手搖式多種齒形繪圖的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種手搖式多種齒形繪圖機(jī)。包括有一根具有兩個蝸桿的蝸桿軸，分路同步傳動兩個等大的蝸輪；兩個蝸輪分別連接兩個轉(zhuǎn)軸，其中第一轉(zhuǎn)軸連接四連桿機(jī)構(gòu)做往復(fù)運動，第二轉(zhuǎn)軸上安裝有一個空間凸輪；所述的空間凸輪為螺旋凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽內(nèi)卡有凸輪從動銷，凸輪從動銷可沿凹槽運動；所述的凸輪從動銷連接齒條刀具和齒條，齒條通過齒輪連接并驅(qū)動畫齒圓盤運動；所述的四連桿機(jī)構(gòu)連接并驅(qū)動載筆裝置，載筆裝置包括有沿齒頭，沿齒頭與齒條刀具的齒形配合接觸，載筆裝置移動時在沿齒頭位移的限制下畫出該齒形。本實用新型操作方便，能夠快速按照要求畫出齒輪齒形，增加學(xué)生對機(jī)械原理和齒輪范成法實驗的興趣和理解。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及教學(xué)實驗儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種用于機(jī)械專業(yè)教學(xué)進(jìn)行 齒輪范成法實驗的手搖式多種齒形繪圖機(jī)。 手搖式多種齒形繪圖機(jī)

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，做齒輪范成法實驗的儀器由畫齒盤、齒輪、齒條及齒條刀具構(gòu)成。實驗者需 依次間歇短距離移動齒條帶動齒輪轉(zhuǎn)動，在齒輪齒條停滯的時間內(nèi)用鉛筆沿著刀具形狀在 畫板上的紙上一遍一遍地描繪刀具的軌跡，該過程需要眼睛盯在筆尖上，若干的軌跡包絡(luò) 形成齒輪的形狀，將齒輪描繪出來。在紙上只能畫出兩種齒形（即標(biāo)準(zhǔn)齒形和變位齒形)， 而要形成根切齒形，需換根切范成儀。并且畫齒過程繁瑣漫長，難以想象范成法加工齒輪的 過程，降低了實驗者對實驗的興趣，不利于教學(xué)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述存在的不足，提供一種操作方便，能 夠快速按照要求畫出齒輪齒形，增加學(xué)生對機(jī)械原理和齒輪范成法實驗的興趣和理解的手 搖式多種齒形繪圖機(jī)。
[0004] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] 手搖式多種齒形繪圖機(jī)，其特征在于：包括有一根具有兩個蝸桿的蝸桿軸，分路同 步傳動兩個等大的蝸輪；兩個蝸輪分別連接兩個轉(zhuǎn)軸，其中第一轉(zhuǎn)軸連接四連桿機(jī)構(gòu)做往 復(fù)運動，第二轉(zhuǎn)軸上安裝有一個空間凸輪；所述的空間凸輪為螺旋凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽內(nèi)卡有凸 輪從動銷，凸輪從動銷可沿凹槽運動；所述的凸輪從動銷連接齒條刀具和齒條，齒條通過齒 輪連接并驅(qū)動畫齒圓盤運動；所述的四連桿機(jī)構(gòu)連接并驅(qū)動載筆裝置，載筆裝置包括有沿 齒頭，沿齒頭與齒條刀具的齒形配合接觸，載筆裝置移動時在沿齒頭位移的限制下畫出該 齒形；所述的四連桿機(jī)構(gòu)往復(fù)運動一個回合，對應(yīng)凸輪從動銷在空間凸輪的凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動一 圈，同時驅(qū)動畫齒圓盤轉(zhuǎn)動一個齒距。
