用于机械凸轮教学的随堂辅助教具的制作方法

本实用新型涉及机械教育教学技术领域，尤其是用于机械凸轮教学的随堂辅助教具。

背景技术：

目前凸轮理论知识始终是学生学习的难点，只是通过课堂理论的讲解难以理解。设计一种能够清晰演示出凸轮轮廓曲线和推杆运动规律曲线间的关系的、操作简单的纯机械凸轮教具显得非常重要。公告号为CN204732059U的一种机械凸轮教具，由凸轮轮廓曲线画推杆运动规律曲线，通过摇动手柄，在不同位置的画板上分别绘制凸轮轮廓曲线与推杆运动规律曲线，有一定的实用价值。但受限于其设计结构，在绘制两种曲线时，需要手动调配相关组件，以适用于不同曲线的绘制，无法同步绘制上山下乡轮轮廓曲线和推杆运动规律曲线，从而也不能让学生深刻理解两种曲线的对应关系。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服上述技术缺点提供用于机械凸轮教学的随堂辅助教具，手动控制摇柄，齿轮、带轮、凸轮同步转动，实现一块画板平移时另一块画板同时转动，两根画笔分别在两块画板上同时绘制凸轮轮廓曲线和推杆运动规律曲线，让学生深刻理解两种曲线的对应关系，提高课堂教学质量。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案为：用于机械凸轮教学的随堂辅助教具，包括

包括底板、立板、导轨、工字型架、齿轮、带轮、凸轮、画笔A、画笔B、画板A、画板B、套筒、导向杆和摇柄，所述立板竖直安装在底板上，所述导轨为纵截面呈“C”字型的结构件，侧面上开有导轨通孔，导轨通孔所对的立板上开有供工字型架穿过的镂空槽；导轨设有两个，两个导轨对应安装在立板的镂空槽位置，导轨通孔、镂空槽在同一水平面上重合。

所述工字型架经导轨通孔、镂空槽内嵌于导轨并在导轨内滑动，工字型架一端设有牙板，牙板下端面设有走齿，牙板上安装有竖直的画板A，工字型架另一端设有槽板，槽板上开设有曲槽，画笔B通过活动套片嵌于曲槽内；工字型架在导轨内平移滑动，带动牙板、槽板同步运动，画板A随之运动，画笔B跟随活动套片沿曲槽运动。

导轨上方的立板上设有连杆，连杆上设有竖直的套筒，套筒上对称设有两个导向槽；导向槽为穿透套筒外壁的通透性长槽，用以挂接挂杆；连杆为弯折的杆架，竖直的部分用于固定套筒，也可以采用直杆式的连杆以连接较长的套筒；

所述齿轮安装于齿轮轴，齿轮轴一端穿过立板安装摇柄，另一端安装凸轮，凸轮位于套筒的正下方；齿轮与凸轮共轴，在摇柄带动下同步转动。

所述导向杆顶端伸入套筒内并设有挂杆，挂杆两端经导向槽伸出套筒，靠近立板的挂杆一端安装画笔A，套筒内设有连接导向杆的弹簧，导向杆下端伸出套筒，并与凸轮相接触；导向杆套接在套筒内，在弹簧作用下沿套筒上下运动，画笔A随之运动。

所述带轮通过链带与齿轮连接并联动，带轮的带轮杆穿过立板并安装画板B，带轮设于牙板的正下方，带轮的轮齿与牙板下端面的走齿咬合匹配；带轮安装在导轨与齿轮之间且靠近导轨，带轮杆连接画板B，带轮由齿轮通过链带驱动，其轮齿与牙板下端的走齿咬合，从而带动工字型架在导轨内滑动，同时画板B经带轮杆被带轮驱动，随之同步转动。

所述画板A为矩形画板，画板B为圆形画板，画笔A的笔尖落在画板A上，画笔B的笔尖落在画板B上。

进一步的，所述画笔B上端的立板上设有横杆，横杆端部设有竖直的限位筒，画笔B上设有竖直的限位杆，限位杆上端伸入限位筒并在限位筒内部上下滑动。

画笔A在画板A上绘制推杆运动曲线；画笔B在旋转的画板B上绘制凸轮轮廓曲线。

本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型结构设计合理，能同时画出凸轮轮廓曲线和推杆运动规律曲线，加深学生对凸轮机械运动特性的理解，提高教学质量。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型所述导轨、工字型架与立板的安装关系图。

