一种凸轮轮廓产生教具的制作方法

本实用新型涉及一种教学用具,具体涉及一种凸轮轮廓产生教具。

背景技术：

凸轮轮是机械传动中常用的零件之一。在大学本科和职业教育学校的机械专业，偏心轮是必不可少的必修知识之一。课堂教学时，老师往往通过直动尖顶机构与偏心轮直接接触然后进行偏心轮的转动，然后通过直动尖顶机构的上下移来显示偏心轮的运动，凸轮轮廓产生与凸轮运动规律是分离的，这种方法并不能直观的表现偏心轮的运动轨迹，并且难以实时测量，反转法绘制凸轮轮廓时还会因为担心测量时的反转运动影响测量精确度。

技术实现要素：

为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种凸轮轮廓产生教具，能将凸轮运动规律与凸轮轮廓产生于一体，可直观显示凸轮运动。

本实用新型所采用的技术方案：一种凸轮轮廓产生教具，包括下安装板、上安装板、齿轮、齿条、直动顶尖机构、画板；所述上安装板设置在下安装板上方；所述齿轮可旋转地设置在下安装板上；所述齿条横向滑移地设置在上安装板上，所述齿条下侧设有与齿轮啮合的齿，上侧设有轮廓曲线；直动顶尖机构包括固定套、顶尖柱、弹簧，所述固定套一端固定在上安装板顶部，所述弹簧设置在固定套内，所述顶尖柱一端可滑移地设置在固定套内，并与弹簧相抵，另一端呈顶尖结构，在弹簧的作用下顶在轮廓曲线上；所述画板固定在齿轮上，能随齿轮同步旋转。

所述上安装板与下安装板上下滑移配合，所述齿轮与下安装板可拆卸连接，所述齿条与上安装板可拆卸连接。

所述上安装板与下安装板之间设有滑动轮。

所述下安装板上设有摇盘，所述摇盘可旋转地设置在下安装板上，所述齿轮安装在摇盘上。

还包括压板，所述上安装板上设有一横向设置的长形滑槽；所述齿条设置在上安装板正面，所述压板设置在安装板背面，所述压板通过螺栓穿过长形滑槽与齿条固定连接。

所述上安装板顶部设有横向布置的轨道，所述固定套顶部设有与轨道适配的滑块；所述直动顶尖机构能通过滑块沿轨道横向滑移。

所述轨道为铁质材料，所述固定套上设有磁铁。

将齿轮作为凸轮的基圆，随着齿轮的转动能能带动齿条移动，齿条上的轮廓曲线能带动顶尖柱克服弹簧弹性力实现上下移动，从而能够直观地显示出凸轮运动规律；同时画板随着齿轮3同步旋转，其对应顶尖柱、轮廓曲线接触的点即为凸轮的外轮廓，能直接、准确的绘制出凸轮轮廓。

本实用新型的有益效果是：将凸轮运动规律与凸轮轮廓产生集结于一体，非常直观地显示出凸轮轮廓与凸轮运动规律的关系，克服了以往常规教学过程中凸轮轮廓产生与凸轮运动规律曲线分离造成用反转法求解凸轮轮廓时选取各个时段凸轮运动轨迹可能出现测量不准的弊端；同时教具可以在任意时间观察到齿轮的轮廓线与其运动规律的关系，特别适合刚刚开始学习机械原理的学生快速掌握凸轮运动知识。

附图说明

图1为本实用新型实施例凸轮轮廓产生教具的正面结构示意图。

图2为本实用新型实施例凸轮轮廓产生教具的背面结构示意图。

图3为本实用新型实施例直动顶尖机构的剖视结构示意图。

图中1-下安装板，2-上安装板，21-长形滑槽，3-齿轮，4-齿条，41-齿，42-轮廓曲线，5-直动顶尖机构，51-固定套，52-顶尖柱，53-弹簧，54-轨道，55-滑块，56-磁铁，6-画板，7-滑动轮，8-摇盘，9-压板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细描述，以下给出的实施例仅为了阐明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“正面”、“背面”、“横向”等指示的方位或位置关系是指定图1为正视图的情况下的方位位置，是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图所示，一种凸轮轮廓产生教具，包括下安装板1、上安装板2、齿轮3、齿条4、直动顶尖机构5、画板6。

