一种凸轮从动件运动规律测绘仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于机械原理教学实验装置，涉及一种凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于：由箱型机架、横移机构、凸轮机构、从动机构、绘图机构、控制系统组成，横移机构下部固装于箱型机架内底部，上部固装于箱型机架内顶部，凸轮机构、从动机构均设置于横移机构上，绘图机构一部设置于从动机构上，一部设置于箱型机架侧面，控制系统分别与横移机构、凸轮机构连接。本实用新型凸轮从动件运动规律测绘仪结构设计科学合理，具有结构简单紧凑、制作容易、操作简便、成本较低、透明开放、便于观察、运动过程生动形象、一目了然、运动平衡性、稳定性较好、方便携带保管等优点，是一种具有较高创新性的凸轮从动件运动规律测绘仪。
【专利说明】一种凸轮从动件运动规律测绘仪
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械原理教学实验装置，特别涉及一种凸轮从动件运动规律测绘仪。
【背景技术】
[0002]学生在学习生活中，教师们的授课方式及教学用具的使用是至关重要的。尤其是在机械原理课上，老师只在PPT上给大家看一下凸轮运动曲线的规律性变化，同学们只知道凸轮的运动曲线的形状，但却不知道凸轮的工作原理、基本结构以及凸轮是如何运动而得出的运动曲线。为了能够使学生更直观的了解凸轮传动的工作原理、曲线运动规律及基本结构、基本功能等，我们研制了凸轮从动件运动规律测绘仪，这样在机械原理课上，同学们无需参考PPT就可以直观清晰的观看其绘制过程，了解凸轮传动的工作原理，同时对各类机械传动机构进行分析与比较。凸轮从动件运动规律测绘仪在天津市第五届大学生机械创新设计大赛中获得三等奖。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、设备控制灵活、便于携带、可形象直观显示凸轮从动件运动过程、绘制运动规律曲线并可进行深入探讨研究的凸轮从动件运动规律测绘仪。
[0004]本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:由箱型机架、横移机构、凸轮机构、从动机构、绘图机构、控制系统组成，横移机构下部固装于箱型机架内底部，上部固装于箱型机架内顶部，凸轮机构、从动机构均设置于横移机构上，绘图机构一部设置于从动机构上，一部设置于箱型机架侧面，控制系统分别与横移机构、凸轮机构连接。
[0006]而且，所述箱型机架，其上顶面设置有提手。
[0007]而且，所述横移机构，由下滑道、齿条座、齿条、上导轨、滑块、滑轮支撑架、小箱体、横移电机座、横移电机组成，齿条座居中、下滑道分居两侧横向间隔固装于箱型机架内底部，齿条固装于齿条座上，上导轨横向固装于箱型机架内顶部，滑块滑动设置于上导轨上，滑轮支撑架滚动设置于下滑道上，小箱体底部固装于滑轮支撑架上，小箱体顶部与滑块相固装，横移电机座固装于小箱体上，横移电机固装于横移电机座上并与齿条哨合。
[0008]而且，所述凸轮机构，由凸轮电机、凸轮电机座、凸轮组成，凸轮电机固装于凸轮电机座上，凸轮电机座固装于小箱体上，凸轮固装于凸轮电机输出轴上。
[0009]而且,所述从动机构，由滚子从动件、从动件套筒组成,从动件套筒固装于小箱体内顶面，滚子从动件上端插装在从动件套筒内，下端滚动设置于凸轮上。
[0010]而且，所述滚子从动件，其下端部设置有滚轮。
[0011]而且，所述绘图机构，由画板、连接轴杆、画笔、画笔架组成，画板固装于箱型机架内侧壁上，连接轴杆一端固装于滚子从动件上，另一端固装有画笔架，画笔插装于画笔架内。
[0012]而且，所述画笔架，由画笔支撑套、弹簧、画笔套、画笔端盖组成，画笔支撑套固装于连接轴杆端部，画笔套、弹簧设置于画笔支撑套内，画笔端盖固装于画笔支撑套端口处并将弹簧、画笔套压封在画笔支撑套内。
[0013]本实用新型的优点和有益效果为:
[0014]1.本实用新型凸轮从动件运动规律测绘仪可清晰展现凸轮及凸轮从动件运动过程，绘制凸轮从动件运动规律曲线，并可绘出凸轮从动件的位移曲线、速度曲线、加速度曲线，便于学生直观形象地了解、深刻地认识研究凸轮从动件运动规律，是机械原理课的好帮手。
[0015]2.本实用新型凸轮从动件运动规律测绘仪结构简单紧凑，制作容易，成本较低。
