智趣型周转轮系综合教具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智趣型周转轮系综合教具。
【背景技术】
[0002]随着中国经济的飞速增长，机械专业炙手可热，越来越多的学生选择了这个专业，然而学生数量的快速增长也给高校的教学造成了巨大的困扰，让教学质量面临巨大挑战。在课堂教学吸引力方面，照本宣科灌输式教学往往过于单调无趣，很多学生上课会发呆甚至打瞌睡。兴趣是最好的老师，对此，将日常教学和智趣娱乐融为一体，激发学生的学习兴趣和提高教学效率显得尤为重要。
[0003]现有周转轮系教具最大的缺点就是结构单一、缺乏娱乐性和休闲性，并且现有周转轮系教具均无法直观展示出传动比，普遍会遇到周转轮系传动比计算中转化机构法这一较抽象的概念，学生无法理解周转轮系传动比的计算方法及其与定轴轮系传动比的不同点。
【发明内容】
[0004]为了克服现有周转轮系教具存在的上述缺点，本实用新型提供一种可以很大程度上帮助学生理解周转轮系传动比的计算方法及其与定轴轮系传动比的不同点的智趣型周转轮系综合教具。
[0005]本实用新型采用的技术方案是:
[0006]智趣型周转轮系综合教具，包括机架以及设置在机架上的周转轮系，所述的周转轮系连接控制装置，其特征在于:所述的周转轮系包括分别配置有电机驱动的第一可变定齿轮周转轮系和第二可变定齿轮周转轮系，所述的第一、第二可变定齿轮周转轮系一端分别与可正反转的电机传动连接，另一端分别通过皮带轮与第一丝杆和第二丝杆的一端连接，所述的第一丝杆和第二丝杆均平行于地面设置，所述的第一丝杆位于第二丝杆的下方，并且所述的第一丝杆与第二丝杆垂直布置；所述的第一丝杆与第二丝杆的另一端通过连接轴连接在所述的机架上；
[0007]所述的第一丝杆上套设有带滚珠螺母的第一滑块，所述的第一滑块的顶端连接弹簧连接装置，所述的弹簧连接装置的顶部与一直线导轨连接；所述的第二丝杆上套设有带滚珠螺母的第二滑块，所述的第二滑块设置在所述的直线导轨内，在所述的第一丝杆的旋转下带动第一滑块移动，所述的第一滑块带动直线导轨与第二丝杆沿X轴方向移动；
[0008]所述的第二丝杆的两侧对应的机架上设置有带曲率的圆弧导轨，所述的第二丝杆可在圆弧导轨上移动。
[0009]所述的第一可变定齿轮周转轮系包括同轴设置的第一主动轴和第一从动轴以及第一可变齿数定齿轮、第一行星齿轮，所述的第一主动轴的一端与电机的转动轴驱动连接，所述的第一从动轴的端部设置有皮带轮，所述的皮带轮与第一丝杆之间通过皮带连接；所述的第一主动轴和第一从动轴上分别通过轴套设置有所述的第一可变齿数定齿轮，所述的第一可变齿数定齿轮分别与第一行星齿轮相啮合，所述的第一行星齿轮相对于第一主动轴的中心线对称设置，并且所述的第一行星齿轮的底部均设置有皮带轮，底部的皮带轮之间通过皮带连接；所述的第一行星齿轮通过行星架设置在所述的机架上，所述的行星架上设置有可沿可变齿数定齿轮的平面方向滑动的位置调节机构，所述的位置调节机构与所述的第一行星齿轮连接。
[0010]所述的第二可变定齿轮周转轮系包括第二主动轴、第二从动轴、第二可变齿数定齿轮、第二行星齿轮、斜齿轮，所述的第二主动轴的一端与电机的转动轴驱动连接，所述的第二主动轴和第二从动轴上分别设置有第二可变齿数定齿轮，所述的第二可变齿数定齿轮分别与第二行星齿轮相啮合，所述的第二行星齿轮相对于第二主动轴的中心线对称设置，并且所述的第二行星齿轮的底部均设置有皮带轮，底部的皮带轮之间通过皮带连接；所述的第二行星齿轮通过行星架设置在所述的机架上，所述的行星架上设置有可沿第二可变齿数定齿轮的平面方向滑动的位置调节机构，所述的位置调节机构与所述的第二行星齿轮连接；所述的第二从动轴的另一端通过所述的斜齿轮与设置在机架上的输出轴的一端连接，所述的输出轴的另一端通过皮带、皮带轮与第二丝杆连接。
[0011]所述的位置调节装置包括可沿行星架长度方向移动的第三滑块，所述的第三滑块上安装固定有所述的第一行星齿轮或第二行星齿轮。
[0012]所述的弹簧连接装置为若干根平行设置的弹簧，所述的弹簧的顶端连接所述的直线导轨，底端连接所述的第一滑块。
[0013]所述的直线导轨的两端与圆弧导轨的底部触接。
[0014]所述的第一主动轴、第二主动轴、第一从动轴和第二从动轴上均设置有角度盘。
[0015]所述的第一可变齿数定齿轮和第二可变齿数定齿轮的齿轮数为12、13或14。
