的可旋轉的凸輪、圓形畫板與壓力角指示器，所述凸輪輪廓上緊貼有滾子，所述滾子與從動桿固連，所述從動桿旁側平行設置有細桿，所述從動桿通過若干杠桿組與細桿實現相對的軸向移動。
[0005]進一步的，所述凸輪設置在機架的下方，所述凸輪與機架另一側的手柄同軸旋轉，所述手柄與機架之間還設置有同軸旋轉的齒輪，所述凸輪在遠離機架一側固定有同軸旋轉的凸輪基圓，所述機架上設置有若干圓心與從動桿不在同一條直線上的偏置的凸輪安裝孔。
[0006]進一步的，所述滾子與凸輪的輪廓線外切，所述滾子上方通過滾子頭與豎直的從動桿固連，所述從動桿穿過設置在機架上的凸臺，所述從動桿頂部設置有滑塊，所述滑塊嵌入機架頂部開設的凹槽內進行往復的滑移運動，所述滑塊上開設有用于安裝畫筆的通孔，所述從動桿頂部還設置有限位凸臺，所述限位凸臺與凸臺之間設置有軸向穿過從動桿的彈簧。
[0007]進一步的，所述從動桿的正前側豎直設置有細桿，所述細桿穿過機架上的凸臺，所述細桿的中部設置有限位凸臺，所述限位凸臺與凸臺之間設置有軸向穿過細桿的彈簧，所述細桿的底部固連有頂針，所述頂針的末端為楔形結構，所述楔形結構與凸輪基圓表面的距離為1.5mm。
[0008]進一步的，所述杠桿組包括位于機架頂部的杠桿A，所述杠桿A —端為用于與細桿頂部接觸的圓頂觸頭，中部通過圓柱銷與機架鉸接，另一端側懸空，所述杠桿A懸空一端側的底部為杠桿B，所述杠桿B —端為用于與從動桿頂部接觸的圓頂觸頭，另一端通過圓柱銷與機架鉸接，所述杠桿B在與杠桿A的接觸位置也為圓頂觸頭,所述杠桿B的下方為杠桿C,所述杠桿C 一端為用于與從動桿頂部接觸的圓頂觸頭，另一端通過圓柱銷與機架鉸接，所述杠桿C下方為杠桿D，所述杠桿C在與杠桿D的接觸位置為圓頂觸頭，所述杠桿D —端懸空，另一端通過圓柱銷與機架鉸接，中部通過圓頂觸頭與位于底部的細桿的限位凸臺接觸，所述杠桿A、杠桿B、杠桿C的鉸接方向均與杠桿D的鉸接方向相反。
[0009]進一步的，所述凸輪基圓在圓心的位置上通過螺母與墊片固定有四根軸向位置不變的指針，所述指針緊貼凸輪基圓的表面與凸輪同步旋轉，所述指針由兩根長指針與兩根短指針組成，所述指針的頂部也為楔形結構。
[0010]進一步的,所述細桿的豎直位移量為杠桿A與杠桿B的豎直位移量的四分之一。
[0011]進一步的，所述機架在手柄一端設置有畫板，所述畫板嵌入機架上的凹槽內可相對于機架進行往復的橫向滑移，所述畫板底部為與齒輪嚙合的齒條結構，所述凹槽在齒輪與齒條嚙合的位置開設有讓位口，所述畫板一側粘貼畫紙，另一側開設有若干從動件運動曲線槽。
[0012]進一步的，所述從動桿的底部設置有螺紋，所述從動桿通過螺母可與尖頭、平頭和滾子頭部進行連接，所述尖頭頭部上開設有小圓孔。
[0013]進一步的，所述圓形畫板中央開設有用于與手柄進行固連的孔，所述圓形畫板上粘有畫紙，所述壓力角指示器包括基體，所述基體上垂直固定有量角指針，所述基體上還焊接有用于插入尖頭頭部上開設的小圓孔實現鉸接的小徑銷釘。
[0014]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:該凸輪機構教學儀內部設置有若干畫板與測量儀器，工作平穩(wěn)，在實現了從動件運動的同時，添加了參數動態(tài)認知、曲線繪制、影響因素等功能，真正意義上將有關凸輪的重點難點一一展現，將這些功能都集中在一臺儀器上，具有很好地操作性。而且本發(fā)明各個零件都能拆裝，互換性較好，便于維修。該裝置重量體積較小，便于攜帶，而且制造簡單，成本低廉，適合大面積推廣。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明專利進一步說明。
[0016]圖1為該發(fā)明的主視圖；