所述上安装板2设置在下安装板1上方；所述齿轮3可旋转地设置在下安装板1上；所述齿条4横向滑移地设置在上安装板2上，所述齿条4下侧设有与齿轮3啮合的齿41，上侧设有轮廓曲线42；直动顶尖机构5包括固定套51、顶尖柱52、弹簧53，所述固定套51一端固定在上安装板2顶部，所述弹簧53设置在固定套51内，所述顶尖柱52一端可滑移地设置在固定套51内，并与弹簧53相抵，另一端呈顶尖结构，在弹簧53的作用下顶在轮廓曲线42上；所述画板6固定在齿轮3上，能随齿轮3同步旋转。

将齿轮3作为凸轮的基圆，随着齿轮3的转动能能带动齿条4移动，齿条4上的轮廓曲线42能带动顶尖柱52克服弹簧53弹性力实现上下移动，从而能够直观地显示出凸轮运动规律；同时画板6随着齿轮3同步旋转，其对应顶尖柱52、轮廓曲线42接触的点即为凸轮的外轮廓，能直接、准确的绘制出凸轮轮廓。

从而实现了将凸轮运动规律与凸轮轮廓产生集结于一体，非常直观地显示出凸轮轮廓与凸轮运动规律的关系，克服了以往常规教学过程中凸轮轮廓产生与凸轮运动规律曲线分离造成用反转法求解凸轮轮廓时选取各个时段凸轮运动轨迹可能出现测量不准的弊端；同时教具可以在任意时间观察到齿轮的轮廓线与其运动规律的关系，特别适合刚刚开始学习机械原理的学生快速掌握凸轮运动知识。

其中，所述上安装板2与下安装板1上下滑移配合，所述齿轮3与下安装板1可拆卸连接，所述齿条4与上安装板2可拆卸连接。

可拆卸的连接方式，使得可以准备多种不同规格的齿轮3、齿条4，根据所需要显示凸轮轮廓对应选择并安装齿轮与齿条，实现各种不同形状大小的凸轮运动规律与凸轮轮廓产生，上安装板2与下安装板1之间的滑动配合，使得不同规格尺寸的齿轮齿条配合时，能够上下移动进行调整，避免由于齿轮的改变移动而卡死齿条。

如图所示，所述上安装板2与下安装板1之间设有滑动轮7，减少摩擦，避免出现卡死问题。

如图所示，所述下安装板1上设有摇盘8，所述摇盘8可旋转地设置在下安装板1上，所述齿轮3安装在摇盘8上，齿轮3通过摇盘8的转动而转动，简化安装，方便操作。

如图所示，还包括压板9，所述上安装板2上设有一横向设置的长形滑槽21；所述齿条4设置在上安装板2正面，所述压板9设置在安装板2背面，所述压板9通过螺栓穿过长形滑槽21与齿条4固定连接；螺栓的结构方便拆装，同时通过螺栓与长形滑槽21实现滑移配合。

如图所示，所述上安装板2顶部设有横向布置的轨道54，所述固定套51顶部设有与轨道54适配的滑块55；所述直动顶尖机构5能通过滑块55沿轨道54横向滑移，根据具体安装的齿轮、齿条，通过滑块55沿轨道54移动，能方便直动顶尖机构5移动至需要的偏心距的位置。

其中，所述轨道54为铁质材料，所述固定套51上设有磁铁56，通过磁铁56吸住轨道54实现固定效果，避免操作时产生移动造成凸轮轮廓的不准确。

实施例不应视为对实用新型的限制，但任何基于本实用新型的精神所作的改进，都应在本实用新型的保护范围之内。