一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括槽輪、連桿機(jī)構(gòu)、銷軸、機(jī)構(gòu)架；該教學(xué)用具的平均傳動比為1：1，能同時實(shí)現(xiàn)槽輪的間歇傳動；以往的也可以通過機(jī)構(gòu)組合實(shí)現(xiàn)此功能，但相比之下本機(jī)構(gòu)更簡單可靠；單槽槽輪通過修改槽型、改變圓柱銷的運(yùn)動形式的方法是可以實(shí)現(xiàn)的，這突破了原有機(jī)構(gòu)的限制，使其更為簡單化；該單槽槽輪的樣機(jī)，可以作為機(jī)械原理課程中有關(guān)槽輪的演示教具，也可以對單槽槽輪作進(jìn)一步研究，進(jìn)而在工作運(yùn)用中推廣，具有操作方便、便于演示等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單槽槽輪機(jī)構(gòu)，屬于教學(xué)演示用具領(lǐng)域，尤其涉及一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]槽輪機(jī)構(gòu)由槽輪和圓柱銷組成的間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)，又稱馬爾他機(jī)構(gòu)。它常被用來將主動件的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成從動件的帶有停歇的單向周期性轉(zhuǎn)動。槽輪機(jī)構(gòu)有外嚙合和內(nèi)嚙合以及球面槽輪等。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的槽輪和轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向相反，而內(nèi)嚙合則相同，球面槽輪可在兩相交軸之間進(jìn)行間歇傳動。
[0003]槽輪機(jī)構(gòu)有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種形式。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的槽輪和轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向相反，而內(nèi)嚙合則相同。單臂外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)由帶圓柱銷的轉(zhuǎn)臂、具有四條徑向槽的槽輪和機(jī)架組成。當(dāng)連續(xù)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臂上的圓柱銷進(jìn)入徑向槽時，撥動槽輪轉(zhuǎn)過2嗚2角；當(dāng)圓柱銷轉(zhuǎn)出徑向槽后，槽輪停止轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一周，槽輪完成一次轉(zhuǎn)停運(yùn)動。為了保證槽輪停歇，可在轉(zhuǎn)臂上固接一缺口圓盤，其圓周邊與槽輪上的凹周邊相配。這樣，既不影響轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動，又能鎖住槽輪不動。為了使槽輪能完成周期性的轉(zhuǎn)停運(yùn)動，槽輪上的徑向槽數(shù)不能少于3。為了避免沖擊，圓柱銷應(yīng)切向進(jìn)、出槽輪，即徑向槽與轉(zhuǎn)臂在此瞬間位置要互相垂直。在滿足不同間停的要求時，可采用多臂的和非對稱槽的槽輪機(jī)構(gòu)。槽輪機(jī)構(gòu)一般應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高、要求間歇地轉(zhuǎn)過一定角度的分度裝置中，如轉(zhuǎn)塔車床上的刀具轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、電影放映機(jī)中用以間歇移動膠片等。
[0004]現(xiàn)有槽輪槽數(shù)至少為3,運(yùn)動系數(shù)也符合公式:k = td/t = 1/2 一 1/z由于k>0,故槽數(shù)z ≥ 3 ;又因k〈0.5，故單銷槽輪機(jī)構(gòu)的槽輪的運(yùn)動時間總是小于其靜止時間。