圖2為該發(fā)明的側視圖；
圖3為該發(fā)明的結構示意圖一；
圖4為該發(fā)明的結構示意圖二；
圖5為壓力角指示器的結構示意圖；
圖6為圖5的工作狀態(tài)示意圖；
圖7為畫板的工作狀態(tài)示意圖；
圖8為反轉法繪制凸輪曲線的工作狀態(tài)示意圖；
圖9為指示凸輪行程角的工作狀態(tài)示意圖； 圖中:
1-機架；2-凸輪；3_圓形畫板；4_壓力角指不器；5_滾子；6_從動桿；7-細桿；8-杠桿組；9-手柄；10_齒輪；11-凸輪基圓；12-滾子頭；13_滑塊；14_凹槽；15_畫筆；16_通孔；17-限位凸臺；18_彈簧；19_頂針；20_杠桿A ;21_圓柱銷；22_杠桿B ;23_杠桿C ;24_杠桿D ;25_指針；26_畫板；27_齒條；28_從動件運動曲線槽；29_小圓孔；30_畫紙；31_基體；32_量角指針；33_銷釘；34_筆芯。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0018]如圖1?9所示，一種凸輪機構教學儀，包括固定在機架I上的可旋轉的凸輪2、圓形畫板3與壓力角指示器4，所述凸輪2輪廓上緊貼有滾子5，所述滾子5與從動桿6固連，所述從動桿6旁側平行設置有細桿7，所述從動桿6通過若干杠桿組8與細桿7實現相對的軸向移動。
[0019]在本實施例中，所述凸輪2設置在機架I的下方，所述凸輪2與機架I另一側的手柄9同軸旋轉，所述手柄9與機架I之間還設置有同軸旋轉的齒輪10，所述凸輪2在遠離機架I 一側固定有同軸旋轉的凸輪基圓11，所述機架I上設置有若干圓心與從動桿6不在同一條直線上的偏置的凸輪安裝孔。
[0020]在本實施例中，所述滾子5與凸輪2的輪廓線外切，所述滾子5上方通過滾子頭12與豎直的從動桿6螺紋連接，所述從動桿6穿過設置在機架I上的凸臺12，所述從動桿6頂部設置有滑塊13，所述滑塊13嵌入機架I頂部開設的凹槽14內進行往復的滑移運動，所述滑塊13上開設有用于安裝畫筆15的通孔16，所述從動桿6頂部還設置有限位凸臺17，所述限位凸臺17與凸臺12之間設置有軸向穿過從動桿6的用于控制從動桿6復位的彈簧18。
[0021]在本實施例中，所述從動桿6的正前側豎直設置有細桿7，所述細桿7穿過機架I上的凸臺12，所述細桿7的中部設置有限位凸臺17，所述限位凸臺17與凸臺12之間設置有軸向穿過細桿的彈簧18，所述彈簧18用于提供細桿7復位的力，所述細桿7的底部固連有頂針19，所述頂針19的末端為楔形結構，所述楔形結構與凸輪基圓11表面的距離為1.5mm。
[0022]在本實施例中，所述杠桿組8包括位于機架頂部的長度為78mm的杠桿A20，所述杠桿A20 —端為用于與細桿7頂部接觸的圓頂觸頭，中部通過圓柱銷21與機架I鉸接，另一端側懸空，所述杠桿A20懸空一端側的底部為長度80mm的杠桿B22，所述杠桿B22 —端為用于與從動桿6頂部接觸的圓頂觸頭，另一端通過圓柱銷21與機架I鉸接，所述杠桿B22在與杠桿A20的接觸位置為距尚鉸接處20mm的圓頂觸頭,所述杠桿B22的下方為長度94mm的杠桿C23，所述杠桿C23 —端為用于與從動桿6頂部接觸的圓頂觸頭，另一端通過圓柱銷21與機架I鉸接，所述杠桿C23下方為長度140mm的杠桿D24，所述杠桿C23在與杠桿D24的接觸位置為距離鉸接處25mm的圓頂觸頭，所述杠桿D24 —端懸空，另一端通過圓柱銷21與機架I鉸接，中部通過圓頂觸頭與位于底部的細桿7的限位凸臺17接觸，所述杠桿A20、杠桿B22、杠桿C23的鉸接方向均與杠桿D24的鉸接方向相反。
[0023]在本實施例中，所述凸輪基圓11在圓心的位置上通過螺母與墊片固定有四根軸向位置不變的指針25