[0006] 在上述方案中，所述的載筆裝置安裝在滑道上可左右移動，滑道安裝在軌道上可 前后移動，軌道為一對左右對稱設(shè)置。
[0007] 在上述方案中，所述的載筆裝置還包括有筆架、彈簧、畫筆、換齒螺旋軸、換軌鉤和 換軌頭，其中彈簧將載筆裝置拉向左側(cè)的軌道，使得沿齒頭與齒條刀具的齒形貼緊。
[0008] 在上述方案中，所述的齒條刀具為立體結(jié)構(gòu)，齒條刀具立體分布有多個不同類型 齒形。
[0009] 在上述方案中，所述的筆架與換齒螺旋軸均安裝在換軌頭上，換軌鉤安裝在筆架 右側(cè)，沿齒頭安裝在換齒螺旋軸左側(cè)，并可在換齒螺旋軸上升降，以此切換對應(yīng)齒條刀具上 不同齒形。
[0010] 在上述方案中，所述的軌道末端設(shè)置有換軌斜塊，右側(cè)的軌道上設(shè)置有凹形卡槽， 載筆裝置移動到極限位置時，在換軌斜塊作用下，換軌鉤卡入凹形卡槽，使得沿齒頭與齒條 刀具的齒形分離并返回。
[0011] 在上述方案中，所述的空間凸輪的螺旋凹槽轉(zhuǎn)動一周分為兩個行程，其前2/3周 為靜止行程，螺紋方向與空間凸輪軸線垂直；其后1/3周為進(jìn)給行程，螺紋方向與空間凸輪 軸線傾斜。
[0012] 本實用新型的原理在于：
[0013] 利用與齒條刀具上的齒形緊密貼合的沿齒頭帶動載筆裝置進(jìn)行單個齒形的繪畫， 同時利用蝸桿軸同步傳動畫齒圓盤進(jìn)行進(jìn)給旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)多個齒形的繪制。
[0014] 本實用新型的技術(shù)優(yōu)勢在于：
[0015] 操作簡便，實驗者只需通過一定時間內(nèi)搖動蝸桿軸，畫筆就會在畫齒圓盤上快速 描繪出根切齒形、標(biāo)準(zhǔn)齒形、變位齒形，一系列的機(jī)構(gòu)傳動加強(qiáng)了學(xué)生對機(jī)械傳動的理解， 并且在實驗中更加增加了學(xué)生對實驗的興趣，更深刻地理解范成法加工齒輪的過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本實用新型實施例的總體結(jié)構(gòu)立體圖；
[0017] 圖2是本實用新型實施例的主視圖的剖面構(gòu)造圖；
[0018] 圖3是本實用新型實施例的左視圖的剖面構(gòu)造圖；
[0019] 圖4是本實用新型實施例的俯視圖的剖面構(gòu)造圖；
[0020] 圖中1.蝸桿軸，2.第一蝸桿，3.第一轉(zhuǎn)軸，4.第一蝸輪，5.第二蝸桿，6.第二轉(zhuǎn) 軸，7.滑道，8沿齒頭，9.換軌鉤，10.換齒螺旋軸，11.彈簧，12.筆架，13.齒條刀具，14.畫 筆，15.畫齒圓盤，16.空間凸輪，17.第二蝸輪，18.凸輪從動銷，19.齒輪，20.齒條，21.曲 柄，22.四連桿機(jī)構(gòu)，23.換軌頭，24.載筆裝置，25.軌道，26換軌斜塊。

【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合【具體實施方式】，對本實用新型作進(jìn)一步的說明：
[0022] 如圖1圖2圖3圖4所示的手搖式多種齒形繪圖機(jī)，包括有一根蝸桿軸1，蝸桿軸1 上設(shè)有第一蝸桿2和第二蝸桿5,分別連接第一蝸輪4和第二蝸輪17,并同步帶動第一轉(zhuǎn)軸 3和第二轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)，其中第一轉(zhuǎn)軸3通過曲柄21連接四連桿機(jī)構(gòu)22做往復(fù)運動，第二轉(zhuǎn) 軸6上安裝有一個空間凸輪16 ;所述的空間凸輪16為螺旋凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽內(nèi)卡有凸輪從動 