一种可变速机械传动圆规的制作方法

本发明属于制图工具技术领域，具体涉及一种可变速机械传动圆规。

背景技术

我们知道，在工程图样绘制过程中，圆规是必不可少的绘图工具，主要用于绘制圆形，现有的圆规多为两脚设计，以一脚为支点，另一脚绕轴旋转，从而绘制成圆。这种圆规设计存在诸多缺点：其一，以针为支点，极易损毁纸张；其二，由于转动过程中，手施力方向在不断改变，因此支点极易随之发生偏移，从而严重影响作图效果；其三，可作半径范围较窄，并且实物体积较大，从而影响圆规的实际操作与应用。这样，绘图员在绘制图纸时，常会出现难以避免的作图误差，从而影响工程图质量。对于要求较高的精密图纸，一处失误或导致整张图纸的废弃，从而浪费了大量的人力、财力、物力。

技术实现要素：

本发明的目的在于为解决上述现有技术的不足，提供一种结构巧妙、使用方便，适用范围广，绘图精度、质量高的可变速机械传动圆规。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种可变速机械传动圆规，其组成包括：上段实心圆柱体及下段实心圆柱体；所述可变速机械传动圆规还包括传动轴、手摇杆、从动臂、锥齿轮变速机构、绘图笔固定装置、弹性定位针机构及两个轴承一；所述上段实心圆柱体包括上段实心圆柱体一及上段实心圆柱体二；

所述上段实心圆柱体一下端中部设有圆柱形凹槽一，所述上段实心圆柱体二中部由上至下设有相通且直径递减的圆柱形孔一和圆柱形孔二，上段实心圆柱体一下端与上段实心圆柱体二上端固定连接，所述圆柱形凹槽一与圆柱形孔一相通，且圆柱形凹槽一的直径大于圆柱形孔一的直径；

所述下段实心圆柱体上端中部由上至下设有相通且直径递减的圆柱形孔三和圆柱形凹槽二，所述传动轴下端设有圆柱形凸台，传动轴下端穿过上段实心圆柱体二的圆柱形孔一和圆柱形孔二以及下段实心圆柱体的圆柱形孔三设置在圆柱形凹槽二内，传动轴上端设置在上段实心圆柱体一的圆柱形凹槽一内并与锥齿轮变速机构固定连接，传动轴通过安装在圆柱形孔一以及圆柱形孔三内的轴承一与上段实心圆柱体二和下段实心圆柱体转动连接，下段实心圆柱体下端中部固定有弹性定位针机构；

所述手摇杆一端转动穿过上段实心圆柱体一的圆柱形凹槽一的侧壁并与锥齿轮变速机构可拆卸连接；所述从动臂一端与传动轴的圆柱形凸台外壁垂直固定连接，从动臂另一端与绘图笔固定装置连接。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明结构较简单，加工较易，使用方便，应用范围广，可适用于各种半径圆形的精准绘制。通过锥齿轮变速机构，可以改变绘制速度进而改变笔迹轻重、粗细，从而达到作图要求。通过固定螺丝和圆环形套索环的固定作用，可以自由选择不同的绘制铅笔，进而增加了笔迹的选择自由性。通过增阻脚、定位针及弹簧的配合使用，降低了损坏纸张风险，提高了绘制稳定性。本发明特别适合精密图纸绘制。

附图说明

图1是本发明一种的可变速机械传动圆规的主剖视图；

图2是图1的a处局部放大图；

图3是图1的b处局部放大图；

图4是图1的c处局部放大图；

图5是图1的d处局部放大图；

图6是图1的e处局部放大图；

图7是图1的f处局部放大图；

图8是绘图笔固定装置的俯视装配图。

图中各部件名称及标号说明如下：

上段实心圆柱体一1、上段实心圆柱体二2、轴承一3、按压块4、下段实心圆柱体5、圆柱形凸台6、增阻脚7、轴承二8、弹簧9、定位针10、传动轴11、从动臂12、传动锥齿轮13、小锥齿轮14、轴套15、限位杆16、手摇杆17、轴承孔18、圆柱形传动杆19、方形主动臂20、圆柱形摇动把手21、内方轴22、外方轴23、伸缩螺丝24、圆环形套索环25、方形块26、固定螺丝27。

