專利名稱：蒸汽機模型的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教學模型，具體涉及一種向學生演示蒸汽機結構和工作原理的蒸汽機模型。
背景技術：
蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械，由機座、汽缸、活塞、連桿曲柄機構、蒸汽分配裝置和飛輪等組成。蒸氣機利用蒸氣在氣缸內膨脹，推動活塞作往復運動而作功的熱機。工作時由鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸氣進入汽缸左側，推動活塞向右運動，活塞向右側的廢氣經(jīng)汽路從排氣口排出。當活塞運動到右端時，滑動閥遮住左側的汽路，蒸氣進入汽缸的右側，推動活塞向左運動。蒸氣使活塞不停地往復運動，活塞通過連桿、曲柄，使機軸和飛輪轉動。自瓦特發(fā)明蒸汽機以來，蒸汽機就在航空、船舶、發(fā)電、冶金、化工、能源與動力工程等領域有著廣泛的應用。在中學教學中，有關蒸汽機的工作原理和工作過程的內容，一直是非常重要的一部分。但是，沒有模型，枯燥的文字無法激發(fā)學生們的學習興趣，也很難讓學生們真正理解蒸汽機的原理和工作過程，得不到預想的教學效果。

實用新型內容本實用新型為了解決上述問題而提供一種向學生演示蒸汽機結構和工作原理的蒸汽機模型。本實用新型為解決這一問題所采取的技術方案是本實用新型的蒸汽機模型，包括底座和設置在底座上的支撐架；支撐架上方設置有內置活塞的汽缸，汽缸的上側通過氣道與進氣口連通；從活塞中心伸出的活塞桿從汽缸的底部穿出，下端與連桿連接；支撐架的下部兩側分別設置有飛輪和曲柄，飛輪軸貫穿飛輪、支撐架和曲柄；連桿下端與設置在曲柄上的曲柄軸連接。所述的曲柄呈圓餅形；飛輪軸一端連接在曲柄的圓心處，另一端連接在飛輪的圓心處，曲柄軸設置在曲柄的非圓心處。所述的連桿上端通過連桿銷與活塞桿活動連接。所述的支撐架上方與汽缸平齊地設置有蒸汽分配裝置，進氣口設置在蒸汽分配裝置的一側，氣道與蒸汽分配裝置的內部相連通。所述的蒸汽分配裝置內部設置有滑閥，滑閥的下端與凸輪桿相連接，凸輪桿的下端與設置在飛輪軸上的凸輪相連接。所述的凸輪設置在飛輪軸上飛輪與支撐架之間的位置。所述的汽缸和滑閥配氣機構采用全透明的材料制成。本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是本實用新型的蒸汽機模型，可以實現(xiàn)對蒸汽機工作原理和工作狀態(tài)的完美演示，所有的傳動結構和運動部件都進行外置或透明處理，采用吹動式和汽缸透明的結構，讓學生可以直觀的觀察，體會到活塞和飛輪的運動，使學生易于理解和接受蒸汽機的工作原理， 并能激發(fā)學生的學習興趣，啟發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造性思維，有利于青少年的智力開發(fā)；且在實驗過程中，學生可以親自動手參與，達到教學互動的效果，也能拓寬學生機械運動學方面的視野，有助于學生綜合能力的培養(yǎng)。

圖1是本實用新型的蒸汽機模型的正視圖； 圖2是本實用新型的蒸汽機模型的立體結構示意圖； 圖3是本實用新型的蒸汽機模型的俯視圖； 圖4是沿圖3中A-A線的剖視圖。 附圖中主要部件符號說明 1底座 2支撐架 3飛輪 4曲柄 5飛輪軸 6曲柄軸 7連桿 8汽缸 9活塞桿 10滑閥配氣機構 11進氣口 12凸輪桿 13凸輪14滑閥 15活塞 16氣道 17:連桿銷
