齿轮系教具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种齿轮系教具。现有技术没有集成度高的齿轮系教具。本实用新型包括外机架、内机架、动力输入部件、内机架驱动部件和行星轮系；行星轮系包括行星架、行星架轴、太阳轮、传动轴部件和输出轴部件；太阳轮与内机架固定，行星架固定在行星架轴上；动力输入部件驱动行星架轴；传动轴部件的传动轴输入齿轮与太阳轮啮合；第一输出轴齿轮、第二输出轴齿轮和椭圆齿轮均固定在输出轴上；三种形式的传动轴输出齿轮分别与第一输出轴齿轮、第二输出轴齿轮和椭圆齿轮啮合；连接头的一端与行星架轴通过轴承连接，另一端与输出轴的一端固定；内机架驱动部件驱动内机架。本实用新型满足行星轮系、椭圆齿轮传动特性、转化轮系的辅助教学。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于教学仪器领域，具体涉及一种齿轮系教具。 齿轮系教具
【背景技术】
[0002] 机械原理中齿轮系的理论性强，特别是行星轮系与转化轮系的转化关系，课本文 字的描述并不能给学生以一个生动、形象的展示，只能依靠学生自身的理解能力进行想象， 一定程度上限制了学生对齿轮系的理解和认知。市场上有关多功能齿轮系教具的产品种类 较少，无法满足教学辅助的需求。并且，大多数产品只侧重于一个方面，或者只具有定轴轮 系的演示功能，或者只具有行星轮系的演示功能，或者只具有转化轮系的演示功能，并没有 集成度高的多功能齿轮系教具。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种齿轮系教具，满足轮系分类、 行星轮系、椭圆齿轮传动特性、转化轮系的辅助教学。
[0004] 本实用新型包括外机架、内机架、动力输入部件、内机架驱动部件和行星轮系；所 述外机架的顶部两侧均固定有外机架法兰；内机架的顶部两侧均固定有内机架法兰，两个 内机架法兰分别通过轴承支承在两个外机架法兰内；所述的行星轮系包括行星架、行星架 轴、太阳轮、传动轴部件和输出轴部件；所述的太阳轮与内机架固定，行星架轴通过轴承支 承在太阳轮内；所述的行星架固定在行星架轴上。
[0005] 所述的动力输入部件包括第一主动齿轮、行星架驱动电机、手轮、手摇输入轴和第 一从动齿轮。所述的手摇输入轴通过轴承支承在一个内机架法兰内，一端与手轮固定，另一 端与连接套筒的一端通过螺钉连接，所述连接套筒的另一端与行星架轴的一端固定；所述 行星架驱动电机的底座与内机架固定；行星架驱动电机的输出轴与第一主动齿轮固定；所 述的第一从动齿轮固定在行星架轴上，并与第一主动齿轮啮合。
[0006] 所述的传动轴部件包括传动轴输出齿轮、传动轴和传动轴输入齿轮；所述的传动 轴与行星架的底部通过轴承连接，所述的传动轴输入齿轮和传动轴输出齿轮分别固定在传 动轴的两端；所述的传动轴输入齿轮与太阳轮哨合。
[0007] 所述的输出轴部件包括连接头、第一输出轴齿轮、第二输出轴齿轮、椭圆齿轮和输 出轴；所述的输出轴通过轴承支承在另一个内机架法兰内，所述的第一输出轴齿轮、第二输 出轴齿轮和椭圆齿轮均固定在输出轴上；有三种不同形式的传动轴输出齿轮可替换，三种 形式的传动轴输出齿轮分别与第一输出轴齿轮、第二输出轴齿轮和椭圆齿轮哨合；连接头 的一端与行星架轴的另一端通过轴承连接；连接头的另一端与输出轴的一端固定。
[0008] 所述的内机架驱动部件包括第二从动齿轮、第二主动齿轮和内机架驱动电机。所 述内机架驱动电机的底座与外机架固定；所述的第二主动齿轮固定在内机架驱动电机的输 出轴上，并与第二从动齿轮啮合；所述的第二从动齿轮与内机架法兰固定。
[0009] 所述外机架的底部设有支撑脚；所述的内机架设置在外机架内，且与外机架通过 螺钉连接。
[0010] 所述内机架的顶部固定有内机架配重；所述行星架的顶部固定有行星架配重。
[0011] 所述行星架驱动电机的底座与内机架通过两个螺栓连接，一个螺栓设置在内机架 的弧形滑槽内。
[0012] 所述输出轴的另一端固定有指针。
[0013] 本实用新型的有益效果：
