专利名称：多功能弯头教具的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种多功能弯头教具，属于教学用具技术领域，它由一套活动部件组合而成。
各种弯头的结构和展开原理，由于无法用直观的方法演示或表达出来，因而一直是教学中的重点和难点。
本实用新型的目的是提供一种由活动部件组合的多功能弯头教具，它通过各种角度的旋转组合，可以形成各种不同角度、不同形状的等径弯头与异径弯头，能十分直观形象地展现出各种弯头的结构与展开原理，还可模拟平行的等径管道与不等径管道之间的连接方式。
本实用新型的目的是这样实现的将一个园柱体，如一个等径园柱体或不等径园锥台体斜截成几个带有斜面的园柱体或园锥台体，其中两个端部的园柱体或园锥台体一端为一平面，另一端为斜面，而中间的园柱体或园锥台体两端皆为斜面两相邻的结合面，为公共平面，自然互相吻合。斜面的角A以及分割的节数，每节园柱体或园锥台的高度(以中心轴线为基准)可根据需要为以设定，在每个斜面上的椭园中心上有一个中心孔，并有与该中心孔相配合的心轴，用心轴将截开的相邻的两园柱或园锥台体连接起来，各园柱体或园锥台体可绕心轴旋转各种不同角度、则可根据要求形成不同角度、不同形状的各种弯头。将上述的园柱体和园锥台体相互叠加在一起，则可形成更多的不同角度形状的弯头。
另外，园柱体的下方可与一方园管接头(或称“天园地方”的扩散管)联接，成为上园下方的弯头。
如在园柱体及园锥台体外园表面上描上12条均布素线，则可显示弯头各节的展开图。
以下结合附图，对本实用新型的弯头教具进行详细描述
图1为斜面角15°的Ⅰ型等径弯头的园柱体。
图2为由
图1变化来的Ⅰ型150°弯头。
图3为由
图1变化成的Ⅰ型120°弯头。
图4为由
图1变化来的Ⅰ型90°弯头(四节)。
图5为由
图1变化来的用于平行管道连接的Ⅰ型弯头。
图6为斜面夹角为22.5°，45°的Ⅱ型弯头的园柱体。
图7为由图6变化来的Ⅱ型90°弯头(二节型)。
图8为由图6变化来的135°Ⅱ型弯头。
图9为由图6变化来的Ⅱ型90°弯头(三节型)。
图10为斜面角15°的异径弯头的园锥台体。
图11为由
图10变化来的150°异径弯头。
图12为由
图10变化来的120°异径弯头。
图13为由
图10变化来的90°异径弯头(四节型)。
图14为由
图10变化来的用于连接两条平行的异径管道的弯头。
图15为上方为一园形，下方为一方园管接头的上园下方弯头。
图16为
图15的俯视图。
图17为相互垂直的园形管道与方园管接头连接的弯头。
图18为方园管接头的立体图。
图19为Ⅰ、Ⅱ型与异径弯头相互叠加的图示。
图20为园柱体或园锥台体斜截面椭园中心孔与心轴装配图。
图21为Ⅰ型等径弯头展开原理示意图。
1、Ⅰ型等径弯头将
图1上的园柱体18用3个斜截面将其斜截成1，2，3和4四节园柱体，1和2，3和4之间的斜面角A均为15°，2和3之间的斜面角A为－15°，各节园柱体的高度(以该节园柱体中心轴线长度为基准)，两个端部的园柱体1，4两节高度均为1个单位长度(定为Ⅰ)，中间3，4两节高度均为2Ⅰ，上下两节(即1和4)为一端为斜面，另一端为平面的园柱体，中间两节(即2和3)两端均为斜面。在各节的斜截面15的中心(为一椭园)有一中心孔，用心轴将相邻的园柱体连接在一起，各园柱体可绕该心轴转动。
