一种陀螺旋转运动的测试实验平台的制作方法

本实用新型涉及一种陀螺旋转运动的测试实验平台，属于实践教学设备制作技术领域，用于学校工程训练中心机械加工相关的实践教学。

背景技术：

工程实践教学在大学的实践教学环节中具有重要的意义。现代大学为培养学生的创新意识、动手能力等综合应用能力，通常采用的方式是安排学生在学校建立的工程训练中心进行金工实习。虽然目前很多学校的工程训练中心购买了很多不同种类的机械加工机床，但机械加工过程单调，加工产品单一，考核实习结果方法简单，机械加工项目之间缺乏关联性，学生在整个实习过程中基本上都在进行重复性、简单的模仿操作，限制了学生自身对机械加工的思考与创新。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种陀螺旋转运动的测试实验平台，以解决上述背景技术中的缺点。学生自行设计陀螺的结构尺寸，并通过学习不同的机械加工方法，选用合理的加工机床，例如普通车床、数控车床、铣床、3D打印等，自行加工出待测试陀螺，在该实验平台上进行加速和测试，评出旋转运动持续时间最长的陀螺结构，增加了学生实践的主动性和趣味性，满足了教学改革的需求。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种陀螺旋转运动的测试实验平台，主要包括测试台、工作台、旋转机构、陀螺组件、调速变频器、供电插座、电源线和控制线。所述测试台包括旋转台和调平螺钉。所述工作台由底板、方管和安装背板构成。所述旋转机构包括主轴电机、电机安装夹、锁紧夹和旋转组合件。所述陀螺组件包括待测试陀螺和相应的滚动球轴承。所述调速变频器通过控制线与旋转机构连接，控制主轴电机的相应转速。所述供电插座安装在工作台上，调速变频器的电源线接在供电插座上，保证整个测试实验平台通电工作。

上述的陀螺旋转运动的测试实验平台，其中，所述旋转机构安装在工作台的安装背板上。

上述的陀螺旋转运动的测试实验平台，其中，所述旋转组合件包括旋转套、高强磁铁、摩擦垫。

上述的陀螺旋转运动的测试实验平台，其中，所述摩擦垫的材料为垫木或硬胶棒，既要提供足够的摩擦力，又需要有较好的耐磨性，利用摩擦力带动陀螺旋转，使陀螺随旋转主轴同步转动。

上述的陀螺旋转运动的测试实验平台，其中，所述摩擦垫有加工一定锥孔，保证待测试陀螺和摩擦垫之间配合紧密。

上述的陀螺旋转运动的测试实验平台，其中，所述高强磁铁是针对磁性金属材料的陀螺设计的，可以减缓陀螺在高速旋转的摩擦垫上的震动。

上述的陀螺旋转运动的测试实验平台，其中，所述旋转组合件通过锁紧夹同主轴电机连接，随主轴电机同步旋转，构成了旋转机构。

本实用新型的教学功能是：

1)学生设计具体的陀螺结构，考察学生机械设计等相关能力；

2)选取合理的机械加工工艺加工出待测试陀螺，验证学生对机械加工内容的学习情况；

3)检查测试工作台是否安装正确，强调试验安全的内容；

4)调整调平螺钉，检测测试台是否达到水平要求，考察如何应用测量水平仪的知识点；

5)将待测试陀螺和相应的滚动球轴承装配完成，滚动轴承内圈固定，组成陀螺组件，滚动轴承与待测试陀螺轴之间的配合不能过紧也不能过松，强调合理选取轴承和如何利用工具安装和拆卸轴承的知识点；

6)接通电源，启动调速变频器，调整旋转机构的转速到一定数值，将转速稳定后，将装配好的陀螺组件放置在正在旋转并带有锥度的旋转组合件上，利用摩擦力带动陀螺旋转，使陀螺随旋转主轴同步转动。实验陀螺旋转稳定后，拿下实验陀螺，同时注意保证陀螺同步转速稳定，放置旋转测试台上，观察陀螺转动情况，记录陀螺在水平测试台上可旋转的时间，验证陀螺结构是否设计的合理和加工的好坏。

本实用新型的有益效果是：

在机械零件加工的实践教学中，通过本实验平台就可以把以往的机械设计、机械加工、零件装配等理论知识整合在一起，很好的改善了原本实习内容单一，实习过程枯燥的弊端。最后通过比较学生加工的陀螺的质量，对学生的机械设计能力和加工能力进行验证，还能引起学生对机械结构设计和加工的兴趣。学生创新设计的过程中，还有助于学生自主回顾学习机械设计理论和理论力学等基本知识，起到温故而知新的作用。本实验平台的使用，还激发了学生对零件结构设计的兴趣，并不断的创新，加深了学生对机械设计和加工制造的感性认知，从而更有效地培养了学生对零件设计到制造的工程意识。此平台结构简单，便于加工和安装，省去购买新设备的费用，满足了教学改革的需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型陀螺旋转测试台的结构示意图；

图3为本实用新型工作台的结构示意图；

图4为本实用新型旋转机构的结构示意图；

图5为本实用新型旋转组合件的结构示意图；

图6为本实用新型陀螺组件的结构示意图；

附图标记说明：1.测试台，2.工作台，3.旋转机构，4.陀螺组件，5.调速变频器，6.供电插座，7.电源线，8.控制线，11.旋转台，12.调平螺钉，21.底板，22.方管，23.安装背板，31.主轴电机，32.电机安装夹，33.锁紧夹，34.旋转组合件，341.旋转套，342.高强磁铁、343.摩擦垫41.待测试陀螺，42.滚动球轴承。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明：

由图1至图6所示，这种陀螺旋转运动的测试实验平台主要包括测试台1，工作台2、旋转机构3、陀螺组件4、调速变频器5、供电插座6、电源线7、控制线8。所述测试台1包括旋转台11和调平螺钉12。所述工作台2由底板21、方管22和安装背板23构成。所述旋转机构3包括主轴电机31、电机安装夹32、锁紧夹33和旋转组合件34。所述旋转组合件34包括旋转套341、高强磁铁342、摩擦垫343。所述陀螺组件4包括待测试陀螺41和相应的滚动球轴承42。所述旋转机构3安装在工作台2的安装背板23上。所述调速变频器5通过控制线8与旋转机构3连接，控制主轴电机31的相应转速。所述供电插座6安装在工作台2上，调速变频器5的电源线7接在供电插座6上使测试实验平台通电工作。

本实用新型的具体实施例为：调速变频器5接电，控制主轴电机31的转动速度，旋转组合件34通过锁紧夹33同主轴电机31连接，随主轴电机31同步旋转，构成了旋转机构。调整调平螺钉12，观察水平测试仪，使测试台1达到水平。将待测试陀螺41和相应的滚动球轴承42装配完成，滚动轴承内圈固定，组成陀螺组件4，滚动轴承42与待测试陀螺轴之间的配合不能过紧也不能过松，过松待测试陀螺会掉落，过劲则不变拆卸。主轴转速稳定后，将装配好的陀螺组件4放置在正在旋转并带有锥度的旋转组合件33上，利用摩擦力带动陀螺旋转，使陀螺随旋转主轴同步转动。实验陀螺旋转稳定后，拿下实验陀螺，同时注意保证陀螺同步转速稳定，放置测试台1上，观察陀螺转动情况，记录陀螺在水平测试台上可旋转的时间，检查陀螺结构设计是否合理和陀螺的加工质量。