一种机械传动演示教具的制作方法

本发明属于机械设计专业演示教具领域，尤其涉及一种机械传动演示教具。

背景技术：

在学习机械设计基础课程时，学生认为齿轮传动、带传动和链传动的特征较为抽象，难以深刻理解，对于各种传动的特点和优缺点难以清楚的区分，特别是对传动的平稳性、弹性滑动、多边形效应的描述缺乏相应形象直观的东西来表达，只能抽象的加以理解，导致知识掌握的不牢固，更不懂得对它们如何加以区别应用，因而在实践应用中不能正确把握。为进一步加深学生对带传动、链传动和齿轮传动三种基本机械传动的理解和认识，授课教师都会采用演示教具这一较为直观的方法。但传统的机械传动演示教具都较为简陋，功能较为单一。有的只便于学生了解单一传动的机械工作原理、基本结构和基本功能，无法横向对比三种基本机械传动的参数特征，只局限于肉眼观察，导致学生对抽象的理论知识理解困难。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供一种机械传动演示教具，可横向对比多种基本机械传动特征，并可通过图形曲线将多种基本机械传动的参数特征同时表现出来和进行横向对比，有利于提高学生对抽象的理论知识的理解。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

一种机械传动演示教具，包括展示台，所述展示台上设置有控制显示器、电机、多个传动演示机构；所述电机的主轴与多个所述传动演示机构的输入端同步传动连接，每个所述传动演示机构的输出端的转轴上分别连接有一个编码器，每个所述编码器的信号输出端与所述控制显示器的一个信号输入端电连接。

根据本发明的机械传动演示教具，展示台上的控制显示器可控制电机带动多个传动演示机构运动，多个传动演示机构的输出端的主轴上分别连接的多个编码器可分别采集到每个传动演示机构的传动规律和特点的信号，并将信号发动到控制显示器中，控制显示器上设置有一个或多个显示器，显示器将每个编码器采集到的信号分别通过曲线表示出来，使人们能直观地了解到各个传动演技机构的传动规律和特点并进对其行横向对比。其中，展示台的底部设置有多个支撑腿，每个支撑腿可以折叠在展示台的下侧面。

作为优选的，所述电机的主轴与多个所述传动演示机构的输入端之间还设置有同步传动机构，所述同步传动机构包括：第一输入齿轮、与所述第一输入齿轮啮合的第一输出齿轮，所述第一输出齿轮设置在第一输出轴上，所述第一输出轴上设置有第二输出齿轮、第三输出齿轮和第四输出齿轮，所述第二输出齿轮、第三输出齿轮和第四输出齿轮分别与一个所述传动演示机构的输入端传动连接；所述电机的主轴上设置有主动齿轮，所述主动齿轮与所述第一输入齿轮啮合。

根据本发明的机械传动演示教具，电机主轴上的主动齿轮与同步传动机构中的第一输入齿轮啮合，第一输入齿轮还与第一输出轴上的第一输出齿轮啮合，第一输出轴上设置的第二输出齿轮、第三输出齿轮和第四输出齿轮分别与一个传动演示机构的输入端传动连接，当第一输出齿轮转动时，第二输出齿轮、第三输出齿轮和第四输出齿轮将同时带动各个传动演示机构运动。

作为优选的，所述编码器为光电式旋转编码器，所述编码器包括第一编码器、第二编码器、第三编码器和第四编码器，所述第一编码器与所述第一输出轴连接。

根据本发明的机械传动演示教具，光电式旋转编码器通过柔性联轴器与所要检测的传动演示机构的输出轴连接，其采集到的运动信号经显示控制器中的控制处理系对其进行处理和转换，并最终在显示屏上以曲线图的形式将各个传动演示机构的实时状态显示出来，第一编码器可将采集到的第一输出轴的运动信号发送到控制显示器，最终在显示屏上以曲线图的形式显示出来，作为其他传动演示机构的运动规律和特点的曲线图的基本参考。

作为优选的，所述传动演示机构至少包括链传动机构、齿轮传动机构和带轮传动机构。

根据本发明的机械传动演示教具，链传动机构、齿轮传动机构和带轮传动机构作为机械传动的三大基本传动机构，也是教学中必不可少的基础知识，在传动演示机构中必不可少。

作为优选的，所述链传动机构包括主动链轮、被动链轮和传动链，所述主动链轮的轮轴上设置有第二输入齿轮，所述第二输入齿轮与所述第二输出齿轮啮合，所述被动链轮的轮轴与所述第二编码器连接。