具体实施方式

为了更好的理解本发明专利的方案，结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：如图1-图8所示，本实施方式披露了一种可变速机械传动圆规，其组成包括：上段实心圆柱体及下段实心圆柱体5；所述可变速机械传动圆规还包括传动轴11、手摇杆17、从动臂12、锥齿轮变速机构、绘图笔固定装置、弹性定位针机构及两个轴承一3；所述上段实心圆柱体包括上段实心圆柱体一1及上段实心圆柱体二2；

所述上段实心圆柱体一1下端中部设有圆柱形凹槽一，所述上段实心圆柱体二2中部由上至下设有相通且直径递减的圆柱形孔一和圆柱形孔二，上段实心圆柱体一1下端与上段实心圆柱体二2上端固定连接（优选采用焊接方式固定连接），所述圆柱形凹槽一与圆柱形孔一相通，且圆柱形凹槽一的直径大于圆柱形孔一的直径；

所述下段实心圆柱体5上端中部由上至下设有相通且直径递减的圆柱形孔三和圆柱形凹槽二，所述传动轴11（传动轴11为圆管）下端设有圆柱形凸台6，传动轴11下端穿过上段实心圆柱体二的圆柱形孔一和圆柱形孔二以及下段实心圆柱体5的圆柱形孔三设置在圆柱形凹槽二内，传动轴11上端设置在上段实心圆柱体一1的圆柱形凹槽一内并与锥齿轮变速机构固定连接，传动轴11通过安装在圆柱形孔一以及圆柱形孔三内的轴承一3与上段实心圆柱体二2和下段实心圆柱体5转动连接（以保证传动轴11位置固定，但可自由转动），下段实心圆柱体下端中部固定有弹性定位针机构；

所述手摇杆17一端转动穿过上段实心圆柱体一1的圆柱形凹槽一的侧壁并与锥齿轮变速机构可拆卸连接；所述从动臂12一端与传动轴11的圆柱形凸台6外壁垂直固定连接（上段实心圆柱体二2下端与下段实心圆柱体5上端之间设有用于从动臂12穿过的间距），从动臂12另一端与绘图笔固定装置连接。

具体实施方式二：如图1、图2所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述锥齿轮变速机构包括传动锥齿轮13、两个齿数不同的小锥齿轮14、两个轴套15及两个轴承二8；所述上段实心圆柱体一1的圆柱形凹槽一的两个相对侧壁上设有同轴的两个轴承孔18，每个所述轴承孔18内均安装有轴承二8，所述传动锥齿轮13的中心孔与传动轴11上端固定连接，所述传动锥齿轮13同时与位于其上方的所述两个齿数不同的小锥齿轮14啮合，两个齿数不同的小锥齿轮14的一侧端面中部各与一个轴套15一端固定连接，所述两个轴套15固定设置在所述两个轴承二8内，所述手摇杆17所述一端紧密穿过其中一个轴套15与对应的一个所述小锥齿轮14的中心孔插接（通过手摇杆17所述一端紧密穿过另一个轴套15与对应的另一个所述小锥齿轮14的中心孔插接，达到变速的目的）。

为使手摇杆17带动小锥齿轮13同步转动，优选的是，将两个小锥齿轮13的中心孔加工成内花键孔，将手摇杆17所述一端外壁加工成与小锥齿轮13的内花键孔相匹配的外花键）。

具体实施方式三：如图1、图2所示，本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，所述手摇杆17包括圆柱形传动杆19、方形主动臂20及圆柱形摇动把手21；所述圆柱形传动杆19所述一端紧密穿过另一个轴承二8及轴套15与对应的一个所述小锥齿轮14的中心孔插接（圆柱形传动杆19与小锥齿轮的中心孔插接，二者不发生相对运动，但仍可拆卸），圆柱形传动杆19另一端与方形主动臂20一端垂直紧密插接，所述方形主动臂20另一端与圆柱形摇动把手21垂直固定连接。

优选的是，将圆柱形传动杆19所述一端外壁加工成与小锥齿轮13的内花键孔相匹配的外花键。

具体实施方式四：如图1、图5所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述从动臂12包括内方轴22、外方轴23及伸缩螺丝24；所述外方轴23和内方轴22均为实心方轴，外方轴23一端中部设有方形凹槽，内方轴22由小截面内方轴和大截面内方轴组成，内方轴22的小截面内方轴一端匹配插入外方轴23的方形凹槽内，内方轴22的大截面内方轴一端与传动轴11的圆柱形凸台6外壁垂直固定连接，外方轴23的方形凹槽的侧壁上设有螺纹孔二，外方轴23与内方轴22通过旋入所述螺纹孔二内的伸缩螺丝24固定连接（通过伸缩螺丝24的顶端紧紧顶住内方轴22，实现内方轴22和外方轴23的固定连接，旋松伸缩螺丝24，实现内方轴22和外方轴23的相对移动），外方轴23另一端与绘图笔固定装置固定连接。

