专利名称：地球自转公转演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是种教学用演示仪，使学生能直观的了解地球自转公转的原理，引导学生对地球有初步认识，对教学的质量和效果有促进作用。
本实用新型的目的在于提供一种地球的自转公转能同时进行，并且不改变地球自转轴的指向，使演示效果直观、逼真，操作简便的演示仪。
本实用新型由摇柄、主动轴、被动轴、自转管轴、自转软轴、公转管轴、中心轴、轴架和提供传递扭力的多个传动轴、传动齿轮以及地球模型、太阳模型、太阳光线模型等构成。
本实用新型的目的是这样实现的当摇柄转动时，通过主动齿轮和被动齿轮的齿合以及一系列传动轴和齿轮的传递扭力，分别使自转管轴和公转管轴以不同的速度同时转动，以达到地球模型即自转又公转的目的。与此同时通过轴与齿轮的传递扭力，又使地球模型自转轴与公转轴保持一定夹角，并使自转轴始终指向同一个方向，以防止公转的同时自转轴摆动。
通过附图对本实用新型详细说明
图1是本实用新型结构示意图图2是本实用新型结构图图3是图2的A-A向剖面图图4是图2的B-B向剖面图图5是图2的C-C向剖面图图2中
1、太阳模型，2、地球模型，3、太阳光线模型，4、圆珠笔芯，5、固定夹，6、支杆，7、北回归线，8、南回归线，9、赤道，10、自转轴与公转轴夹角定位管轴，11、管形轴承，12、盖板，13、自转轴与公转轴夹角定位齿轮，14、中心轴不转齿轮，15、自转轴与公转轴夹角传动齿轮，16、自转轴与公转轴夹角传动齿轮，17、固定在公转管轴上的轴架，18、公转管轴，19、自转轴与公转轴夹角定位齿轮轴，20、自转软轴，21、自转齿轮，22、自转管轴齿轮，23、自转管轴，24、中心轴，25、主动轴传动齿轮，26、自转管轴齿轮，27、公转齿轮，28、主动齿轮，29、被动齿轮，30、公转传动齿轮，31、公转传动齿轮，32、被动齿轮轴，33、公转螺纹传动轴，34、主动齿轮轴，35、摇柄，36、固定轴架，37、管形轴承，38、固定轴架，39、固定轴架，40、基板，41、管形轴承，42、固定螺栓，43、固定螺栓，44、固定螺栓，45、固定螺栓，46、滚珠轴承。
由于面积和空间的限制，本实用新型取地球绕太阳公转一周实际自转数365周的十分之一近似值为计算依据，即公转一周时自转36周为设计基础。
图2中齿轮15与16轮径、齿数、齿距相等。
齿轮28与29轮径、齿数、齿距相等。
齿轮30与31轮径、齿数、齿距相等。
齿轮22与26轮径、齿数、齿距相等。
齿轮13与14轮径、齿距相等，且都为三十六个齿。
主动轴齿轮25为三十五个齿，其齿距与齿轮26相等。
自转齿轮21为三十六个齿，其齿距与齿轮22相等。
公转齿轮27为三十六个齿，其齿距与公转螺纹传动轴33螺距相等。
见图2，摇动摇柄35时，主动齿轮28、主动轴34、主动轴传动齿轮25转动，与传动齿轮25相齿合的自转管轴齿轮26及自转管轴23、自转管轴齿轮22也一起转动，齿轮22又带动自转轴齿轮21、自转软轴20及地球模型2转动，完成了地球模型自转的功能。摇柄转一周时地球模型也转了一周。地球模型安装在定位管轴的管形轴承11上。
主动齿轮28转动的同时，与其齿合的被动齿轮29、被动齿轮轴32、公转轴齿轮30、31及公转螺纹传动轴33同时转动，螺纹传动轴33转动时其螺纹推动与其齿合的公转齿轮27转动(见图5)，于是公转管轴18带着固定在其上的轴架17(见图4)及轴架上的自转轴与公转轴夹角定位齿轮13、传动轴19、定位齿轮15和16、定位管轴10地球模型2，太阳模型1，太阳光线模型3以及自转软轴20，自传齿轮21都一起转动，这样完成了地球模型绕太阳公转的功能。螺纹传动轴33转动一周时其螺纹将公转齿轮27向前推动一个齿的位置，即公转管轴18向前转动了10°。依此类推，地球模型自转36周时，同时也公转了一周。
