一种六齿轮复杂轮系可变换教具制造技术

本发明专利技术公开了一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征在于，包括底座支架、电机驱动装置、定轴轮系机构、内齿轮机构、差动轮系机构、数显电子计数器；通过三个直齿轮和三个锥齿轮分别进行组合不同类型的齿轮，利用不同的联接方法，使得齿轮传动过程中可以实现七种组合变化的演示，可直接获得五种不同的传动比，同时能够演示直齿轮传动、锥齿轮传动，定轴轮系，行星轮系及混合轮系的传动原理，并且通过磁感应数显电子计数器测量转速，具有展示过程清晰、计算准确、测量安装方便的优点；本发明专利技术的一种复杂轮系集所有轮系类型和相应的数字显示功能于一体，结构稳固、使用携带方便，具有很好的应用前景和市场价值。

【技术实现步骤摘要】
一种六齿轮复杂轮系可变换教具
本专利技术属于齿轮系
，具体涉及一种六齿轮复杂轮系可变换教具。
技术介绍
齿轮系是工程专业的学生需要掌握的一个基本概念。但它的内容相对比较难，而且以往在课堂上的讲解只能用单纯的某个轮系或者动画来了解每个齿轮的运动情况，尚未解决转速和传动比表现不直观的问题。特别是在轮系的分类中，什么是定轴，什么时候成为周转轮系，周转轮系中又分行星轮系与差动轮系，还有定轴轮系与行星轮系结合的混合轮系和行星轮系与行星轮系、或行星轮系与差动轮系组合成的混合轮系从未在一个教具中展现。上课及做实验时，学生往往混淆概念，导致对问题不理解，因而成绩不理想。而实验中一般使用的只是演示教具，做成的轮系是固定的种类，学生仅凭观察有时候仍难以理解轮系种类变化的条件，也无动手变换齿轮系的可能性。六齿轮复杂轮系可变换演示教具着眼于当下课堂教学的局限性，从现实使用角度出发并设计，操作方便，功能齐全，生动有趣，极其适合教师、学生在实验室使用和演示。教具中大部分都是标准零件，制作简单，容易进行批量生产，应用前景广阔。1)定轴轮系：全部齿轮的轴的轴线都固定。2)行星轮系：只要有一个齿轮有确定的运动，其余齿轮也能有确定运动，而且中间一个齿轮是太阳轮，周转有一个或多个围绕其转动的行星齿轮。3)混合轮系也叫复合轮系。专利技术中设计并通过安装磁感应数显电子计数器测量转速，其原理是让磁铁跟随齿轮转动，经过磁控感应开关时计数，能分别测量转速，计算轮系传动的传动比。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种六齿轮复杂轮系可变换教具，学生能动手实现轮系之间的转换，能在一个教具中同时展示多种不同轮系，且转速和传动比表现直观。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，包括底座支架、电机驱动装置、定轴轮系机构、内齿轮机构、差动轮系机构、数显电子计数器；所述底座支架包括具有底座板滑轨的底座板、位于底座板上的大轴支架、小轴支架；所述大轴支架上设置大轴支架轴承，所述小轴支架上设置小轴支架轴承；所述定轴轮系机构包括中间轴、套设于中间轴上的大直齿轮、通过大系杆与大直齿轮啮合的小直齿轮和心轴；中间轴套筒套在大直齿轮与大轴支架之间的中间轴上；中间轴通过大轴支架轴承固定于大轴支架内；小直齿轮内设置小直齿轮轴承，小直齿轮轴承内设置小直齿轮套筒，小直齿轮套筒内安装心轴；所述心轴另一端固定于大轴支架内；大系杆一端安装于中间轴上，另一端安装于小直齿轮套筒上；所述电机驱动装置包括分别位于底座板两端呈相对设置的大电动机和小电动机，用于连接中间轴和大电动机的大联轴器，用于连接锥齿轮轴和小电动机的小联轴器，与小电动机相连的小电动机调速盘；所述内齿轮机构包括内齿轮、内齿轮底座、位于内齿轮底座上用于支撑内齿轮的内齿轮支撑板；所述差动轮系机构包括固定在小轴支架轴承上的锥齿轮轴、位于锥齿轮轴上的锥齿轮C、与锥齿轮C位置相对的锥齿轮A、位于锥齿轮C和锥齿轮A中间上方且分别与其啮合的锥齿轮B、小系杆；所述锥齿轮轴通过小轴支架轴承固定于小轴支架上；所述锥齿轮B内设置锥齿轮B轴承；所述小系杆安装于中间轴上，锥齿轮B通过锥齿轮B轴和螺母与小系杆相连接；所述数显电子计数器包括若干对磁铁、磁感应棒和显示屏，用于分别测量大直齿轮、小直齿轮、大系杆、锥齿轮C和小系杆的转数。