一种行星齿轮机构变速运动演示教具的制作方法

本实用新型涉及一种机械领域教具，尤其是涉及一种行星齿轮机构变速运动演示教具。

背景技术：

在一些机械类专业课上，例如《机械原理》、《汽车变速器》等课程中，需要学习行星齿轮机构的结构组成、传动特点以及变速条件下不同传动比的计算等。为了让学生更加直观地理解，教师通常会将行星齿轮机构实物展示给学生看，这在一定程度上有助于学生理解行星齿轮机构的结构，但是对于齿轮在不同变速条件下的传动比计算和旋转方向、增减速的判断，学生学习起来比较困难，不易掌握。例如申请号为201520301075.3，专利名称为“一种行星齿轮机构运动演示教具”的实用新型专利，虽然能直观反映出齿轮传动方向，但是有以下不足：1、齿圈固定，只能演示两种传动方式：太阳轮主动，行星架输出传动或者行星架主动，太阳轮输出传动；2、结构复杂，需要电机驱动，一定程度上限制了教学场所。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种行星齿轮机构变速运动演示教具，可直观展示行星齿轮机构的工作原理，判断主从动元件的旋转方向，并且可以计算出在不同元件固定条件下行星齿轮机构的传动比，非常便于教师演示和学生学习，另外结构简单，操作方便，可通过3D打印进行制造，维修方便。

本实用新型的技术方案是一种行星齿轮机构变速运动演示教具，包括支架、太阳轮、行星齿轮、行星架和齿圈，所述太阳轮通过轴承固定在支架上，所述行星齿轮连接在行星架上且与太阳轮外啮合，所述行星齿轮可绕连接轴自转，所述行星架为圆形且连接至少一个行星齿轮，所述齿圈与行星齿轮内啮合，所述支架与太阳轮之间设置有刻度圆盘，刻度圆盘沿圆周方向标有刻度值且直径大于齿圈外径；所述齿圈、行星架和太阳轮上分别设置有旋转手柄、指针和固定孔，所述支架上对应固定孔所处的圆周上设置有定位孔。

优选的，所述支架、刻度圆盘、齿圈、行星架和太阳轮均竖直放置；所述刻度圆盘上设置有固定孔，所述支架上设置有对应固定孔的定位孔，所述刻度圆盘固定在支架上，所述齿圈、行星架和太阳轮均可用固定销穿过刻度圆盘上的固定孔后固定在支架上的定位孔内。

优选的，所述支架、刻度圆盘、齿圈、行星架和太阳轮均水平放置，所述刻度圆盘上设置有固定孔，所述支架上设置有对应固定孔的定位孔，所述刻度圆盘固定在支架上，所述齿圈、行星架和太阳轮均设置在刻度圆盘上且可用固定销穿过刻度圆盘上的固定孔后固定在支架上的定位孔内。

优选的，所述行星齿轮的数量为2-4个，沿圆周方向均匀排布。

优选的，所述支架上定位孔为螺纹孔。

本实用新型使用简单方便，可直观展示行星齿轮机构的工作原理和传动特点，尤其在固定不同元件进行变速传动时，可快速判断主从动元件的旋转方向并计算传动比，非常便于教师演示，也方便学生学习和掌握相关知识点。

附图说明

图1为本实用新型立式结构的结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为图1中去掉刻度圆盘后的结构示意图；

图4为图3的后视图；

图5为本实用新型卧式结构的结构示意图；

图6为图5的后视图；

图7为图5中去掉刻度圆盘后的结构示意图；

图8为图7的后视图；

其中：1—支架；2—太阳轮；3—行星齿轮；4—行星架；5—齿圈；6—轴承；7—刻度圆盘；8—旋转手柄；9—指针；10—固定孔；11—定位孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图8所示，本实用新型公开了一种行星齿轮机构变速运动演示教具，包括支架1、太阳轮2、行星齿轮3、行星架4和齿圈5，所述太阳轮2通过轴承6固定在支架1上，所述行星齿轮3连接在行星架4上且与太阳轮2外啮合，所述行星齿轮3可绕连接轴自转，所述行星架4为圆形且连接至少一个行星齿轮3，所述齿圈5与行星齿轮3内啮合，所述支架1与太阳轮2之间设置有刻度圆盘7，刻度圆盘7沿圆周方向标有刻度值且直径大于齿圈5外径；所述齿圈5、行星架4和太阳轮2上分别设置有旋转手柄8、指针9和固定孔10，所述支架1上对应固定孔10所处的圆周上设置有定位孔11。

优选的，所述支架1、刻度圆盘7、齿圈5、行星架4和太阳轮2均竖直放置；所述刻度圆盘7上设置有固定孔10，所述支架1上设置有对应固定孔10的定位孔11，所述刻度圆盘7固定在支架1上，所述齿圈5、行星架4和太阳轮2均可用固定销穿过刻度圆盘7上的固定孔10后固定在支架1上的定位孔11内，所述支架1上定位孔11为螺纹孔，且直径略小于固定孔10，所述固定销为圆柱状且底部具有螺纹，固定销与定位孔11螺纹连接。当不固定行星齿轮机构时，固定销可从支架背面旋入定位孔，固定在支架上，防止丢失。

优选的，所述支架1、刻度圆盘7、齿圈5、行星架4和太阳轮2均水平放置，所述刻度圆盘7上设置有固定孔10，所述支架1上设置有对应固定孔10的定位孔11，所述刻度圆盘7固定在支架1上，所述齿圈5、行星架4和太阳轮2均设置在刻度圆盘7上且可用固定销穿过刻度圆盘7上的固定孔10后固定在支架1上的定位孔11内。

优选的，所述行星齿轮3的数量为2-4个，沿圆周方向均匀排布。

在演示变速运动时，以太阳轮作为主动元件进行输入，齿圈作为输出，对行星齿轮的行星架进行固定。具体操作方法为：将固定销从行星架固定孔位旋入支架对应的定位孔，通过太阳轮上的旋转手柄旋转，并对照刻度盘记录太阳轮和齿圈旋转的角度，主动元件太阳轮与传动元件齿圈旋转的角度之比即为传动比，同时可直观判断传动的方向和增减速。若以齿圈作为主动元件，太阳轮作为输出元件，操作方法相似，不作赘述。

当固定齿圈或者太阳轮时，以其余任意元件输入，剩余元件输出，操作方法与上相似，在此不作赘述。

当不固定任意元件，以任意两个元件同步旋转输入，另一元件将等速输出，实现同向等速传动演示。操作方法与上相似，不作赘述。

当不固定任意元件，以任意一个元件旋转输入，其余元件将无动力输出。

可以实现的教学功能如下表。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施方式，并非对实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术原理对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化或修饰，仍属于本实用新型技术方案的范围内。