下面描述上述的Ⅰ型弯头的构成①、以园柱体2和3的结合面(斜面)为基准，将园柱体1和2同时旋转180°则组成Ⅰ型等径150°弯头。(图2)②、在①的基础上，以园柱体1和2的结合面(即斜面)为基准，把1旋转180°，则组成Ⅰ型等径120弯头。(图3)③、在②的基础上，以园柱体3和4的结合面(即斜面)为基准，把4旋转180°，则组成Ⅰ型90°弯头(四节型)。(图4)④、在③的基础上，以园柱体2和3的结合斜面为基准，把园柱体1和2同时旋转180°，则展示出两条平行的等径管道之间，用交角为150°的斜管相互联接。
2、Ⅱ型等径弯头与Ⅰ型弯头相同，用3个斜截面将图6上的等径园柱体19截成四节园柱体5，6，7和8。四节园柱体的高度均为Ⅰ(即每节轴心线长度)，园柱体5和6之间的斜面角A为22.5°，园柱体6和7之间的斜面角A为45°，园柱体7和8之间的斜面角A为－22.5°。园柱体5和8位于两端，园柱体6和7位于中间。
各节园柱体斜面中心同样用心轴连结成一体，进行与Ⅰ型弯头相同的旋转，则可获得下述不同角度的弯头。
①、在图6的基础上，以6和7之间的斜面为基准把5与6同时旋转180°，则构成90°弯头(二节型)(图7)。
②、在图6的基础上，以7和8之间的斜面为基准，将8独自旋转180°则构成135°弯头(图8)。
③、在②的基础上，以5和6之间的斜面为基准，将5单独旋转180°，则构成90°弯头(三节型)(图9)。
3、异径弯头将
图10所示的园锥台体20同样用三个斜面将其斜截成四节，形成斜园锥台体9，10，11和12。斜园锥台体9和10，11和12之间的斜面角A均为－15°。10和11之间的斜面角A为15°，每节斜园锥台体的高度分别为位于园锥台小头端的斜园锥台9的高度为I－P，中间的两节斜园锥台10和11的高度均为2I，位于园锥台大头端的斜园锥台12的高度为I＋P。
P＝R－r／2(N－1)式中R园锥台体大头的半径(即φ″／2)。
r园锥台体小头的半径(即φ′／2)。
N弯头设计的节数。
P为渐缩率，异径弯头中各节的位置，要考虑到P，否则旋转的角度，就会与设计的角度发生较大误差。
按前述的旋转组合原理，可组合下述不同角度的异径弯头①、以10和11之间的斜面为基准，将9和10同时旋转180°，则构成150°异径弯头(
图11)。
②、在①的基础上，以9和10之间的斜面为基准，将9旋转180°，则构120°异径弯头(
图12)。
③、在②的基础上，以11和12之间的斜面为基准，将12旋转180°，则构成90°异径弯头(四节型)。
④、在③的基础上，以10和11之间的斜面为基准，将9和10同时旋转180°，可用于平行异径管道之间的连接(
图14)。
4、“下方上园”弯头在由4节园柱体5、6、7和8组成的Ⅱ型等径弯头下面连接一个方园管接头17(“天园地方”扩散管)则构成一个上园下方弯头。
①、在
图15的基础上，以6和7的结合面为基准，把5和6同时旋转180°，即构成90°“上园下方”弯头(
图17)。
②、在
图15的基础上，以7与8的结合面为基准，把5、6和7同时旋转180°，即构成135°“上园下方”弯头，其上部形状如图8。
③、在②的基础上，以5与6的结合面为基准，把5旋转180°，即构成三节型“下方上园”弯头。其上部形状如图9。
据此原理，还可组合成其它角度和形状的弯头。
5、综合型组合弯头将上述Ⅰ型、Ⅱ型等径弯头和异径弯头相互叠加在一起，如
图19所示，则可形成4×3×4＝48种不同形状，不同角度的弯头。