前述的一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，所述磁铁包括分别位于大联轴器上的大直齿轮磁铁、位于大系杆上的大系杆磁铁和位于小直齿轮上的小直齿轮磁铁，位于锥齿轮C上的锥齿轮C磁铁和位于小系杆上的小系杆磁铁；所述磁感应棒包括与所述磁铁分别对应的安装于大轴支架上的大直齿轮磁感应棒、大系杆磁感应棒、小直齿轮磁感应棒，位于小轴支架上的锥齿轮C磁感应棒和小系杆磁感应棒；所述显示屏包括与大直齿轮磁感应棒连接的大直齿轮显示屏、与小直齿轮磁感应棒连接的小直齿轮显示屏、与大系杆磁感应棒连接的大系杆显示、与锥齿轮C磁感应棒连接的锥齿轮C显示屏、与小系杆磁感应棒相连的小系杆显示屏。前述的一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，所述大轴支架通过螺栓B固定于底座板上；小轴支架通过螺栓E固定在底座板上。前述的一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，所述内齿轮支撑板用于固定内齿轮，通过角钢和螺栓D与内齿轮底座固定连接。前述的一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，所述内齿轮机构通过底座板滑轨移入定轴轮系机构；所述内齿轮底座通过螺栓C与底座板固定连接。前述的一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，所述大电动机下方设置大电动机垫块；所述小电动机下方设置小电动机垫块；所述大电动机垫块和小电动机垫块分别通过螺栓A与底座板固定。前述的一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，三直齿轮和锥齿轮材料选择尼龙或铝合金材料制成，所有轴承为滚动轴承，其余部件使用铝合金或碳纤维材料制成。本专利技术所达到的有益效果：通过三个直齿轮和三个锥齿轮分别进行组合不同类型的齿轮，利用不同的联接方法，使得齿轮传动过程中可以实现七种组合变化的演示，可直接获得五种不同的传动比，同时能够演示直齿轮传动、锥齿轮传动，定轴轮系，行星轮系、差动轮系及混合轮系的传动原理，并且通过磁感应数显电子计数器测量转速，具有展示过程清晰、计算准确、测量安装方便的优点；本专利技术的一种复杂轮系集所有轮系类型和相应的数字显示功能于一体，结构稳固、使用携带方便，具有很好的应用前景和市场价值。附图说明图1是一种六齿轮复杂轮系教具的结构示意图；图2-1是一级直齿轮定轴传动结构正面示意图；图2-2是一级直齿轮定轴传动结构背面示意图；图3是定轴轮系与行星轮系转换结构示意图；图4是三直齿轮定轴轮系结构示意图；图5-1是行星轮系结构正面示意图；图5-2是行星轮系结构背面示意图；图6是三锥齿轮定轴轮系结构示意图；图7是差动轮系组装的结构示意图；图8是定轴轮系与差动轮系的第一复合轮系结构示意图；图9是行星轮系与差动轮系的第二复合轮系结构示意图。