具體實施方式以下參照附圖及實施例對本實用新型進行詳細的說明。圖1是本實用新型的蒸汽機模型的正視圖。如圖1所示，本實用新型的蒸汽機模型，包括底座1和底座1上安裝的向上豎起的支撐架2。支撐架2上方設置有內置活塞的汽缸8，從活塞中心伸出的活塞桿9從汽缸8的底部穿出，下端與連桿7連接。連桿7的下端與設置在支撐架2的下部的曲柄4上的曲柄軸6連接。曲柄4呈圓餅形，曲柄軸6設置在曲柄4的非圓心處，或近邊緣處。曲柄4的圓心處設置有另一端連接到支撐架2下部另一側設置的飛輪3中心的飛輪軸5。這樣，在連桿7隨活塞桿上下運動時，曲柄4就會在連桿 7的帶動下旋轉，從而帶動飛輪3旋轉。圖2是本實用新型的蒸汽機模型的立體結構示意圖。如圖2所示，支撐架2上方與汽缸8平齊地設置有蒸汽分配裝置10，蒸汽分配裝置10的一側設置有進氣口 11，流動的空氣從進氣口 11進入蒸汽機模型內。飛輪軸5位于飛輪3的圓心處，帶動飛輪3轉動。圖3是本實用新型的蒸汽機模型的俯視圖；圖4是沿圖3中A-A線的剖視圖。如圖3和圖4所示，汽缸8內設置有在蒸汽的作用下上下活動的活塞15，從活塞15的中心處向下伸出活塞桿9。支撐架2下部的兩側分別設置有飛輪3和曲柄4。曲柄4與活塞桿9之間由連桿 7連接，連桿7的下端與曲柄4上設置的曲柄軸6連接，連桿7的上端通過連桿銷17與從汽缸底部穿出的活塞桿連接。連桿7與活塞桿9之間的連接為活動連接，在活塞桿9上下運動時，連桿7的上端可以相對于活塞桿9微微左右擺動。飛輪軸5貫穿飛輪3、支撐架2和曲柄4 ；飛輪軸5的一端連接在曲柄4的圓心處， 另一端連接在飛輪3的圓心處，中間穿過支撐架2上形成的軸孔。飛輪軸5由支撐架2支撐，并能夠在支撐架2的軸孔內自由旋轉，并起到連接并支撐飛輪3和曲柄4的作用。汽缸8的上側設置有與蒸汽分配裝置10內部連通的氣道16，從蒸汽分配裝置10 一側設置的進氣口 11進入的氣體，經(jīng)氣道16進入汽缸8內。蒸汽分配裝置10內部設置有滑閥14，滑閥14的下端與凸輪桿12相連接，凸輪桿 12的下端與設置在飛輪軸5上的凸輪13相連接。凸輪13設置在飛輪軸上飛輪3與支撐架 2之間的位置。上述的汽缸3和滑閥配氣機構10均采用全透明的材料制成。汽缸3和滑閥配氣機構10可一體組成。本實用新型的蒸汽機模型采用吹動式和汽缸透明的結構，讓學生能夠清楚的觀察到蒸汽機的動作過程。從進氣口 11進入滑閥配氣機構10內部的空氣，經(jīng)氣道16進入汽缸 8內，推動活塞15上下運動?；钊麠U9和其下端連接的連桿7會隨著活塞15 —起上下移動，由于連桿7的下端連接到設置在曲柄4非圓心處的曲柄軸6上，在連桿7的帶動下，曲柄軸6會帶動曲柄4旋轉。曲柄4的旋轉通過飛輪軸5傳遞到飛輪3，飛輪3隨之旋轉。連接在飛輪軸5上的凸輪13也隨之轉動，從而帶動凸輪桿12和與凸輪桿12相連接的滑閥14 上下運動。滑閥14在蒸汽發(fā)生裝置內上下運動，使滑閥配氣機構內的氣體能夠根據(jù)需要有規(guī)律的進入和排出汽缸8。上述的過程清楚的演示出，蒸汽從蒸汽鍋爐經(jīng)蒸汽管路和蒸汽分配裝置進入汽缸，汽缸內的活塞在蒸汽壓力作用下按次序地自一端到另一端作往復運動。活塞向右運動時，活塞向右側的廢氣經(jīng)汽路從排氣口排出。當活塞運動到右端時，滑動閥遮住左側的汽路，蒸氣進入汽缸的右側，推動活塞向左運動。蒸氣使活塞不停地往復運動，活塞通過連桿、 曲柄，使機軸和飛輪轉動的工作過程。綜上所述，本實用新型的蒸汽機模型，可以實現(xiàn)對蒸汽機工作原理和工作狀態(tài)的完美演示，所有的傳動結構和運動部件都進行外置或透明處理，采用吹動式和汽缸透明的結構，讓學生可以直觀的觀察，體會到活塞和飛輪的運動，使學生易于理解和接受蒸汽機的工作原理，并能激發(fā)學生的學習興趣，啟發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造性思維，有利于青少年的智力開發(fā)；且在實驗過程中，學生可以親自動手參與，達到教學互動的效果，也能拓寬學生機械運動學方面的視野，有助于學生綜合能力的培養(yǎng)。
