平面连杆机构速度矢量图直观教具的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种连杆机构速度矢量图直观教具，包括机架、动力机构、四杆机构、连杆机构、b2b3杆、BD杆、pb3杆，组成2个4连杆机构，解决日常教学平面机构速度分析内容时不直观、理解困难的问题。
【专利说明】
平面连杆机构速度矢量图直观教具
技术领域
[0001 ]本发明属于教具领域，尤其涉及一种平面连杆机构速度矢量图直观教具。
【背景技术】
[0002]机械原理课程的平面机构速度分析是机构运动分析的重要知识点，速度矢量方程图解法是一个重要的教学内容。教材中关于“利用两构件重合点间的运动矢量方程作机构的速度及加速度的图解分析”的知识点中，通过举例分析了平面连杆机构某个时刻的运动矢量方程，向我们展示了某一时刻各构件间的速度关系。
[0003]在平时的学习中，同学们往往对机构各个时刻的速度矢量方程的变化情况比较困惑，而课本中也只能为同学们展示某个时刻的速度矢量关系，作出多个时刻的速度矢量图又比较繁琐。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种连杆机构速度矢量图直观教具，解决日常教学平面机构速度分析内容时不直观、理解困难的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种连杆机构速度矢量图直观教具，包括机架、动力机构、四杆机构、连杆机构、b2b3杆、BD杆、pb3杆，
所述机架包括左边架、中架、右边架、连轴，左边架、中架、右边架等间隔固定连接成一体，连轴安装在机架后端上部，
所述动力机构，包括二个主动轮、二个与主动轮配合的从动轮，二个主动轮同轴安装在左、右边架前端中部，二个从动轮分别轴连接在左、右边架前端上部，
所述四杆机构安装在左边架上，包括AB杆、BC杆、⑶杆、pb2杆，AB杆中部与左边架动力机构从动轮轴连接，pb2杆中部与左边架动力机构从动轮轴连接，AB杆与pb2杆成直角设置，CD杆中部通过轴套安装在左边架后端的连轴上，一端设置第一直线位移轴承，另一端设置有配重块，BC杆一端与AB杆一端铰接，AB杆另一端设置有配重块，BC杆套装在⑶杆的第一直线位移轴承上，
所述连杆机构安装在右边架上，包括AB2杆、BC2杆、CD2杆、AB2杆中部与右边架动力机构的从动轮轴连接，CD2杆的中部通过轴套安装在右边架后端的连轴上，一端设置有第二直线位移轴承，另一端设置有配重块，BC2杆一端与AB2杆一端铰接，AB2杆另一端设置有配重块，BC2杆套装在⑶2杆的第二直线位移轴承上，
所述K)杆为B杆和D杆组成的U型双管结构，BD杆开口端前部通过轴套安装在连轴上，开口端顶部与平衡块连接，AB2杆与BC2杆铰接点上垂直设置一个连接杆，连接杆顶部设置有连接杆直线位移轴承，连接杆直线位移轴承与D杆连接，
所述pb3杆为P杆和b3杆组成的U型双管结构，轴连接在中架前端上部，闭口端向上，b3杆上活动连接b3杆直线位移轴承，B杆与P杆通过正十字滑块连接，
所述b2b3杆一端、BC杆一端分别通过轴与b3C杆的两端连接，b3C杆位于b2b3杆与BC杆之间，pb2杆一端与b2b3杆铰接，pb2杆另一端设置有配重块，b2b3杆上设置有b2b3直线位移轴承，b2b3直线位移轴承与b3杆直线位移轴承铰接，
所述AB杆长度等于AB2杆，BC杆长度等于BC2杆长度，⑶杆长度等于⑶2杆，
AB杆长度120 mm，Q)杆长度240Xcosl0°mm，从动轮轴与连轴的距离为390 mm。
[0006]本发明教具可以直观展示平面机构的速度多边形，旨在机构运动的同时实时直观展示机构速度图，使得学生们在观察四杆机构在运动时可以同时观察到机构速度矢量多边形随着机构运动的变化情况，让同学们更直观形象地理解掌握相关部分的知识内含，本发明教具通过对杆件与滑块、杆件与杆件间的平行垂直关系的设定，将变化的速度矢量多边形用机构表达的方式直观地显现出来。
【附图说明】
[0007]图1为本发明的俯视图。
[0008]图2为本发明的正视图。
【具体实施方式】
[0009]如图1、2所示，一种连杆机构速度矢量图直观教具，包括机架、动力机构、四杆机构、连杆机构、b2b3杆、BD杆、pb3杆，
机架包括左边架11、中架12、右边架13、连轴14，左边架11、中架12、右边架13等间隔固定连接成一体，连轴14安装在机架后端上部，
动力机构，包括二个主动轮21、二个与主动轮配合的从动轮22，二个主动轮21同轴安装在左、右边架前端中部，二个从动轮22分别轴连接在左、右边架前端上部，
四杆机构安装在左边架上，包括AB杆31、BC杆34、⑶杆33、pb2杆32，AB杆31中部与左边架动力机构从动轮轴连接，pb2杆32中部与左边架动力机构从动轮轴连接，AB杆31与pb2杆32成直角设置，⑶杆33中部通过轴套安装在左边架后端的连轴14上，一端设置第一直线位移轴承331，另一端设置有配重块，BC杆34—端与AB杆31—端铰接，AB杆另一端设置有配重块，BC杆34套装在⑶杆33的第一直线位移轴承331上，