如果槽輪槽數(shù)能小于3并突破原來動停比的限制，槽輪將有更廣闊的運(yùn)用空間，如實(shí)現(xiàn)不同的動停比來適應(yīng)不同的工作要求(k可以等于甚至大于0.5)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供了一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，通過槽輪和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的配合來設(shè)計(jì)出一種單槽槽輪，該單槽槽輪機(jī)構(gòu)拓展和深化了傳統(tǒng)槽輪及其它間歇機(jī)構(gòu)的研究，并且在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理的課堂教學(xué)方面也是一種很好的教學(xué)用具，它對推動槽輪機(jī)構(gòu)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，具有非常廣闊的前瞻性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括槽輪、連桿機(jī)構(gòu)、銷軸、機(jī)構(gòu)架。
[0007]具體而言，槽輪包括槽輪中心銷孔、槽輪弧形缺口、槽輪凹槽；連桿機(jī)構(gòu)包括主動桿、從動桿、止推桿；銷軸包括銷軸a、銷軸b、銷軸c ;機(jī)構(gòu)架包括機(jī)構(gòu)架銷孔a、機(jī)構(gòu)架銷孔b、機(jī)構(gòu)架凹槽；主動桿兩端分別設(shè)有主動桿銷孔a、主動桿銷孔b ;從動桿兩端分別設(shè)有從動桿銷孔、圓柱銷；止推桿一端設(shè)有止推桿銷孔，另一端為弧形且與槽輪弧形缺口匹配；槽輪中心銷孔、機(jī)構(gòu)架銷孔b通過銷軸b將槽輪連接在機(jī)構(gòu)架上；主動桿銷孔a、機(jī)構(gòu)架銷孔a、止推桿銷孔通過銷軸a將主動桿、止推桿連接在機(jī)構(gòu)架上；主動桿銷孔b、從動桿銷孔通過銷軸c將主動桿、從動桿連接在一起；從動桿上的圓柱銷與槽輪凹槽、機(jī)構(gòu)架凹槽相匹配。
[0008]該單槽槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，止推桿的弧形端與槽輪的槽輪弧形缺口不接觸，此時整個機(jī)構(gòu)為工作狀態(tài)；主動桿由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動以銷軸a為中心作圓周運(yùn)動，從動桿通過銷軸c由主動桿帶動；從動桿的圓柱銷在槽輪凹槽內(nèi)驅(qū)動槽輪以銷軸b為中心作圓周運(yùn)動；當(dāng)槽輪運(yùn)動至槽輪凹槽與機(jī)構(gòu)架凹槽連接時，從動桿的圓柱銷進(jìn)入機(jī)構(gòu)架凹槽，此時圓柱銷在機(jī)構(gòu)架凹槽內(nèi)作直線運(yùn)動；主動桿繼續(xù)帶動從動桿運(yùn)動,此時圓柱銷沿機(jī)構(gòu)架凹槽返回槽輪凹槽內(nèi)；然后帶動槽輪繼續(xù)作圓周運(yùn)動，至此完成槽輪的一次間歇圓周運(yùn)動。
[0009]當(dāng)止推桿的弧形端與槽輪的槽輪弧形缺口接觸時，槽輪不能運(yùn)動，此時整個機(jī)構(gòu)為鎖定狀態(tài)。
[0010]所述機(jī)構(gòu)架凹槽的長度大于等于主動桿+從動桿-(機(jī)構(gòu)架銷孔a-機(jī)構(gòu)架銷孔
b)-槽輪半徑。
[0011]止推桿可以為自由活動構(gòu)件或隨主動桿以銷軸a為中心作圓周運(yùn)動。
[0012]所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以為手動或者電機(jī)驅(qū)動。
[0013]所述機(jī)構(gòu)架凹槽可以為斜槽，此時機(jī)構(gòu)只具有單向運(yùn)動特性。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0015]1、該教學(xué)用具的平均傳動比為1:1，能同時實(shí)現(xiàn)槽輪的間歇傳動。
[0016]2、以往的也可以通過機(jī)構(gòu)組合實(shí)現(xiàn)此功能，但相比之下本機(jī)構(gòu)更簡單可靠；單槽槽輪通過修改槽型、改變圓柱銷的運(yùn)動形式的方法是可以實(shí)現(xiàn)的，這突破了原有機(jī)構(gòu)的限制，使其更為簡單化。
[0017]3、該單槽槽輪的樣機(jī)，可以作為機(jī)械原理課程中有關(guān)槽輪的演示教具，也可以對單槽槽輪作進(jìn)一步研究，進(jìn)而在工作運(yùn)用中推廣，具有操作方便、便于演示等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為單槽槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為槽輪的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3為主動桿的俯視圖。
[0021]圖4為主動桿的剖視圖。
[0022]圖5為從動桿的剖視圖。
[0023]圖6為止推桿的剖視圖。
[0024]圖7為止推桿的俯視圖。