在上述的园柱体18、19及园锥台体20的外表面上可均匀地刻画上多条素线21，如12条等，当园柱体或园锥台体被截成几节时，若把每条素线各段的长度依次测量出来，并标注在各条素线展开的平面上，把截面上的各点依次连结起来，即为弯头各节的展开图(图21)，其展开原理与展开方法一目了然。
本实用新型能十分直观地展现出各种弯头的结构与展开原理，还可模拟平行的等径管道与不等径管道之间的连接方式，模拟方形管道与园形管道之间的连接方式，为管道的设计与安装，机械制图，管道工艺，铆工工艺等课程的教学，科研，生产提供了重要的模拟手段；并且可以作为玩具出售，为进一步开发儿童的智力，提供了一种新颖的玩具。
权利要求1.一种多功能弯头教具，其特征在于将一个园柱体斜截成几个带有斜面的园柱体，其中两个端部的园柱体一端为平面，另一端为斜面，中间的园柱体两端皆为斜面，在每个园柱体的斜面上的椭园中心上有一个中心孔，在该中心孔上有一个与其相配合的心轴，相邻的两园柱体通过心轴相连接，各园柱体可绕心轴旋转。
2.如权利要求1所述的弯头教具，其特征在于所说的园柱体为等径园柱体(18)，用3个斜截面将其斜截成四节园柱体(1)、(2)、(3)和(4)，园柱体(1)和(2)，(3)和(4)之间的斜面角A均为15°，园柱体(2)和(3)之间的斜面角A为－15°，两个端部的园柱体(1)和(4)的长度均为I，中间两节园柱体(2)和(3)的高度均为2I。
3.如权利要求1所述的弯头教具，其特征在于所说的园柱体为等径园柱体(19)，用3个斜截面将其斜截成四节园柱体(5)、(6)、(7)、和(8)，四节园柱体的长度均为I，园柱体(5)和(6)之间的斜面角A为22.5°，园柱体(6)和(7)之间的斜面角A为45°，园柱体(7)和(8)之间的斜面角A为－22.5°，园柱体(5)和(8)位于两端，园柱体(6)和(7)位于中间。
4.如权利要求1所述的弯头教具，其特征在于所说的园柱体为不等径的园锥台体(20)，用3个斜截面将其斜截成四节斜园锥台体(9)，(10)，(11)和(12)，斜园锥台体(9)和(10)，(11)和(12)之间的斜面角A均为－15°，斜园锥台体(10)和(11)之间的斜面角A为15°，位于园锥台小头端的斜园锥台(9)的高度为I－P。中间的两节斜园锥台(10)和(11)的高度均为2I，位于园锥台大头端的斜园锥台(12)的高度为I＋P，P＝(R－r)／2(N－1)。
5.如权利要求3所述的弯头教具，其特征在于所说的由四节园柱体(5)、(6)、(7)和(8)构成的园柱体下面连接一个方园管接头(17)。
6.如权利要求2、3、4所述的弯头教具，其特征在于将园柱体(18)、(19)和园锥台体(20)相互叠加在一起，园锥台体(20)位于底部，园柱体(18)位于上端，园柱体(19)位于中间。
7.如权利要求1、2、3、4和5所述的弯头教具，其特征在于所说的园柱体和园锥台体上可均匀地刻画上多条素线。
专利摘要本实用新型为一种多功能弯头教具，属于教学用具技术领域。本实用新型是将一个圆柱体或圆锥台斜截成几个带有斜面的圆柱体，在每个圆柱体或斜圆锥台体的斜面的椭圆中心上有一个中心孔，在该中心孔上有一个与其相配合的心轴，相邻的两圆柱体或圆锥台体通过心轴连接在一起，并可绕心轴旋转。通过各种角度的旋转组合，可以形成多种不同角度、形状的等径或异径弯头，能十分直观形象地展示出各种弯头的结构与展开原理。
文档编号G09B23/00GK2189768SQ9420634
公开日1995年2月15日 申请日期1994年3月21日 优先权日1994年3月21日
发明者谌志鹏 申请人:河南省安阳钢铁公司