附图标记中的含义：1-1底座板、1-2底座板滑轨、1-3小轴支架、1-4小轴支架轴承、1-5大轴支架、1-6大轴支架轴承；2-1螺栓A、2-2大电动机垫块、2-3大电动机、2-4大联轴器、2-5小联轴器、2-6小电动机、2-7小电动机垫块、2-8小电动机调速盘；3-1中间轴、3-2中间轴套筒、3-3大系杆、3-4大直齿轮、3-5小直齿轮、3-6小直齿轮轴承、3-7小直齿轮套筒、3-8心轴、3-9螺栓B；4-1内齿轮、4-2内齿轮支撑板、4-3内齿轮底座、4-4螺栓C、4-5角钢、4-6螺栓D；5-1锥齿轮A、5-2小系杆、5-3螺栓E、5-4螺母、5-5锥齿轮B轴承、5-6锥齿轮B、5-7锥齿轮C、5-8锥齿轮轴、5-9锥齿轮B轴、5-10锥齿轮套筒、5-10*锥齿轮系杆；6-1小直齿轮磁铁、6-2小直齿轮磁感应棒、6-3小直齿轮显示屏、6-4大系杆磁铁、6-5大系杆磁感应棒、6-6大系杆显示屏、6-7大直齿轮磁铁、6-8大直齿轮磁感应棒、6-9大直齿轮显示屏、6-10小系杆磁铁、6-11小系杆磁感应棒、6-12小系杆显示屏、6-13锥齿轮C磁铁、6-14锥齿轮C磁感应棒、6-15锥齿轮C显示屏。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，包括底座支架、电机驱动装置、定轴轮系机构、内齿轮机构、差动轮系机构、数显电子计数器；所述底座支架包括具有底座板滑轨(1‑2)的底座板(1‑1)、位于底座板(1‑1)上的大轴支架(1‑5)、小轴支架(1‑3)；所述大轴支架(1‑5)上设置大轴支架轴承(1‑6)，所述小轴支架(1‑3)上设置小轴支架轴承(1‑4)；所述电机驱动装置包括分别位于底座板(1‑1)两端呈相对设置的大电动机(2‑3)和小电动机(2‑6)，用于连接中间轴(3‑1)和大电动机(2‑3)的大联轴器(2‑4)，用于连接锥齿轮轴(5‑8)和小电动机(2‑6)的小联轴器(2‑5)，与小电动机(2‑6)相连的小电动机调速盘(2‑8)；所述定轴轮系机构包括中间轴(3‑1)、套设于中间轴(3‑1)上的大直齿轮(3‑4)、通过大系杆(3‑3)与大直齿轮(3‑4)啮合的小直齿轮(3‑5)和心轴(3‑8)；中间轴套筒(3‑2)套在大直齿轮(3‑4)与大轴支架(1‑5)之间的中间轴(3‑1)上；中间轴(3‑1)通过大轴支架轴承(1‑6)固定于大轴支架(1‑5)内；小直齿轮(3‑5)内设置小直齿轮轴承(3‑6)，小直齿轮轴承(3‑6)内设置小直齿轮套筒(3‑7)，小直齿轮套筒(3‑7)内安装心轴(3‑8)；所述心轴(3‑8)另一端固定于大轴支架(1‑5)内；大系杆(3‑3)一端安装于中间轴(3‑1)上，另一端安装于小直齿轮套筒(3‑7)上；所述内齿轮机构包括内齿轮(4‑1)、内齿轮底座(4‑3)、位于内齿轮底座(4‑3)上用于支撑内齿轮的内齿轮支撑板(4‑2)；所述差动轮系机构包括固定在小轴支架轴承(1‑4)上的锥齿轮轴(5‑8)、位于锥齿轮轴(5‑8)上的锥齿轮C(5‑7)、与锥齿轮C(5‑7)位置相对的锥齿轮A(5‑1)及与中间轴(3－1)垂直的锥齿轮套筒(5‑10)、位于锥齿轮C(5‑7)和锥齿轮A(5‑1)中间上方且分别与其啮合的锥齿轮B(5‑6)、小系杆(5‑2)；所述锥齿轮轴(5‑8)通过小轴支架轴承(1‑4)固定于小轴支架(1‑3)上；所述锥齿轮B(5‑6)内设置锥齿轮B轴承(5‑5)；所述小系杆(5‑2)安装于中间轴(3‑1)上，锥齿轮B(5‑6)通过锥齿轮B轴(5‑9)和螺母(5‑4)与小系杆(5‑2)相连接；当将锥齿轮套筒(5‑10)更换为锥齿轮系杆(5‑10*)时，大、小电机同时启动，锥齿轮系杆(5‑10*)将带动锥齿轮B与锥齿轮A和锥齿轮B一起转动，三锥齿轮组合成为差动轮系；所述数显电子计数器包括若干对磁铁、磁感应棒和显示屏，用于分别测量大直齿轮(3‑4)、小直齿轮(3‑5)、大系杆(3‑3)、锥齿轮C(5‑7)和小系杆(5‑2)的转数。...