權利要求1.一種蒸汽機模型，其特征在于該蒸汽機模型包括底座(1)和設置在底座(1)上的支撐架O)；支撐架( 上方設置有內置活塞(1 的汽缸(8)，汽缸(8)的兩端通過氣道 (16)與進氣口(11)連通；從活塞(15)中心伸出的活塞桿(9)從汽缸⑶的下端穿出與連桿(7-1)連接；支撐架O)的兩側分別設置有飛輪(3)和曲柄0)，飛輪軸(5)貫穿飛輪 (3)、支撐架(2)和曲柄⑷；連桿(7)另下端與設置在曲柄⑷上的曲柄軸(6)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的蒸汽機模型，其特征在于曲柄(4)呈圓餅形；飛輪軸(5)— 端連接在曲柄(4)的圓心處，另一端連接在飛輪(3)的圓心處，曲柄軸(6)設置在曲柄(4) 的非圓心處。
3.根據(jù)權利要求1所述的蒸汽機模型，其特征在于連桿(7)—端通過連桿銷(17)與活塞桿(9)活動連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的蒸汽機模型，其特征在于支撐架( 上方與汽缸(8)平齊地設置有滑閥配氣機構(10)，進氣口(11)設置在滑閥配氣機構(10)的一側，氣道(16)與蒸汽分配裝置(10)的內部相連通。
5.根據(jù)權利要求4所述的蒸汽機模型，其特征在于蒸汽分配裝置(10)內部設置有滑閥(14)及氣道，滑閥(14)的下端與凸輪桿(12)相連接，凸輪桿(12)的下端與設置在飛輪軸(5)上的凸輪(13)相連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的蒸汽機模型，其特征在于凸輪(1 設置在飛輪軸上飛輪 ⑶與支撐架⑵之間的位置。
7.根據(jù)權利要求4所述的蒸汽機模型，其特征在于所述的汽缸(8)和滑閥配氣機構 (10)采用全透明的材料制成，汽缸(8)和滑閥配氣機構(10)可一體組成。
8.根據(jù)權利要求4或5所述的蒸汽機模型，其特征在于采用吹動式進行演示，活塞與氣缸阻力小，啟動氣壓小。
專利摘要一種蒸汽機模型，通過氣體吹動活塞做往復運動，汽缸及滑閥配氣機構采用透明材料制成，滑閥配氣機構內有進氣口、氣道、滑閥及排氣口，進氣口通過氣道與汽缸兩端連通；從活塞中心伸出的活塞桿從汽缸的一端穿出與連桿連接，連桿另一端與小飛輪上的曲軸連接；滑閥與另一連桿連接，連桿另一端與凸輪連接，小飛輪、曲柄，飛輪、分別設置在支撐架上，飛輪軸貫穿飛輪、支撐架、小飛輪和曲柄，支撐架設置在底座上。本實用新型的蒸汽機模型，所有的傳動結構和運動部件都進行外置或透明處理，采用吹動式和汽缸透明的結構?？梢詫崿F(xiàn)對蒸汽機工作原理和工作狀態(tài)的完美演示，讓學生可以從外直觀觀看到蒸汽機汽體通過氣道時活塞及滑閥的運動過程，觀察到活塞和飛輪的運動。且在實驗過程中，學生可以親自動手參與，達到教學互動的效果，也能拓寬學生機械運動學方面的視野，有助于學生綜合能力的培養(yǎng)。
文檔編號G09B25/02GK202049665SQ20102066211
公開日2011年11月23日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權日2010年12月15日
發(fā)明者常金星, 陳安麗, 陳賢 申請人:天津啟星動力科技有限公司