[0016]3.本实用新型凸轮从动件运动规律测绘仪透明开放，便于观察，运动过程生动形象，一目了然。
[0017]4.本实用新型凸轮从动件运动规律测绘仪上有导轨，下有滑道，从动件下端设置有滚轮，各个部件运动平衡性、稳定性较好。
[0018]5.本实用新型凸轮从动件运动规律测绘仪设置有箱型机架，机架顶面设置有提手，方便携带、保管。
[0019]6.本实用新型凸轮从动件运动规律测绘仪结构设计科学合理，具有结构简单紧凑、制作容易、成本较低、透明开放、便于观察、运动过程生动形象、一目了然、运动平衡性、稳定性较好、方便携带保管等优点，是一种具有较高创新性的凸轮从动件运动规律测绘仪。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型结构示意图；
[0021]图2为图1的右视图；
[0022]图3为图1的俯视图；
[0023]图4图1A部放大图。
[0024]1-箱型机架、2-小箱体、3-滑块、4-上导轨、5-从动件套筒、6_滚子从动件、7-凸轮、8-凸轮电机、9-凸轮电机座、10-滑轮支撑架、11-下滑道、12-齿轮、13-齿条、14-横移电机座、15-横移电机、16-画板、17-绘图机构、18-滚轮、19画笔、20画笔端盖、21画笔套、22弹簧、23画笔支撑套、24连接轴杆。
【具体实施方式】
[0025]下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
[0026]一种凸轮从动件运动规律测绘仪，由箱型机架1、横移机构、凸轮机构、从动机构、绘图机构17、控制系统组成。横移机构下部固装于箱型机架内底部，横移机构上部固装于箱型机架内顶部，凸轮机构、从动机构均设置于横移机构的小箱体2上，绘图机构一部设置于从动机构上，一部设置于箱型机架侧面，控制系统分别与横移机构、凸轮机构连接。本实用新型配备有专用配电箱。
[0027]箱型机架为一透明闭合箱体，由底板、顶盖、后盖、左右盖组成，其顶盖顶面设置有提手(图中未显示和标注)，其前盖可以打开；箱体透明闭合便于观察并可较好保护内部装置，提手便于携带。
[0028]横移机构，由下滑道11、齿条座(图中未标注)、齿条13、上导轨4、滑块3、滑轮支撑架10、小箱体、横移电机座14、横移电机15组成,横移电机输出轴上设置有齿轮12。齿条座居中、下滑道分居两侧横向间隔固装于箱型机架内底部，齿条固装于齿条座上；齿条、齿条座用于横移电机带动小箱体、滑轮支撑架在其上前后运动。上导轨横向固装于箱型机架内顶部，滑块滑动设置于上导轨上。滑轮支撑架滚动设置于下滑道上，小箱体底部固装于滑轮支撑架上，小箱体顶部与滑块相固装，小箱体用于安装和带动凸轮机构、从动机构绘图机构前后运动。横移电机座固装于小箱体上，横移电机固装于横移电机座上，横移电机输出轴上的齿轮与齿条啮合。下部有下滑道，上部有上导轨，可使小箱体等运动部分运行平稳。
[0029]凸轮机构，由凸轮电机8、凸轮电机座9、凸轮7组成；凸轮电机固装于凸轮电机座上，凸轮电机座固装于小箱体上，凸轮固装于凸轮电机输出轴上；凸轮机构跟随小箱体前后运动。
[0030]从动机构，由滚子从动件6、从动件套筒5组成，滚子从动件，其下端部设置有滚轮18,从动件套筒固装于小箱体内顶面,滚子从动件上端插装在从动件套筒内，下端滚轮滚动设置于凸轮上。
[0031]绘图机构，由画板16、连接轴杆24、画笔19、画笔架组成；画板固装于箱型机架内左箱盖上，连接轴杆一端固装于滚子从动件上，另一端固装有画笔架，画笔插装于画笔架内；绘图机构用于绘制凸轮从动件运动规律曲线。画笔架，由画笔支撑套23、弹簧22、画笔套21、画笔端盖20组成，画笔支撑套固装于连接轴杆端部，画笔套、弹簧活动设置于画笔支撑套内，画笔端盖固装于画笔支撑套端口处并将弹簧、画笔套压封在画笔支撑套内；画笔在弹簧作用下，可始终紧贴画板，保证绘制质量。
[0032]控制系统，由PLC控制器、机电百分表组成,机电百分表分别设置于横移电机和凸轮电机上并与PLC控制器连接。
[0033]本实用新型的操作方法和工作原理为:
[0034]操作方法:
[0035]1.观察凸轮运动的轨迹
[0036](I)在实验台上正确安装好实验装置，打开电源开关，使凸轮调整到最低点并设定画纸位置，放坐标纸，调节原点位置。
[0037](2)按下遥控器开关，启动横移电机和凸轮电机，观察凸轮和凸轮从动件运动过程；凸轮运动两个周期后，关闭横移电机和凸轮电机，观测画板上凸轮从动件的运动规律曲线，了解和计算行程、升程、回程等数据并记录在表中。