[0014] 1、本实用新型的第一主动齿轮和第一从动齿轮啮合，可辅助讲解定轴轮系知识 点；通过调节内机架驱动电机使得内机架的转速与行星架的转速大小相等方向相反，以此 实现转化轮系知识点辅助讲解；集成讲解定轴轮系、行星轮系和转化轮系，并通过更换行星 轮系中三种不同形式的传动轴输出齿轮实现输出轴的不同输出效果。
[0015] 2、本实用新型集成度高，融合多教学知识点，在教学过程中不仅能解释知识点，更 能让学生领悟到轮系传动的精妙，学生能在操作过程中深刻理解齿轮系的运动；结构紧凑、 操作简单，电机输入动力和手摇输入动力两种模式可以转换。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型的整体结构剖视图；
[0017] 图2是本实用新型的整体结构立体图；
[0018] 图3是本实用新型的机构运动简图；
[0019] 图4是图1的左视图。
[0020] 图中：1、外机架，1-1、支撑脚，1-2、外机架法兰，2、内机架，2-1、内机架法兰，2-2、 内机架配重，3、第二从动齿轮，4、第二主动齿轮，5、传动轴输出齿轮，6、传动轴，7、行星架， 8、传动轴输入齿轮，9、行星架配重，10、第一主动齿轮，11、行星架驱动电机，12、手轮，13、手 摇输入轴，14、连接套筒，15、行星架轴，16、第一从动齿轮，17、太阳轮，18、连接头，19、第一 输出轴齿轮，20、第二输出轴齿轮，21、椭圆齿轮，22、指针，23、输出轴，24、内机架驱动电机。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0022] 如图1、2和3所示，齿轮系教具，包括外机架1、内机架2、动力输入部件、内机架驱 动部件和行星轮系；外机架1的底部设有支撑脚1-1，顶部两侧均固定有外机架法兰1-2 ; 内机架2设置在外机架1内，且与外机架1通过螺钉连接；内机架2的顶部两侧均固定有内 机架法兰2-1，两个内机架法兰2-1分别通过轴承支承在两个外机架法兰1-2内；内机架配 重2-2固定在内机架2顶部；行星轮系包括行星架7、行星架轴15、太阳轮17、传动轴部件 和输出轴部件；太阳轮17与内机架2固定，行星架轴15通过轴承支承在太阳轮17内；行星 架7固定在行星架轴15上，且行星架7的顶部固定有行星架配重9。
[0023] 如图1、2和4所示，动力输入部件包括第一主动齿轮10、行星架驱动电机11、手轮 12、手摇输入轴13和第一从动齿轮16。手摇输入轴13通过轴承支承在一个内机架法兰2-1 内，一端与手轮12固定，另一端与连接套筒14的一端通过螺钉连接，连接套筒14的另一端 与行星架轴15的一端固定；行星架驱动电机11的底座与内机架2通过两个螺栓连接，一个 螺栓设置在内机架的弧形滑槽2-3内；行星架驱动电机11的输出轴与第一主动齿轮10固 定；第一从动齿轮16固定在行星架轴15上，并与第一主动齿轮10哨合；固定在内机架上的 蓄电池为行星架驱动电机11提供动力。
[0024] 传动轴部件包括传动轴输出齿轮5、传动轴6和传动轴输入齿轮8 ;传动轴6与行 星架7的底部通过轴承连接，传动轴输入齿轮8和传动轴输出齿轮5分别固定在传动轴6 的两端；传动轴输入齿轮8与太阳轮17哨合。
[0025] 输出轴部件包括连接头18、第一输出轴齿轮19、第二输出轴齿轮20、椭圆齿轮21、 指针22和输出轴23 ;输出轴23通过轴承支承在另一个内机架法兰2-1内，第一输出轴齿轮 19、第二输出轴齿轮20和椭圆齿轮21均固定在输出轴23上；有三种不同形式的传动轴输 出齿轮5可替换，三种形式的传动轴输出齿轮5分别与第一输出轴齿轮19、第二输出轴齿轮 20和椭圆齿轮21啮合，在行星架7单向匀速传入动力的情况下分别实现输出轴23的正向 匀速输出、反向匀速输出及变速摆动输出；连接头18的一端与行星架轴15的另一端通过轴 承连接；连接头18的另一端与输出轴23的一端固定；输出轴23的另一端固定有指针22。