根据本发明的机械传动演示教具，链传动机构中的主动链轮与第二输入齿轮同轴，第二输入齿轮与第二输出齿轮啮合，第二输出齿轮通过第二输入齿轮带动主动链轮转动，主动链轮通过传动链带动被动链轮转动，被动链轮的轮轴上连接的第二编码器将采集到的链传动机构的运动信号发送到控制显示器中，控制显示器将链传动机构的传动规律和特点通过曲线图在其显示屏上实时展示出来。

作为优选的，所述齿轮传动机构包括主动齿轮和被动齿轮，所述主动齿轮的轮轴上设置有第三输入齿轮，所述第三输入齿轮与所述第三输出齿轮啮合，所述被动齿轮的轮轴与所述第三编码器连接。

根据本发明的机械传动演示教具，齿轮传动机构中的主动齿轮与第三输入齿轮同轴，第三输入齿轮与第三输出齿轮啮合，第三输出齿轮通过第三输入齿轮带动主动齿轮转动，主动齿轮带动与其啮合的被动齿轮转动，被动齿轮的轮轴上连接的第三编码器将采集到的齿轮传动机构的运动信号发送到控制显示器中，控制显示器将齿轮传动机构的传动规律和特点通过曲线图在显示屏上实时展示出来。

作为优选的，所述带传动机构包括主动带轮、被动带轮和传动带，所述主动带轮的轮轴上设置有第四输入齿轮，所述第四输入齿轮与所述第四输出齿轮啮合，所述被动带轮的轮轴与所述第四编码器连接。

根据本发明的机械传动演示教具，带传动机构中的主动带轮与第四输入齿轮同轴，第四输入齿轮与第四输出齿轮啮合，第四输出齿轮通过第四输入齿轮带动主动带轮转动，主动带轮通过传动带带动被动带轮转动，被动带轮的轮轴上连接的第四编码器将采集到的带轮传动机构的运动信号发送到控制显示器中，控制显示器将带轮传动机构的传动规律和特点通过曲线图再显示屏上实时展示出来。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的机械传动演示教具的一种实施例的整体结构示意图；

图2是图1中的同步传动机构的结构示意图；

图3是图1中的链传动机构的结构示意图；

图4是图1中的齿轮传动机构的结构示意图；

图5是图1中的带传动机构的结构示意图。

在图1至图5中：1展示台；2控制显示器；201显示屏；3电机；4第一输入齿轮；5第一输出齿轮；6第一输出轴；7第二输出齿轮；8第三输出齿轮；9第四输出齿轮；10驱动齿轮；11第一编码器；12第二编码器；13第三编码器；14第四编码器；15主动链轮；16被动链轮；17传动链；18第二输入齿轮；19主动齿轮；20被动齿轮；21第三输入齿轮；22主动带轮；23被动带轮；24传动带；25第四输入齿轮。

具体实施方式

如图1和图5所示，本发明的实施例提出一种机械传动演示教具，包括展示台1，所述展示台1上设置有控制显示器2、电机3、多个传动演示机构；所述电机3的主轴与多个所述传动演示机构的输入端同步传动连接，每个所述传动演示机构的输出端的转轴上分别连接有一个编码器，每个所述编码器的信号输出端与所述控制显示器2的一个信号输入端电连接。

在以上实施例中，展示台1上的控制显示器2可控制电机3带动多个传动演示机构运动，多个传动演示机构的输出端的主轴上分别连接的多个编码器可分别采集到每个传动演示机构的传动规律和特点的信号，并将信号发动到控制显示器2中，控制显示器2上设置有一个或多个显示屏201，显示屏201将每个编码器采集到的信号分别通过曲线表示出来，使人们能直观地了解到各个传动演技机构的传动规律和特点并进对其行横向对比。其中，展示台1的底部设置有多个支撑腿，每个支撑腿可以折叠在展示台1的下侧面。

如图2所示，根据发明的一个实施例，所述电机3的主轴与多个所述传动演示机构的输入端之间还设置有同步传动机构，所述同步传动机构包括：第一输入齿轮4、与所述第一输入齿轮4啮合的第一输出齿轮5，所述第一输出齿轮5设置在第一输出轴6上，所述第一输出轴6上设置有第二输出齿轮7、第三输出齿轮8和第四输出齿轮9，所述第二输出齿轮7、第三输出齿轮8和第四输出齿轮9分别与一个所述传动演示机构的输入端传动连接；所述电机3的主轴上设置有驱动齿轮10，所述驱动齿轮10与所述第一输入齿轮4啮合。

