齿轮加工演示用组合式教具的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及教具，具体是一种齿轮加工演示用组合式教具。
【背景技术】
[0002]齿轮是机械中最常用的零件之一，其加工有专用的机床和独特的加工方法，与一般的车削、铣削等加工方法不同。现在主流的加工齿轮的方法主要有两种，一是范成法，一是成型法。范成法又可分为插齿、滚齿等几种不同形式。现在学习齿轮加工的教具主要是齿轮范成仪，齿轮范成仪主要是通过该仪器画出加工包络线来说明加工原理。传统齿轮范成仪只有齿条插齿模块，只能演示范成法加工这一种加工方法，不能演示成型法加工，而且范成法中的齿轮插齿也无法演示，而且体积较大，画线速度慢，无法随堂使用。
[0003]CN 104821128 A公开了一种多类别齿轮加工试验台，包括机架以及安装于机架的定位部分、插齿部分、滚齿部分和洗齿部分;所述插齿部分、滚齿部分和铣齿部分沿机架的左侧、右侧和后侧布置;其可应用于各理工院校，特别是机械专业的机械原理、加工、装备等课程的教学演示，同时还能利用滚齿加工时改变工件与刀具的中心距离观察齿轮的根切现象，体现齿轮的加工成型的及根切现象，是一种集多种齿轮加工成型于一体的教学模型展示机械。然而多类别齿轮加工试验台的结构过于复杂，且体积大，不便于移动。
【实用新型内容】
[0004]为了克服已有技术的不足，鉴于齿轮加工的特殊性与多样性，为便于学生更好的学习、理解、对比各种齿轮的加工原理，本实用新型提供一种可以通过多模块组合来演示多种齿轮加工方式的教具，即齿轮加工演示用组合式教具。该教具能演示插齿、铣齿等多种加工方法，既有范成法，也有成型法，能够较好的表现出范成法和成型法的不同点及优缺点。采用模块化设计，将各个部分做成相对独立的模块，通过适当的组合与变形，实现各种功能，具有结构紧凑、体积小巧、操作方便等特点。
[0005]本实用新型实现实用新型目的的技术方案如下。
[0006]齿轮加工演示用组合式教具是一种通过将底板与不同齿轮加工模块相互组合，根据模拟刀具的齿廓画出齿轮加工的包络线，便于学习齿轮加工的教具，包括用于组装的底板、画板、画板支撑板、大小两个主齿轮、齿轮插齿模块、齿条插齿模块和铣齿模块；
[0007]所述底板上半部分有上下两个档位的两个卡槽，用于与画板支撑板嵌合，当画板支撑板与下卡槽嵌合时用于配装小主齿轮，当画板支撑板与上卡槽嵌合时用于配装大主齿轮；
[0008]画板支撑板有用于转轴转动的孔，主齿轮与画板均设置用于转轴穿过的中心孔，转轴一端设置固定装置，用于将画板支撑板一一主齿轮一一画板按顺序固定；
[0009]所述底板下部设置定位孔，用于配合齿轮插齿模块和铣齿模块的固定轴，实现齿轮插齿模块或铣齿模块与底板位置的相对固定；
[0010]所述齿轮插齿模块按照齿轮插刀--齿轮插齿模块连接架--齿轮插齿模块传动齿轮的顺序由齿轮插齿模块固定轴组装而成；
[0011]所述铣齿模块按照齿轮铣刀一一铣齿模块连接架一一定位块的顺序由铣齿模块固定轴组装而成；
[0012]所述齿条插齿模块按照齿条插刀--齿条插齿模块连接架--齿条插齿模块传动齿条的顺序由齿条插齿模块固定轴组装而成。