[0026] 内机架驱动部件包括第二从动齿轮3、第二主动齿轮4和内机架驱动电机24。内 机架驱动电机24的底座与外机架1固定；第二主动齿轮4固定在内机架驱动电机24的输 出轴上，并与第二从动齿轮3啮合；第二从动齿轮3与内机架法兰2-1固定。
[0027] 该齿轮系教具的工作原理：
[0028] 电机输入动力：驱动行星架驱动电机11，动力经第一主动齿轮10传给第一从动齿 轮16和行星架轴15,行星架轴15带动行星架7转动，实现行星轮系的运动。
[0029] 手摇输入动力：通过拧松内机架的弧形滑槽2-3内的螺栓，将电机座向下转动，使 得第一主动齿轮10与第一从动齿轮16脱开，然后通过转动手轮12来观察行星轮系的运动 情况。
[0030] 更换传动轴6上的传动轴输出齿轮5达到不同的输出效果：有三种不同形式的传 动轴输出齿轮5可替换，三种形式的传动轴输出齿轮5分别与第一输出轴齿轮19、第二输出 轴齿轮20和椭圆齿轮21啮合，在行星架7单向匀速传入动力的情况下分别实现输出轴23 的正向匀速输出、反向匀速输出及变速摆动输出；通过三种输出效果的演示，让学生深刻领 会行星轮系传动的特点及优势。
[0031] 转换轮系的演示：将连接内机架2与外机架1的螺钉取下，此时内机架2可自由转 动；启动行星架驱动电机11驱动行星架7转动，然后启动内机架驱动电机24,并通过调速 使得内机架2的转速与行星架7的转速大小相等方向相反，以此实现转化轮系。
【权利要求】
1. 齿轮系教具，包括外机架、内机架、动力输入部件、内机架驱动部件和行星轮系，其特 征在于： 所述外机架的顶部两侧均固定有外机架法兰；内机架的顶部两侧均固定有内机架法 兰，两个内机架法兰分别通过轴承支承在两个外机架法兰内；所述的行星轮系包括行星架、 行星架轴、太阳轮、传动轴部件和输出轴部件；所述的太阳轮与内机架固定，行星架轴通过 轴承支承在太阳轮内；所述的行星架固定在行星架轴上； 所述的动力输入部件包括第一主动齿轮、行星架驱动电机、手轮、手摇输入轴和第一从 动齿轮；所述的手摇输入轴通过轴承支承在一个内机架法兰内，一端与手轮固定，另一端与 连接套筒的一端通过螺钉连接，所述连接套筒的另一端与行星架轴的一端固定；所述行星 架驱动电机的底座与内机架固定；行星架驱动电机的输出轴与第一主动齿轮固定；所述的 第一从动齿轮固定在行星架轴上，并与第一主动齿轮啮合； 所述的传动轴部件包括传动轴输出齿轮、传动轴和传动轴输入齿轮；所述的传动轴与 行星架的底部通过轴承连接，所述的传动轴输入齿轮和传动轴输出齿轮分别固定在传动轴 的两端；所述的传动轴输入齿轮与太阳轮哨合； 所述的输出轴部件包括连接头、第一输出轴齿轮、第二输出轴齿轮、椭圆齿轮和输出 轴；所述的输出轴通过轴承支承在另一个内机架法兰内，所述的第一输出轴齿轮、第二输出 轴齿轮和椭圆齿轮均固定在输出轴上；有三种不同形式的传动轴输出齿轮可替换，三种形 式的传动轴输出齿轮分别与第一输出轴齿轮、第二输出轴齿轮和椭圆齿轮哨合；连接头的 一端与行星架轴的另一端通过轴承连接；连接头的另一端与输出轴的一端固定； 所述的内机架驱动部件包括第二从动齿轮、第二主动齿轮和内机架驱动电机；所述内 机架驱动电机的底座与外机架固定；所述的第二主动齿轮固定在内机架驱动电机的输出轴 上，并与第二从动齿轮啮合；所述的第二从动齿轮与内机架法兰固定。
2. 根据权利要求1所述的齿轮系教具，其特征在于：所述外机架的底部设有支撑脚；所 述的内机架设置在外机架内，且与外机架通过螺钉连接。
3. 根据权利要求1所述的齿轮系教具，其特征在于：所述内机架的顶部固定有内机架 配重；所述行星架的顶部固定有行星架配重。
4. 根据权利要求1所述的齿轮系教具，其特征在于：所述行星架驱动电机的底座与内 机架通过两个螺栓连接，一个螺栓设置在内机架的弧形滑槽内。
5. 根据权利要求1所述的齿轮系教具，其特征在于：所述输出轴的另一端固定有指针。
【文档编号】G09B25/02GK203910161SQ201420316154
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】唐凯军, 周万钱, 叶伟伟, 储佳佳, 张永松, 俞高红, 叶秉良 申请人:浙江理工大学