在以上实施例中，电机3主轴上的驱动齿轮10与同步传动机构中的第一输入齿轮4啮合，第一输入齿轮4还与第一输出轴6上的第一输出齿轮5啮合，第一输出轴6上设置的第二输出齿轮7、第三输出齿轮8和第四输出齿轮9分别与一个传动演示机构的输入端传动连接，当第一输出齿轮5转动时，第二输出齿轮7、第三输出齿轮8和第四输出齿轮9将同时带动各个传动演示机构运动。其中，第一输出轴6上的第二输出齿轮7、第三输出齿轮8和第四输出齿轮9的齿数和模数相同。

根据本发明的一个实施例，所述编码器为光电式旋转编码器，所述编码器包括第一编码器11、第二编码器12、第三编码器13和第四编码器14，所述第一编码器11与所述第一输出轴6连接。

在以上实施例中，光电式旋转编码器通过柔性联轴器与所要检测的传动演示机构的输出轴连接，其采集到的运动信号经显示控制器中的控制处理系对其进行处理和转换，并最终在显示屏201上以曲线图的形式将各个传动演示机构的实时状态显示出来，第一编码器11可将采集到的第一输出轴6的运动信号发送到控制显示器2，最终在显示屏201上以曲线图的形式显示出来，作为其他传动演示机构的运动规律和特点的曲线图的基本参考。

根据本发明的一个实施例，所述传动演示机构至少包括链传动机构、齿轮传动机构和带轮传动机构。

在以上实施例中，链传动机构、齿轮传动机构和带轮传动机构作为机械传动的三大基本传动机构，也是教学中必不可少的基础知识，在传动演示机构中必不可少。为了便于对比，链传动机构、齿轮传动机构和带轮传动机构的传动比相同。

如图3所示，根据本发明的一个实施例，所述链传动机构包括主动链轮15、被动链轮16和传动链17，所述主动链轮15的轮轴上设置有第二输入齿轮18，所述第二输入齿轮18与所述第二输出齿轮7啮合，所述被动链轮16的轮轴与所述第二编码器12连接。

在以上实施例中，链传动机构中的主动链轮15与第二输入齿轮18同轴，第二输入齿轮18与第二输出齿轮7啮合，第二输出齿轮7通过第二输入齿轮18带动主动链轮15转动，主动链轮15通过传动链17带动被动链轮16转动，被动链轮16的轮轴上连接的第二编码器12将采集到的链传动机构的运动信号发送到控制显示器2中，控制显示器2将链传动机构的传动规律和特点通过曲线图在其显示屏201上实时展示出来。

如图4所示，根据本发明的一个实施例，所述齿轮传动机构包括主动齿轮19和被动齿轮20，所述主动齿轮19的轮轴上设置有第三输入齿轮21，所述第三输入齿轮21与所述第三输出齿轮8啮合，所述被动齿轮20的轮轴与所述第三编码器13连接。

在以上实施例中，齿轮传动机构中的主动齿轮19与第三输入齿轮21同轴，第三输入齿轮21与第三输出齿轮8啮合，第三输出齿轮8通过第三输入齿轮21带动主动齿轮19转动，主动齿轮19带动与其啮合的被动齿轮20转动，被动齿轮20的轮轴上连接的第三编码器13将采集到的齿轮传动机构的运动信号发送到控制显示器2中，控制显示器2将齿轮传动机构的传动规律和特点通过曲线图在显示屏201上实时展示出来。

如图5所示，根据本发明的一个实施例，所述带传动机构包括主动带轮22、被动带轮23和传动带24，所述主动带轮22的轮轴上设置有第四输入齿轮25，所述第四输入齿轮25与所述第四输出齿轮9啮合，所述被动带轮23的轮轴与所述第四编码器14连接。

在以上实施例中，带传动机构中的主动带轮22与第四输入齿轮25同轴，第四输入齿轮25与第四输出齿轮9啮合，第四输出齿轮9通过第四输入齿轮25带动主动带轮22转动，主动带轮22通过传动带24带动被动带轮23转动，被动带轮23的轮轴上连接的第四编码器14将采集到的带轮传动机构的运动信号发送到控制显示器2中，控制显示器2将带轮传动机构的传动规律和特点通过曲线图再显示屏201上实时展示出来。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。