[0025]圖8為機(jī)構(gòu)架的俯視圖。
[0026]圖9.1為運(yùn)動位置I示意圖。
[0027]圖9.2為運(yùn)動位置II示意圖。
[0028]圖9.3為運(yùn)動位置III示意圖。
[0029]圖9.4為運(yùn)動位置IV示意圖。
[0030]圖9.5為運(yùn)動位置V示意圖。
[0031]圖9.6為止推桿示意圖。[0032]圖中:1、槽輪，2、主動桿，3、從動桿，4、止推桿；5、銷軸包括銷軸a，6、銷軸b，7、銷軸c ;8、機(jī)構(gòu)架，1.1、槽輪中心銷孔，1.2、槽輪弧形缺口，1.3、槽輪凹槽，2.1、主動桿銷孔a，2.2、主動桿銷孔b，3.1、從動桿銷孔，3.2、圓柱銷，4.1、止推桿銷孔，8.1、機(jī)構(gòu)架銷孔a，8.2、機(jī)構(gòu)架銷孔b，8.3、機(jī)構(gòu)架凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0034]如圖1-8所示，一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括槽輪1、連桿機(jī)構(gòu)、銷軸、機(jī)構(gòu)架8。
[0035]具體而言，槽輪I包括槽輪中心銷孔1.1、槽輪弧形缺口 1.2、槽輪凹槽1.3 ;連桿機(jī)構(gòu)包括主動桿2、從動桿3、止推桿4 ;銷軸包括銷軸a5、銷軸b6、銷軸c7 ;機(jī)構(gòu)架8包括機(jī)構(gòu)架銷孔a8.1、機(jī)構(gòu)架銷孔b8.2、機(jī)構(gòu)架凹槽8.3 ;主動桿2兩端分別設(shè)有主動桿銷孔a2.1、主動桿銷孔b2.2 ;從動桿3兩端分別設(shè)有從動桿銷孔3.1、圓柱銷3.2 ;止推桿4 一端設(shè)有止推桿銷孔4.1，另一端為弧形且與槽輪弧形缺口 1.2匹配；槽輪中心銷孔1.1、機(jī)構(gòu)架銷孔b8.2通過銷軸b6將槽輪I連接在機(jī)構(gòu)架8上；主動桿銷孔a2.1、機(jī)構(gòu)架銷孔a8.1、止推桿銷孔4.1通過銷軸a5將主動桿2、止推桿4連接在機(jī)構(gòu)架8上；主動桿銷孔b2.2、從動桿銷孔3.1通過銷軸c7將主動桿2、從動桿3連接在一起；從動桿3上的圓柱銷3.2與槽輪凹槽1.3、機(jī)構(gòu)架凹槽8.3相匹配。
[0036]該單槽槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，止推桿4的弧形端與槽輪I的槽輪弧形缺口 1.2不接觸，此時整個機(jī)構(gòu)為工作狀態(tài)；主動桿2由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動以銷軸a5為中心作圓周運(yùn)動，從動桿3通過銷軸c7由主動桿2帶動；從動桿3的圓柱銷3.2在槽輪凹槽1.3內(nèi)驅(qū)動槽輪I以銷軸b6為中心作圓周運(yùn)動；當(dāng)槽輪I運(yùn)動至槽輪凹槽1.3與機(jī)構(gòu)架凹槽8.3連接時，從動桿3的圓柱銷3.2進(jìn)入機(jī)構(gòu)架凹槽8.3，此時圓柱銷3.2在機(jī)構(gòu)架凹槽8.3內(nèi)作直線運(yùn)動；主動桿2繼續(xù)帶動從動桿3運(yùn)動，此時圓柱銷3.2沿機(jī)構(gòu)架凹槽8.3返回槽輪凹槽1.3內(nèi)；然后帶動槽輪I繼續(xù)作圓周運(yùn)動，至此完成槽輪I的一次間歇圓周運(yùn)動。
[0037]當(dāng)止推桿4的弧形端與槽輪I的槽輪弧形缺口 1.2接觸時，槽輪I不能運(yùn)動，此時整個機(jī)構(gòu)為鎖定狀態(tài)。
[0038]所述機(jī)構(gòu)架凹槽8.3的長度大于等于主動桿+從動桿-(機(jī)構(gòu)架銷孔a8.1-機(jī)構(gòu)架銷孔b8.2)-槽輪半徑。
[0039]布置在機(jī)架8上的銷軸a5、銷軸b6與機(jī)構(gòu)架凹槽8.3的中心線成一條直線；同時本裝置具有雙向運(yùn)動特性。
[0040]止推桿4可以為自由活動構(gòu)件或隨主動桿2以銷軸a5為中心作圓周運(yùn)動。
[0041 ] 所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以為手動或者電機(jī)驅(qū)動。
[0042]如圖9.1-9.5所示，分別為本發(fā)明運(yùn)動位置1、運(yùn)動位置I1、運(yùn)動位置II1、運(yùn)動位置IV、運(yùn)動位置V示意圖，主動桿2逆時針轉(zhuǎn)動，帶動從動桿3上的圓柱銷3.2在槽輪凹槽
1.3沿機(jī)構(gòu)架凹槽8.3運(yùn)動，從而完成整個機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動過程。
[0043]如圖9.6所示為止推桿示意圖，止推桿4止推住槽輪I時，整個機(jī)構(gòu)被鎖住。