连杆机构安装在右边架上，包括AB2杆41、BC2杆42、⑶2杆43、AB2杆41中部与右边架动力机构的从动轮轴连接，CD2杆43的中部通过轴套安装在右边架后端的连轴14上，一端设置有第二直线位移轴承431，另一端设置有配重块，BC2杆42—端与AB2杆一端铰接，AB2杆另一端设置有配重块，BC2杆42套装在⑶2杆的第二直线位移轴承431上，
K)杆为B杆51和D杆52组成的U型双管结构，BD杆开口端前部通过轴套安装在连轴上，开口端顶部与平衡块53连接，AB2杆41与BC2杆42铰接点上垂直设置一个连接杆54，连接杆54顶部设置有连接杆直线位移轴承55，连接杆直线位移轴承55与D杆52连接，
pb3杆为P杆61和b3杆62组成的U型双管结构，轴连接在中架前端上部，闭口端向上，b3杆62上活动连接b3杆直线位移轴承64，B杆51与P杆61通过正十字滑块63连接，
b2b3杆7—端、BC杆一端分别通过轴与b3C杆71的两端连接，b3C杆位于b2b3杆与BC杆之间，pb2杆32—端与b2b3杆铰接，pb2杆另一端设置有配重块，b2b3杆7上设置有b2b3直线位移轴承72，b2b3直线位移轴承72与b3杆直线位移轴承64铰接，
所述AB杆长度等于AB2杆，BC杆长度等于BC2杆长度，⑶杆长度等于⑶2杆，AB杆长度120 mm，Q)杆长度240Xcosl0°mm，从动轮轴与连轴的距离为390 mm。
[0010]机构运动分析中，关于速度矢量方程图解的速度矢量合成定理是机械原理和理论力学中的一个重要知识点，其中速度方向的判定是一个难点，利用速度矢量合成定理进行图解分析，进而求出杆件的速度。
[0011]矢量方程图解法又称相对运动图解法，其所依据的基本原理是理论力学中的运动合成原理。在对机构进行速度和加速度分析时，首先要根据运动合成原理列出机构运动的矢量方程，然后再按方程作图求解。
[0012]由于在速度矢量合成定理的知识点中，课本上只能帮助同学理解某个时刻的矢量多边性，速度矢量多边形的变化情况比较繁琐，而本发明装置可以直观反映速度矢量的变化，可以帮助学生更好的学习、理解并掌握速度矢量合成定理。
[0013]使用时，只需要转动主动轮，本发明教具即可直观的表现出速度矢量图Apb2b3，让学生可以更好的理解所学内容。
【主权项】
1.一种连杆机构速度矢量图直观教具，其特征在于:包括机架、动力机构、四杆机构、连杆机构、b2b3杆、BD杆、pb3杆， 所述机架包括左边架、中架、右边架、连轴，左边架、中架、右边架等间隔固定连接成一体，连轴安装在机架后端上部， 所述动力机构，包括二个主动轮、二个与主动轮配合的从动轮，二个主动轮同轴安装在左、右边架前端中部，二个从动轮分别轴连接在左、右边架前端上部， 所述四杆机构安装在左边架上，包括AB杆、BC杆、⑶杆、pb2杆，AB杆中部与左边架动力机构从动轮轴连接，pb2杆中部与左边架动力机构从动轮轴连接，AB杆与pb2杆成直角设置，CD杆中部通过轴套安装在左边架后端的连轴上，一端设置第一直线位移轴承，另一端设置有配重块，BC杆一端与AB杆一端铰接，AB杆另一端设置有配重块，BC杆套装在⑶杆的第一直线位移轴承上， 所述连杆机构安装在右边架上，包括AB2杆、BC2杆、CD2杆、AB2杆中部与右边架动力机构的从动轮轴连接，CD2杆的中部通过轴套安装在右边架后端的连轴上，一端设置有第二直线位移轴承，另一端设置有配重块，BC2杆一端与AB2杆一端铰接，AB2杆另一端设置有配重块，BC2杆套装在⑶2杆的第二直线位移轴承上， 所述BD杆为B杆和D杆组成的U型双管结构，BD杆开口端前部通过轴套安装在连轴上，开口端顶部与平衡块连接，AB2杆与BC2杆铰接点上垂直设置一个连接杆，连接杆顶部设置有连接杆直线位移轴承，连接杆直线位移轴承与D杆连接， 所述pb3杆为P杆和b3杆组成的U型双管结构，轴连接在中架前端上部，闭口端向上，b3杆上活动连接b3杆直线位移轴承，B杆与P杆通过正十字滑块连接， 所述b2b3杆一端、BC杆一端分别通过轴与b3(^f的两端连接，b3(^f位于b2b3杆与BC杆之间，pb2杆一端与b2b3杆铰接，pb2杆另一端设置有配重块，b2b3杆上设置有b2b3直线位移轴承，b2b3直线位移轴承与b3杆直线位移轴承铰接， 所述AB杆长度等于AB2杆，BC杆长度等于BC2杆长度，⑶杆长度等于⑶2杆， 所述AB杆长度120 mm，Q)杆长度240 Xcosl0°mm，从动轮轴与连轴的距离为390 mm。
【文档编号】G09B25/02GK105976692SQ201610483375
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】贺俊林, 武志明, 贺慧汀, 刘华龙, 王奇, 委凯琪
【申请人】山西农业大学