这里需要特别说明的是自转齿轮21即自转也公转，这样它每转一周就多转了10°位置，同理地球模型自转一周也多转了10°。为了抵消这个误差，所以齿轮25做成了三十五齿，齿轮21做成三十六齿。当齿轮25转360°时，齿轮21只转了350°，这样每公转10°位置时，齿轮21还是转了360°，也就抵消了上述误差。
中心轴24上端的齿轮14是固定不转的，定位齿轮13与其齿合并围绕其转动，因齿轮13和14都是三十六个齿，且轮径、齿距都相等，所以当公转管轴18转动10°时齿轮13也转动了10°，这样通过定位齿轮轴19，定位传动齿轮15、16，定位管轴10的传动，地球模型公转的同时向相反方向转动了10°。依此类推，地球模型无论公转到任何位置其方向不变，即自转轴始终指向同一方向。且自转轴与公转轴夹角始终不变。
为了简化结构，避免繁琐的传动轴与齿轮的多次连接，自转轴20采用软轴达到传动的目的。软轴采用每层多股细钢丝，多层正反向重叠绕制而成。
见图2，在中心轴顶端，轴架伸出的部位上装有太阳模型支杆6、太阳模型1和太阳光线模型3。在太阳模型1与地球模型2接触的端部部位，状有圆珠笔芯4，笔芯尾部装有弹簧。当地球模型2自转时圆珠笔芯4在地球模型2上划出太阳光线直射到南北回归线之间螺旋形轨迹，并能在冬至点时划到南回归线上，夏至点时划到北回归线上，春分，秋分点时划在赤道上。
在盖板外侧的板面上刻划出二十四个节气点的位置，并写有节气名称(见
图1)。这样地球模型2公转到某一点时，太阳光线直射到的部位一目了然。
在定位管轴10转动时，为防止自转软轴20缠绕在定位管轴10上，故自转软轴20从定位管轴10的中心管孔中穿过。
在中心轴24与公转管轴18及公转管轴18与自转管轴23之间装有滚珠轴承，以减小摩擦力。
本实用新型固定中心轴24基板40采用钢材制做，其余部件均用铝材制做，以减轻重量。
本实用新型具有重量轻、直观、准确、操作简便等特点。
权利要求1.教学用地球自转公转演示仪，该演示仪的主动齿轮轴(34)末端装有用手可摇动的摇柄(35)，固定在主动齿轮轴(34)上的主动齿轮(28)和主动轴传动齿轮(25)可同步输出传动力，其传动次序为一路，摇柄(35)-主动齿轮轴(34)-主动轴传动齿轮(25)-自转管轴齿轮(26)-自转管轴(23)-自转管轴齿轮(22)-自转齿轮(21)-自转软轴(20)-地球模型(2)；另一路，摇柄(35)-主动齿轮轴(34)-主动齿轮(28)-被动齿轮(29)-被动齿轮轴(32)-公转传动齿轮(30)和(31)-公转螺纹传动轴(33)-公转齿轮(27)-公转管轴(18)-自转轴与公转轴夹角定位齿轮(13)-自转轴与公转轴夹角定位齿轮轴(19)-自转轴与公转轴夹角传动齿轮(16)和(15)-自转轴与公转轴夹角定位管轴(10)；轴架(17)固定在公转管轴(18)上。
2.如权利要求1所述的演示仪，在地球模型公转一周时其自转设计为36周的前提下，主动轴传动齿轮(25)做成三十五个齿，自转齿轮(21)做成三十六个齿。
3.如权利要求1所述的演示仪，自转软轴(20)做成软轴并从自转轴与公转轴夹角定位管轴(10)的管孔中穿过。
4.如权利要求1所述的演示仪，在太阳光线模型与地球模型相接触的端装有圆珠笔芯，在地球模型转动时能划出太阳光线照射在南北回归线之间的轨迹。
专利摘要本实用新型涉及一种教学用地球自转公转演示仪,使学生能直观地了解地球自转公转的原理,促进教学效果。当摇动演示仪摇柄时,通过多个传动轴及齿轮的传动,地球模型能够自转,自转的同时还能围绕太阳模型公转,并能使地球模型自转轴与公转轴始终保持一定夹角,且使地球模型自转轴始终指向同一个方向。演示仪转动时,通过太阳光线模型尾端装有的圆珠笔芯,还能在地球模型上划出太阳光线直射到南北回归线之间的轨迹。
文档编号G09B27/00GK2303344SQ9720131
公开日1999年1月6日 申请日期1997年2月17日 优先权日1997年2月17日
发明者高尼格尔 申请人:高尼格尔