[0016]本实用新型中，在两套周转轮系的输出轴上分别加上带传动和螺旋传动，将轮系的传动输出到皮带轮，并由皮带轮分别带动丝杆转动实现两根丝杆上滑块的二维运动。而由于该两套周转轮系均为减速行星轮系，传动比很大，而且改变定齿轮不同齿数后传动比也会发生非常大的变化。因此需要较小传动比的带传动和大导程的丝杆来使最上端的滑块以合适的速度运行。
[0017]本实用新型中，电路控制功能主要是实现控制整机运转，控制电机的正反转，同时可调节转速大小，实现第二滑块在运行结束后能够回归原点。由于该机构的结构简单，对电机的转速有一定的要求，需控制在一定范围内，因此实现该功能的原理主要是电机的正反转和可调速。
[0018]本实用新型教具主要实现以下功能:
[0019](I)本教具最大的功能是学生通过传动比的探宄及计算，利用两套具体的周转轮系模型教具来完成迷宫的游戏，即学生需要在理解及具体经过传动比计算后，并选取可行的齿轮齿数自行组装出周转轮系，实现不同的传动比输出，在此探宄的基础上不仅可以使学生理解周转轮系传动比的计算与定轴轮系传动比计算的不同点以及体会周转轮系传动比的特殊性，又能体验到机械课堂的趣味性；
[0020](2)通过主动轴和从动轴上的角度盘可对这两套周转轮系传动比的计算进行探宄，并自行验证周转轮系传动比关系式，加深理解；
[0021](3)该教具位置调节装置可以实现行星轮与不同齿数的定齿轮啮合的目的，学生通过改变定齿轮齿数，可改变整套周转轮系的传动比；
[0022](4)将两套周转轮系输出轴的旋转运动通过互相垂直放置的丝杆转化为平面的二维运动，同时启动该教具的两个电机并由第二滑块运动画出斜线，求出的斜率即两套周转轮系输出轴速度之比，并通过两者斜率的对比可清楚地了解到周转轮系定齿轮的齿数发生较小的变化后传动比就有非常大的变化；
[0023](5)第二滑块可实现任意方向的改变，利用电机的正反转即可实现。
[0024]本实用新型的有益效果体现在:结构简单，帮助学生理解周转轮系传动比的计算方法及其与定轴轮系传动比的不同点；学生通过传动比的探宄及计算，利用两套具体的周转轮系模型教具来完成迷宫的游戏，即学生需要在理解及具体经过传动比计算后，并选取可行的齿轮齿数自行组装出周转轮系，实现不同的传动比输出，在此探宄的基础上不仅可以使学生理解周转轮系传动比的计算与定轴轮系传动比计算的不同点以及体会周转轮系传动比的特殊性，又能体验到机械课堂的趣味性。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型整体结构示意图。
[0026]图2是图1的侧视图。
[0027]图3是图1中的A-A截面图。
[0028]图4是图1中I处放大图。
【具体实施方式】
[0029]参照图1至图4，智趣型周转轮系综合教具，包括机架I以及设置在机架I上的周转轮系，所述的周转轮系连接控制装置，所述的周转轮系包括分别配置有电机驱动的第一可变定齿轮周转轮系21和第二可变定齿轮周转轮系22，所述的第一、第二可变定齿轮周转轮系21、22 —端分别与可正反转的电机3传动连接，另一端分别通过皮带轮4与第一丝杆51和第二丝杆52的一端连接，所述的第一丝杆51和第二丝杆52均平行于地面设置，所述的第一丝杆51位于第二丝杆52的下方，并且所述的第一丝杆51与第二丝杆52垂直布置；所述的第一丝杆51与第二丝杆52的另一端通过连接轴6连接在所述的机架I上；
[0030]所述的第一丝杆51上套设有带滚珠螺母的第一滑块71，所述的第一滑块71的顶端连接弹簧连接装置8，所述的弹簧连接装置8的顶部与一直线导轨9连接；所述的第二丝杆52上套设有带滚珠螺母的第二滑块72，所述的第二滑块72设置在所述的直线导轨9内，在所述的第一丝杆51的旋转下带动第一滑块71移动，所述的第一滑块71带动直线导轨9与第二丝杆52沿X轴方向移动；
[0031]所述的第二丝杆52的两侧对应的机架上设置有带曲率的圆弧导轨10，所述的第二丝杆52可在圆弧导轨10上移动。
[0032]所述的第一可变定齿轮周转轮系21包括同轴设置的第一主动轴211和第一从动轴212以及第一可变齿数定齿轮213、第一行星齿轮214，所述的第一主动轴211的一端与电机3的转动轴驱动连接，所述的第一从动轴212的端部设置有皮带轮，所述的皮带轮与第一丝杆51之间通过皮带11连接；所述的第一主动轴211和第一从动轴212上分别通过轴套12设置有所述的第一可变齿数定齿轮213，所述的第一可变齿数定齿轮213分别与第一行星齿轮214相啮合，所述的第一行星齿轮214相对于第一主动轴211的中心线对称设置，并且所述的第一行星齿轮214的底部均设置有皮带轮，底部的皮带轮之间通过皮带连接；所述的第一行星齿轮214通过行星架215设置在所述的机架