[0044]所述機(jī)構(gòu)架凹槽可以為斜槽，此時機(jī)構(gòu)只具有單向運(yùn)動特性。
【權(quán)利要求】
1.一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:該機(jī)構(gòu)包括槽輪(I)、連桿機(jī)構(gòu)、銷軸、機(jī)構(gòu)架(8); 具體而言，槽輪(I)包括槽輪中心銷孔(1.1)、槽輪弧形缺口(1.2)、槽輪凹槽(1.3)；連桿機(jī)構(gòu)包括主動桿(2 )、從動桿(3 )、止推桿(4 );銷軸包括銷軸a (5 )、銷軸b (6 )、銷軸c(7);機(jī)構(gòu)架(8)包括機(jī)構(gòu)架銷孔a (8.1)、機(jī)構(gòu)架銷孔b (8.2)、機(jī)構(gòu)架凹槽(8.3);主動桿(2)兩端分別設(shè)有主動桿銷孔a (2.1)、主動桿銷孔b (2.2);從動桿(3)兩端分別設(shè)有從動桿銷孔(3.1)、圓柱銷(3.2);止推桿(4) 一端設(shè)有止推桿銷孔(4.1)，另一端為弧形且與槽輪弧形缺口(1.2)匹配；槽輪中心銷孔(1.1)、機(jī)構(gòu)架銷孔b (8.2)通過銷軸b (6)將槽輪(I)連接在機(jī)構(gòu)架(8)上；主動桿銷孔a (2.1)、機(jī)構(gòu)架銷孔a (8.1)、止推桿銷孔(4.1)通過銷軸a (5)將主動桿(2)、止推桿(4)連接在機(jī)構(gòu)架(8)上；主動桿銷孔b (2.2)、從動桿銷孔(3.1)通過銷軸c (7 )將主動桿(2 )、從動桿(3 )連接在一起；從動桿(3 )上的圓柱銷(3.2)與槽輪凹槽(1.3)、機(jī)構(gòu)架凹槽(8.3)相匹配； 該單槽槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，止推桿(4)的弧形端與槽輪(I)的槽輪弧形缺口(1.2)不接觸，此時整個機(jī)構(gòu)為工作狀態(tài)；主動桿(2)由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動以銷軸a (5)為中心作圓周運(yùn)動，從動桿(3)通過銷軸c (7)由主動桿(2)帶動；從動桿(3)的圓柱銷(3.2)在槽輪凹槽(1.3)內(nèi)驅(qū)動槽輪(I)以銷軸b (6)為中心作圓周運(yùn)動；當(dāng)槽輪(I)運(yùn)動至槽輪凹槽(1.3)與機(jī)構(gòu)架凹槽(8.3)連接時，從動桿(3)的圓柱銷(3.2)進(jìn)入機(jī)構(gòu)架凹槽(8.3)，此時圓柱銷(3.2)在機(jī)構(gòu)架凹槽(8.3)內(nèi)作直線運(yùn)動；主動桿(2)繼續(xù)帶動從動桿(3)運(yùn)動,此時圓柱銷(3.2)沿機(jī)構(gòu)架凹槽(8.3)返回槽輪凹槽(1.3)內(nèi)；然后帶動槽輪(I)繼續(xù)作圓周運(yùn)動，至此完成槽輪(I)的一次間歇圓周運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:當(dāng)止推桿(4)的弧形端與槽輪(I)的槽輪弧形缺口( 1.2)接觸時，槽輪(I)不能運(yùn)動，此時整個機(jī)構(gòu)為鎖定狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)構(gòu)架凹槽(8.3)的長度大于等于主動桿+從動桿-機(jī)構(gòu)架銷孔a(8.1)+機(jī)構(gòu)架銷孔b(8.2)-槽輪半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:布置在機(jī)架(8)上的銷軸a (5)、銷軸6 (6)與機(jī)構(gòu)架凹槽(8.3)的中心線成一條直線；同時本裝置具有雙向運(yùn)動特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:止推桿(4)可以為自由活動構(gòu)件或隨主動桿(2)以銷軸a (5)為中心作圓周運(yùn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以為手動或者電機(jī)驅(qū)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)演示的單槽槽輪機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)構(gòu)架凹槽可以為斜槽，此時機(jī)構(gòu)只具有單向運(yùn)動特性。
【文檔編號】F16H27/06GK103742616SQ201410019122
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】余躍慶, 江雨濃, 霍達(dá), 張慶東 申請人:北京工業(yè)大學(xué)