具体实施方式五：如图1、图8所示，本实施方式是对具体实施方式四作出的进一步说明，所述绘图笔固定装置包括圆环形套索环25、方形块26及固定螺丝27；所述圆环形套索环25与外方轴23所述另一端固定连接，环形套索环25上设有一缺口，所述缺口处固定有一方形块26，所述方形块26中心水平设有螺纹孔一，所述螺纹孔一内旋入固定螺丝27，所述固定螺丝27用于顶紧穿入圆环形套索环25内的绘图笔（如自动铅笔、铅笔）。

通过旋转固定螺丝27，可以使固定螺丝27的端部紧紧顶住绘图笔，从而实现环形套索环25与绘图笔的固定。

具体实施方式六：如图1、图7所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述可变速机械传动圆规还包括增阻脚7、弹簧9及定位针10；所述增阻脚7为圆柱形，增阻脚7与下段实心圆柱体5下端中部固定连接（增阻脚7的外径小于下段实心圆柱体5的外径），所述下段实心圆柱体5下端中部设有圆柱形细长凹槽，增阻脚7的中部设有直径与所述圆柱形细长凹槽相同的通孔，所述弹簧9设置在圆柱形细长凹槽内，且弹簧9上端与圆柱形细长凹槽顶端面固定连接（优选粘接方式固定连接），弹簧9下端与插入增阻脚7的通孔以及下段实心圆柱体5的圆柱形细长凹槽内的定位针10固定连接（定位针10的直径略小于圆柱形细长凹槽的直径），定位针10在弹簧9自由状态下露出增阻脚7外部。

具体实施方式七：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式六作出的进一步说明，所述增阻脚7由橡胶材料制成。利于增加圆规与纸面的摩擦系数。

具体实施方式八：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式六作出的进一步说明，所述下段实心圆柱体5的圆柱形细长凹槽及增阻脚7的通孔直径均为2mm，下段实心圆柱体5的圆柱形细长凹槽的长度为15mm。

具体实施方式九：如图1、图2所示，本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，所述可变速机械传动圆规还包括两个限位杆16；所述两个限位杆16竖直设置且一端与上段实心圆柱体一1的圆柱形凹槽一顶端面连接，两个限位杆16另一端贴靠在所述两个轴套15外圆面上（限位杆16与小锥齿轮14的轴套15间有微小摩擦，但不影响其转动）。

具体实施方式十：如图1所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述可变速机械传动圆规还包括按压块4；所述上段实心圆柱体1上端固定有按压块4（为一扁圆柱体），所述按压块4的上端面为球冠形内凹面（便于手指施加按压力）。

使用方法：使用时，将方形主动臂20与圆柱形传动杆19紧密插接（优选榫接，即方形主动臂20的一侧壁的下部设有榫槽，圆柱形传动杆19与方形主动臂20相连接的一端设有与所述榫槽相匹配的榫头），并使圆柱形传动杆19穿过其中一个轴套15，与对应的小锥齿轮14连接。将从动臂12上面的伸缩螺丝24旋转，使其与下方的内方轴22分离，随后可将外方轴23及其上连接的圆环形套索环25等一起拉出，从而调节所需绘制的圆半径。安装铅笔则需要调整圆环形套索环25上的固定螺丝27，通过旋转调整固定螺丝27位置，使其与铅笔紧密接触，与圆环形套索环25共同来将铅笔固定。准确选择所需绘制的圆的圆心时，可以使用定位针10，使之精准定位于圆心处，稍用力垂直按压按压块4，下段实心圆柱体5中的弹簧9被压缩，定位针10从而收缩至增阻脚7中，此时，由增阻脚7与纸面主要接触，定位针10与纸面间作用力很小，避免定位针10破坏纸张。绘制时，合理调整铅笔高度并且固定后，使铅笔接触纸面，而后摇动圆柱形摇动把手21，使之带动圆柱形传动杆19旋转，进而带动小锥齿轮14、传动锥齿轮13以及从动臂12转动，如此可完成作图。将圆柱形传动杆19拔出，插入另一轴套15内，来连接不同大小的另一个小锥齿轮14，如此可完成变速。