[0038]2.观察DH5939动态应变测试仪的曲线分布。
[0039](I)接线。
[0040](2)在电脑上运行DHDAS动态信号采集分析系统，建立两个端口，点击平衡然后点击清零，点击开始实验。电脑软件测绘出凸轮从动件上下运动位移图和左右运动位移图(红色是凸轮从动件上下运动位移图，绿色是左右运动位移图)。
[0041](3)点击标题栏右下角“Excel表格导出”按钮。退回电脑桌面打开相应文件夹，经过数据的处理,用Excel表格生成时间位移、时间速度、时间加速度曲线图。
[0042]工作原理:
[0043]同时开启横移电机和凸轮电机,横移电机转动,在齿轮与齿条作用力下，横移电机带动小箱体、滑轮支撑架在下滑道上前后运动，此时，小箱体顶部带动滑块在上导轨上前后滑动；安装于小箱体内的凸轮机构、从动机构、绘图机构跟随前后运动；凸轮机构在前后运动的同时，凸轮电机旋转，带动凸轮旋转，凸轮顶动设置于其上的滚子从动件上下移动，这样就使设置于滚子从动件上的连接轴杆以及固装于连接轴杆端部的画笔架和画笔在跟随滚子从动件在前后移动的同时还上下移动，画笔的前后上下移动，即在画板上绘制出凸轮运动规律曲线。绘图过程中，由于弹簧的作用，画笔始终紧贴画笔，可保证绘制质量。
[0044]尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【权利要求】
1.一种凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:由箱型机架、横移机构、凸轮机构、从动机构、绘图机构、控制系统组成，横移机构下部固装于箱型机架内底部，上部固装于箱型机架内顶部，凸轮机构、从动机构均设置于横移机构上，绘图机构一部设置于从动机构上，一部设置于箱型机架侧面，控制系统分别与横移机构、凸轮机构连接。
2.根据权利要求1所述的凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:所述箱型机架，其上顶面设置有提手。
3.根据权利要求1所述的凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:所述横移机构，由下滑道、齿条座、齿条、上导轨、滑块、滑轮支撑架、小箱体、横移电机座、横移电机组成，齿条座居中、下滑道分居两侧横向间隔固装于箱型机架内底部，齿条固装于齿条座上，上导轨横向固装于箱型机架内顶部，滑块滑动设置于上导轨上，滑轮支撑架滚动设置于下滑道上，小箱体底部固装于滑轮支撑架上，小箱体顶部与滑块相固装，横移电机座固装于小箱体上，横移电机固装于横移电机座上并与齿条哨合。
4.根据权利要求1所述的凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:所述凸轮机构，由凸轮电机、凸轮电机座、凸轮组成，凸轮电机固装于凸轮电机座上，凸轮电机座固装于小箱体上，凸轮固装于凸轮电机输出轴上。
5.根据权利要求1所述的凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:所述从动机构，由滚子从动件、从动件套筒组成，从动件套筒固装于小箱体内顶面，滚子从动件上端插装在从动件套筒内，下端滚动设置于凸轮上。
6.根据权利要求5所述的凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:所述滚子从动件，其下端部设置有滚轮。
7.根据权利要求1所述的凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:所述绘图机构，由画板、连接轴杆、画笔、画笔架组成，画板固装于箱型机架内侧壁上，连接轴杆一端固装于滚子从动件上，另一端固装有画笔架，画笔插装于画笔架内。
8.根据权利要求7所述的凸轮从动件运动规律测绘仪，其特征在于:所述画笔架，由画笔支撑套、弹簧、画笔套、画笔端盖组成，画笔支撑套固装于连接轴杆端部，画笔套、弹簧设置于画笔支撑套内，画笔端盖固装于画笔支撑套端口处并将弹簧、画笔套压封在画笔支撑套内。
【文档编号】G09B25/02GK204166799SQ201420605977
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】孙建军, 刘梦莹, 张婷婷, 迟远霞, 高仲康, 舒明, 田鹏 申请人:天津职业技术师范大学