附图3为本实用新型所述导轨的结构示意图。

附图4为本实用新型所述画板A与导轨的连接局部示意图。

附图5为本实用新型所述套筒与导向杆的连接局部示意图。

附图6为本实用新型所述槽板与画笔B的连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1～附图6对本实用新型做以下详细说明。

如图1～图6所示，本实用新型包括底板1、立板2、导轨3、工字型架4、齿轮5、带轮6、凸轮8、画笔A16、画笔B17、画板A14、画板B15、套筒11、导向杆12和摇柄10，所述立板2竖直安装在底板1上，所述导轨3为纵截面呈“C”字型的结构件，侧面上开有导轨通孔3-1，导轨通孔3-1所对的立板2上开有供工字型架4穿过的镂空槽2-1；导轨3设有两个，两个导轨3对应安装在立板2的镂空槽2-1位置，导轨通孔3-1、镂空槽2-1在同一水平面上重合。

所述工字型架4经导轨通孔3-1、镂空槽2-1内嵌于导轨3并在导轨3内滑动，工字型架4一端设有牙板4-1，牙板4-1下端面设有走齿4-8，牙板4-1上安装有竖直的画板A14，工字型架4另一端设有槽板4-2，槽板4-2上开设有曲槽4-4，画笔B17通过活动套片4-3嵌于曲槽4-4内；工字型架4在导轨3内平移滑动，带动牙板4-1、槽板4-2同步运动，画板A14随之运动，画笔B17跟随活动套片4-3沿曲槽4-4运动。

导轨3上方的立板2上设有连杆10，连杆10上设有竖直的套筒11，套筒11上对称设有两个导向槽11-2；导向槽11-2为穿透套筒11外壁的通透性长槽，用以挂接挂杆13；连杆10为弯折的杆架，竖直的部分用于固定套筒11，也可以采用直杆式的连杆以连接较长的套筒；

所述齿轮5安装于齿轮轴7，齿轮轴7一端穿过立板2安装摇柄18，另一端安装凸轮8，凸轮8位于套筒11的正下方；齿轮5与凸轮8共轴，在摇柄18带动下同步转动。

所述导向杆12顶端伸入套筒11内并设有挂杆13，挂杆13两端经导向槽11-2伸出套筒11，靠近立板2的挂杆13一端安装画笔A16，套筒11内设有连接导向杆12的弹簧11-1，导向杆12下端伸出套筒11，并与凸轮8相接触；导向杆12套接在套筒11内，在弹簧11-1作用下沿套筒11上下运动，画笔A16随之运动。

所述带轮6通过链带9与齿轮5连接并联动，带轮6的带轮杆6-1穿过立板2并安装画板B15，带轮6设于牙板4-1的正下方，带轮6的轮齿与牙板4-1下端面的走齿4-8咬合匹配；带轮6安装在导轨3与齿轮5之间且靠近导轨3，带轮杆6-1连接画板B15，带轮6由齿轮5通过链带9驱动，其轮齿与牙板4-1下端的走齿4-8咬合，从而带动工字型架4在导轨3内滑动，同时画板B15经带轮杆6-1被带轮6驱动，随之同步转动。

所述画板A14为矩形画板，画板B15为圆形画板，画笔A16的笔尖落在画板A14上，画笔B17的笔尖落在画板B15上。

进一步的，所述画笔B17上端的立板2上设有横杆4-7，横杆4-7端部设有竖直的限位筒4-5，画笔B17上设有竖直的限位杆4-6，限位杆4-6上端伸入限位筒4-5并在限位筒4-5内部上下滑动。

画笔A16在画板A14上绘制推杆运动曲线；画笔B17在旋转的画板B15上绘制凸轮轮廓曲线。

本实用新型的技术原理是：通过摇柄18的转动，带动齿轮5、凸轮8同步转动，齿轮5通过链带9驱动带轮6，带轮6再通过走齿4-8驱动工字型架4在导轨3内平移滑动，从而画板A16平移，导向杆12下端与凸轮8接触，随凸轮8的轮齿曲线变化而在竖直方向内运动，从而带动画笔A16上下运动，在平移运动的画板A16上画出推杆运动曲线；在上述过程进行的同时，画笔B17受制于限位筒4-5、限位杆4-6，只能在竖直方向上下移动，画板B15被带轮6经带轮杆6-1带动，随之同步转动，画笔B17在转动的画板B15上画出凸轮轮廓曲线。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。