【技术特征摘要】
1.一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是，包括底座支架、电机驱动装置、定轴轮系机构、内齿轮机构、差动轮系机构、数显电子计数器；所述底座支架包括具有底座板滑轨(1-2)的底座板(1-1)、位于底座板(1-1)上的大轴支架(1-5)、小轴支架(1-3)；所述大轴支架(1-5)上设置大轴支架轴承(1-6)，所述小轴支架(1-3)上设置小轴支架轴承(1-4)；所述定轴轮系机构包括中间轴(3-1)、套设于中间轴(3-1)上的大直齿轮(3-4)、通过大系杆(3-3)与大直齿轮(3-4)啮合的小直齿轮(3-5)和心轴(3-8)；中间轴套筒(3-2)套在大直齿轮(3-4)与大轴支架(1-5)之间的中间轴(3-1)上；中间轴(3-1)通过大轴支架轴承(1-6)固定于大轴支架(1-5)内；小直齿轮(3-5)内设置小直齿轮轴承(3-6)，小直齿轮轴承(3-6)内设置小直齿轮套筒(3-7)，小直齿轮套筒(3-7)内安装心轴(3-8)；所述心轴(3-8)另一端固定于大轴支架(1-5)内；大系杆(3-3)一端安装于中间轴(3-1)上，另一端安装于小直齿轮套筒(3-7)上；所述电机驱动装置包括分别位于底座板(1-1)两端呈相对设置的大电动机(2-3)和小电动机(2-6)，用于连接中间轴(3-1)和大电动机(2-3)的大联轴器(2-4)，用于连接锥齿轮轴(5-8)和小电动机(2-6)的小联轴器(2-5)，与小电动机(2-6)相连的小电动机调速盘(2-8)；所述内齿轮机构包括内齿轮(4-1)、内齿轮底座(4-3)、位于内齿轮底座(4-3)上用于支撑内齿轮的内齿轮支撑板(4-2)；所述差动轮系机构包括固定在小轴支架轴承(1-4)上的锥齿轮轴(5-8)、位于锥齿轮轴(5-8)上的锥齿轮C(5-7)、与锥齿轮C(5-7)位置相对的锥齿轮A(5-1)及与中间轴(3－1)垂直的锥齿轮套筒(5-10)、位于锥齿轮C(5-7)和锥齿轮A(5-1)中间上方且分别与其啮合的锥齿轮B(5-6)、小系杆(5-2)；所述锥齿轮轴(5-8)通过小轴支架轴承(1-4)固定于小轴支架(1-3)上；所述锥齿轮B(5-6)内设置锥齿轮B轴承(5-5)；所述小系杆(5-2)安装于中间轴(3-1)上，锥齿轮B(5-6)通过锥齿轮B轴(5-9)和螺母(5-4)与小系杆(5-2)相连接；当将锥齿轮套筒(5-10)更换为锥齿轮系杆(5-10*)时，大电动机、小电动机同时启动，锥齿轮系杆(5-10*)将带动锥齿轮B与锥齿轮A和锥齿轮C一起转动，三锥齿轮组合成为差动轮系；所述数显电子计数器包括若干对磁铁、磁感应棒和显示屏，用于分别测量大直齿轮(3-4)、小直齿轮(3-5)、大系杆(3-3)、锥齿轮C(5-7)和小系杆(5-2)的转数。2.根据权利要求1所述的一种六齿轮复杂轮系可变换教具，其特征是,实现以下七种齿轮机构演示，变换六种轮系传动，1)由两直齿轮构成的一级齿轮定轴传动，传动件包括中间轴(3-1)、套设于中间轴(3-1)上的大直齿轮(3-4)、通过大系杆(3-3)与大直齿轮(3-4)啮合的小直齿轮(3-5)和心轴(3-8)，可计算传动比；2)在两齿轮基础上增加了内齿轮组件参与传动，包括内齿轮(4-1)、内齿轮底座(4-3)、位于内齿轮底座(4-3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆春晖，万绮雯，陆佳艳，陈绮，杜文忠，廖天岸，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32