承插刀机构和滚刀机构；第一长杆34固定在第二圆形转盘35上，在旋转时可以触碰到第七单开关30和第八单开关33;第六马达31的输出轴上套装有减速器，减速器的输出轴上安装有第四小齿轮32，第四小齿轮32与第二圆形转盘35啮合，第六马达31可以通过它们的啮合带动第二圆形转盘35转动。第一长杆34碰到第七开关30和第八开关33时第二圆盘转动，实现插刀机构和滚刀机构的转换。
[0032]本实用新型主要是为了演示齿轮加工的基本原理，可以演示齿条插刀加工齿轮和滚刀加工齿轮的各个运动。
[0033]具体的，把一个大的平板作为底板分为左右两部分，左侧部分包括让刀机构、减速装置和轮坯运动机构，其中让刀机构在下，减速装置和轮坯运动机构在让刀机构的上方，让刀机构可以带动减速装置和轮坯运动机构在滑道上运动；右侧部分分为四个平面，从下往上依次为，第一平面是进给机构，第二平面是范成运动机构，第三个平面是插刀与滚刀转换机构，第四个平面包括插刀、滚刀机构，其中插刀机构和滚刀机构这两个机构可以由第三平面的插刀与滚刀转换机构进行旋转转换。
[0034]齿条插刀加工齿轮包括五个运动，即:让刀运动、范成运动、进给运动、切削运动和轮坯运动。首先把一个大的平板作为底板分为左右两部分，右边为插刀的运动(包括:进给运动，范成运动，切削运动)，左边为轮还的运动(包括:让刀运动，轮还运动)。然后用平板在右半部分再构建三个平面(以底板为第一平面)，进给运动、范成运动、切削运动分别在二三四平面内；为使轮坯的圆周运动尽量减小，用齿轮组搭接出减速装置实现减速。
[0035]滚刀加工齿轮包括三个运动，S卩:主运动，进给运动和轮坯转动。在右半部分的第三平面加装旋转机构，把滚刀安装在第四平面的与插刀对称的位置，当需要演示滚刀加工齿轮，只需要把第三平面旋转180度；用电机滑槽减速器作为进给运动的机构，电机减速器与滚刀作为主运动，而轮坯的旋转运动保持原来齿条插刀加工齿轮中轮坯运动即可。
[0036]由于插齿滚齿一体综合演示仪涉及运动较多，用的马达和控制开关也较多，一个单片机实现不了控制众多马达和控制开关的要求。为此，采用两个单片机进行控制。
[0037]第一个单片机主要控制让刀运动、进给运动、范成运动、插刀与滚刀转换运动，共控制4个马达，分别为第一马达4、第二马达12、第三马达、以及第五马达31，双轨道的两个马达为达到同步目的，通过并联只需控制其中一个马达，便可实现两个马达同步运动。为防止运动滑出轨道，分别在轨道两端安装控制开关，通过控制开关使马达到达一端时，进行反转、停止或进行其他具体的下一步运动。
[0038]第二个单片机主要控制插刀上下运动、滚刀进给运动，共控制2个马达，分别编号为第二马达12和第六马达31，为使插刀与滚刀到达上下两端时马达进行反向运动的目的，分别在上下两端安装控制开关，通过控制开关使马达到达一端时，进行反转、停止或进行其他具体的下一步运动。
[0039]单片机中没有控制的运动为坯料旋转运动与滚刀主运动，它们的实现通过手动控制正反转的开关进行控制。
[0040]该仪器开始演示的是插齿运动，它包括5个运动，左侧的减速装置及轮坯运动机构是工件圆周(进给)运动，接着插刀机构做上下往复的切削运动即主运动，当工件与插刀接触时，插齿刀和工件之间保持一对齿轮副的啮合运动关系，即范成运动。当插刀运动到最末端时，为避免插刀在回程时与工件接触，工件向后移动，这就是让刀运动，插刀向前移动代表的是径向进给运动，此时插刀运动演示完毕。接着转塔旋转180度进行滚齿运动，滚齿运动包括2个运动，首先滚刀向下运动，当工件与滚刀接触时，滚刀旋转与轮坯旋转配合，滚刀旋转切削齿轮坯的同时，二者啮合，即范成运动，切削一段时间后，滚刀向下运动，即进给运动。此时整个过程演示完毕，各机构回到初始为位置。
[0041]本实用新型具有的优点:
[0042](I)体积小:与其他演示齿轮加工的产品对比，插齿滚齿一体综合演示仪体积小重量轻，节省空间，便于老师上课携带。
[0043](2)多功能化:插齿滚齿一体综合演示仪将插齿和滚齿加工齿轮的功能合二为一，使它的应用范围更广。
[0044](3)自动化高:通过本领域技术人员公知的程序控制(主要实现各个马达的转动与停止即可)，对复杂的运动之间的关系可以很好的演示出来，并且可以轻松在课上演示，便于同学们的学习理解。
[0045](4)维护方便:所有构件均为慧鱼标准部件，而慧鱼部件强度高、耐用，且具有高度的互换性，所以维护方便，使用时间周期长。
【主权项】