[0013]使用本实用新型的齿轮加工演示用组合式教具时，可以先将画板支撑板与底板上半部分下面档位的下卡槽嵌合。此时中心距较小，选择小主齿轮装在支撑板上，再装上画板。画板上铺上剪成与画板差不多大的圆形纸片，纸片中间再剪一个小孔，最后拧上固定螺帽。之后根据想要演示的加工方式选择相应的加工模块，装在底板下部，齿轮插齿模块或铣齿模块通过固定轴与底板下部定位孔实现装配，若选用齿条插齿模块，则只需与底板靠上即可，但是齿轮插齿模块或齿条插齿模块在装配时必须保证传动齿轮或传动齿条与主齿轮啮合。沿着模拟刀具(包括齿轮插刀、齿轮铣刀、齿条插刀)的齿廓在纸上画出包络线，再旋转一定的角位移，再画出包络线。当转过若干角位移后，所有线就形成了刀具加工的轨迹线。更换不同模块，可以模拟不同加工方法。
[0014]另外，将画板支撑板与底板上半部分上面档位的上卡槽嵌合，此时中心距变大，装配大主齿轮，用铣齿模块这种成型法按上述方法画包络线得到的不是标准齿轮。而用齿轮插齿模块和齿条插齿模块这种范成法画包络线，可以画出模数相同，齿数不同的齿轮。此功能表现出范成法加工和成型法加工的不同之处。
[0015]本实用新型设计了三个齿轮加工模块，分别为齿条插齿模块、齿轮插齿模块和铣齿模块，由于滚齿与齿条插齿的包络线相同，故省略了滚齿模块。将三个齿轮加工模块与底板、画板、画板支撑板、主齿轮组合，每种组合都可以画出一种加工包络线。范成法和成型法都能演示，可以明显对比出二者的不同点和优缺点。
[0016]范成法与成型法一个很大的区别是，使用范成法加工，一把刀具可加工同一模数不同齿数的齿轮。而使用成型法加工，一把刀具只能加工一种模数一种齿数的齿轮。传统范成仪底板是固定的，画板和模拟刀具间的中心距不可变，所以虽然是模拟范成法，但它却只能模拟出一种模数一种齿数，没有完全体现出范成法的特点。本实用新型底板上半部分有上下两个档位的两个卡槽，画板支撑板与不同的档位卡槽嵌合，中心距不同。选择不同中心距需选用相应的主齿轮，以保证画板和加工模块同步运动以及啮合线位置不变。中心距可变，使用插齿模块就可以画出不同的齿数。而使用铣齿模块这种成型法，中心距一变，画出的就不是标准齿轮。较好的对比出范成法与成型法的特点。
[0017]本实用新型还可以有如下的改进和优化。
[0018]进一步，为了更好地固定齿轮插齿模块或铣齿模块，所述底板下部还设置定位凹槽，齿轮插齿模块连接架或铣齿模块连接架设置与定位凹槽相匹配的连接凸台。
[0019]更进一步的优化方案是:所述底板下部还设置定位台，用于放置齿条插齿模块，以利于齿条插齿模块的稳定移动；
[0020]作为一种实施方案，所述铣齿模块按照齿轮铣刀一一铣齿模块连接架一一定位块的顺序由铣齿模块固定轴配合螺帽组装而成。
[0021 ]所述齿条插齿模块按照齿条插刀--齿条插齿模块连接架--齿条插齿模块传动齿条的顺序由齿条插齿模块固定轴配合螺帽组装而成。
[0022]配合螺帽组装铣齿模块或齿条插齿模块，可使模块稳固，更便于顺利演示加工过程。
[0023]传统齿轮范成仪只能在画板上铺一张圆形纸片，在纸上画图。传统范成仪体积大，齿条所选的模数大，画线速度也就比较慢，要画出一组能看出来的齿形至少需要20分钟。由于体积大、画图速度慢、效率低，传统范成仪不能随堂使用。本实用新型针对这些问题设计了可取代画板的自动显示板;在另一块画板上涂一层油膜，再在油膜上铺设半透明塑料薄膜，即成为自动显示板。
[0024]由于薄膜与画板之间有一层油膜，当挤压薄膜时，由于油膜的吸附作用，薄膜受挤压的部位与画板紧密贴合，该部位就会出现颜色深浅明暗的变化，自动显示板就会在板上留下加工痕迹。之后将薄膜揭开，再轻轻放回，又可回复原状。用自动显示板画图时无需用笔沿模拟刀具齿廓画线，拆下画板，装上自动显示板，直接缓慢移动模拟刀具，模拟刀具轻轻挤压自动显示板就会在画板上留下加工痕迹。由于不需要用笔画出加工痕迹，所以速度更快，画一组能看出的齿形只要I分钟左右，便于随堂演示。而且自动显示板可反复使用，节约成