1.一种用于教学的插齿滚齿综合演示仪器，其特征在于，包括设置在底板上的让刀机构(37)、减速装置、轮坯运动机构(36)、插刀机构(38)、滚刀机构(39)、插刀与滚刀转换机构(40),范成运动机构(41)和进给机构(42)，其中让刀机构(37)、范成运动机构(41)和进给机构(42)的结构相同，底板上一侧设置让刀机构(37)，让刀机构(37)上方设置滑道，滑道内设置减速装置和轮坯运动机构(36)，让刀机构(37)与减速装置和轮坯运动机构(I)相连并能够带动减速装置和轮坯运动机构(36)在滑道上运动;底板上另一侧设置进给机构(7)，进给机构(7)上方设置范成运动机构(41)，范成运动机构(41)上方设置插刀与滚刀转换机构(40)，插刀与滚刀转换机构(40)上方设置插刀机构(38)和滚刀机构(39)，插刀机构(38)和滚刀机构(39)通过插刀与滚刀转换机构(40)进行转换。2.根据权利要求1所述的一种用于教学的插齿滚齿综合演示仪器，其特征在于，所述滚刀机构(39)包括第一单开关(I)、第一滑道(2)、第一减速器(3)、第一马达(4)、滚刀(5)和第二单开关(6);其中，所述第一减速器(3)设置在第一马达(4)上，第一马达(4)设置在第一滑道(2)上并能够沿着第一滑道(2)滑动;第一马达(4)的输出轴连接有滚刀轴，滚刀轴上设置有滚刀(5);第一马达(4)上设置有直杆(7)，直杆(7)随着第一马达(4)上下运动，当第一马达(4)到达底部时直杆(7)触碰到第二单开关(6)，当第一马达(4)到达顶部时直杆(7)触碰到第一单开关(I)。3.根据权利要求1所述的一种用于教学的插齿滚齿综合演示仪器，其特征在于，所述让刀机构(37)包括第二滑道(8)、第三滑道(10)、第三单开关(9)、第四单开关(11)和第二马达(12)、第二减速器(13)、第三马达和第三减速器，其中，第二减速器(13)设置在第二马达(12)上，第三减速器设置在第三马达上，并且第二马达(12)沿着第二滑道(8)做直线运动，第三马达沿着第三滑道(10)做直线运动，第二滑道(8)的两端分别设置第三单开关(9)和第四单开关(11)，第三滑道(10)的两端分别设置第三单开关(9)和第四单开关(11)，当第二马达(12)运动到第二滑道(8)的两端时，第二马达(12)触碰到两端的第三单开关(9)和第四单开关(II);当第三马达运动到第三滑道(10)的两端时，第三马达触碰到两端的第三单开关(9)和第四单开关(11)。4.根据权利要求1所述的一种用于教学的插齿滚齿综合演示仪器，其特征在于，所述轮坯运动机构(36)包括第一圆形转盘(21)、第四马达(19)以及用于控制第四马达旋转的开关(20)，第四马达(19)通过减速装置带动第一圆形转盘(21)转动。5.根据权利要求4所述的一种用于教学的插齿滚齿综合演示仪器，其特征在于，所述第四马达(19)的输出轴上设置第三小齿轮(18)，减速装置包括三根轴，其中一根轴上设置第一大齿轮(16)和第二大齿轮，并且第一大齿轮(16)位于第二大齿轮的上方，第一大齿轮(16)与第三小齿轮(18)相啮合，第二根轴上设置第一小齿轮(15)和第三大齿轮(17)，第三大齿轮(17)与第二大齿轮相啮合，第三根轴上设置第二小齿轮(14)，第一小齿轮(15)与第二小齿轮(14)相啮合，第二小齿轮(14)与第一圆形转盘(21)相啮合。6.根据权利要求1所述的一种用于教学的插齿滚齿综合演示仪器，其特征在于，所述插刀机构(38)包括设置圆柱棒(23)、插齿(25)、支架、第五马达(27)、齿条(28)、设置在顶部的第五单开关(22)以及设置在底部的第六单开关(26);其中，第五马达(27)的输出轴上套装有齿轮，支架上设置齿条(28)，齿轮与齿条(28)相啮合，支架上还固定有插齿(25)和直杆(24)，插齿(25)套装在圆柱棒(23)上，当支架运动到顶端时，直杆(24)触碰到顶部的第五单开关(22)，当支架运动到底端时，直杆(24)触碰到第六单开关(26)。7.根据权利要求1所述的一种用于教学的插齿滚齿综合演示仪器，其特征在于，所述插刀与滚刀转换机构(40)包括两个第一长杆(29)、两个第二长杆(34)、第二圆形转盘(35)、第七单开关(30)和第八单开关(33)，两个第一长杆(29)和两个第二长杆(34)用于支承插刀机构和滚刀机构;第一长杆(34)固定在第二圆形转盘(35)上，第二圆形转盘(35)在旋转时，触碰到第七单开关(30)和第八单开关(33);第六马达(31)的输出轴上套装有减速器，减速器的输出轴上安装有第四小齿轮(32)，第四小齿轮(32)与第二圆形转盘(35)啮合;第一长杆(34)碰到第七开关(30)和第八开关(33)时第二圆盘转动，实现插刀机构和滚刀机构的转换。
【专利摘要】一种用于教学的插齿滚齿综合演示仪器，包括设置在底板上的让刀机构、减速装置、轮坯运动机构、插刀机构、滚刀机构、插刀与滚刀转换机构、范成运动机构和进给机构，其中让刀机构、范成运动机构和进给机构的结构相同，底板上一侧设置让刀机构，让刀机构上方设置滑道，滑道内设置减速装置和轮坯运动机构，让刀机构与减速装置和轮坯运动机构相连并能够带动减速装置和轮坯运动机构在滑道上运动；底板上另一侧设置进给机构，进给机构上方设置范成运动机构。本实用新型对复杂的运动之间的关系可以很好的演示出来，并且可以轻松在课上演示，便于同学们的学习理解。
【IPC分类】G09B25/02
【公开号】CN205230480
【申请号】CN201521069898
【发明人】杨人凤, 田更林, 赵鹏华, 贺兴亮, 申自名, 祝传蜜
【申请人】长安大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月19日