銷18,凸輪從動銷18可沿凹槽運動；所述的凸輪從動銷18連接齒條刀具13和齒條20,齒 條20通過齒輪19連接并驅(qū)動畫齒圓盤15運動；所述的四連桿機(jī)構(gòu)22連接并驅(qū)動載筆裝 置24,載筆裝置24包括有沿齒頭8,沿齒頭8與齒條刀具13的齒形配合接觸，載筆裝置24 移動時在沿齒頭8位移的限制下畫出該齒形；所述的四連桿機(jī)構(gòu)22往復(fù)運動一個回合，對 應(yīng)凸輪從動銷18在空間凸輪16的凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動一圈，同時驅(qū)動畫齒圓盤15轉(zhuǎn)動一個齒距。
[0023] 在本實施例中，所述的載筆裝置24安裝在滑道7上可左右移動，滑道7安裝在軌 道25上可前后移動，軌道25為一對左右對稱設(shè)置。
[0024] 在本實施例中，所述的載筆裝置24還包括有筆架12、彈簧11、畫筆14、換齒螺旋軸 10、換軌鉤9和換軌頭23,其中彈簧11將載筆裝置24拉向左側(cè)的軌道，使得沿齒頭8與齒 條刀具13的齒形貼緊。
[0025] 在本實施例中，所述的齒條刀具13為立體結(jié)構(gòu)，齒條刀具13立體分布有多個不同 類型齒形。
[0026] 在本實施例中，所述的筆架12與換齒螺旋軸10均安裝在換軌頭23上，換軌鉤9 安裝在筆12架右側(cè)，沿齒頭8安裝在換齒螺旋軸10左側(cè)，并可在換齒螺旋軸10上升降，以 此切換對應(yīng)齒條刀具13上不同齒形。
[0027] 在本實施例中，所述的軌道25末端設(shè)置有換軌斜塊26,右側(cè)的軌道上設(shè)置有凹形 卡槽，受四連桿機(jī)構(gòu)22作用，載筆裝置24移動到極限位置即將急回時，在換軌斜塊26作用 下，換軌鉤9卡入凹形卡槽，使得沿齒頭8與齒條刀具13的齒形分離并返回。
[0028] 在本實施例中，所述的空間凸輪16的螺旋凹槽轉(zhuǎn)動一周分為兩個行程，其前2/3 周為靜止行程，螺紋方向與空間凸輪16軸線垂直；其后1/3周為進(jìn)給行程，螺紋方向與空間 凸輪16軸線傾斜。
[0029] 使用時：實驗者搖動蝸桿軸1，蝸桿軸1上的第一蝸桿2和第二蝸桿5分別帶動第 一蝸輪4、第二蝸輪17做同步定軸轉(zhuǎn)動，第二蝸輪17與四連桿機(jī)構(gòu)22中的曲柄21由起始 位置同軸轉(zhuǎn)動。四連桿機(jī)構(gòu)22的主動力源于曲柄21的旋轉(zhuǎn)，曲柄21旋轉(zhuǎn)外加上彈簧11的 拉力使得載筆裝置24沿著齒條刀具13的齒形向前運動，與此同時，第一蝸輪4帶動空間凸 輪16定軸轉(zhuǎn)動，凸輪從動銷18沿著空間凸輪16凹槽運動，由于初始為靜止行程，此刻與凸 輪從動銷18連接的齒條20及畫齒圓盤15靜止不動，于是此時隨著載筆裝置24 -起運動 的畫筆14在畫齒圓盤15上繪制出一條齒形，；當(dāng)四連桿機(jī)構(gòu)22運動到遠(yuǎn)端后急回，載筆裝 置24受到換軌斜塊26的力被卡進(jìn)軌道25的右側(cè)，并沿著軌道25直線被拉回，在載筆裝置 24被拉回的期間，凸輪從動銷18沿著空間凸輪16凹槽的進(jìn)給行程運動，與凸輪從動銷18 連接的齒條20向前運動傳動齒輪19及畫齒圓盤15轉(zhuǎn)動一個齒距；接著載筆裝置24被拉 回后再一次被四連桿機(jī)構(gòu)22推動沿齒形向前運動，齒條20及畫齒圓盤15再次靜止不動。
[0030] 重復(fù)上述配合運動，畫筆14在畫齒圓盤15上留下的多條齒形，繪制包絡(luò)出了一種 類型的齒輪齒形，齒形特點是根據(jù)齒條刀具13模數(shù)的不同繪制包絡(luò)出的齒形個數(shù)不同，例 如模數(shù)為14的齒條刀具13能夠包絡(luò)出一個完整齒形。
[0031] 畫出一個完整的齒形后，實驗者通過轉(zhuǎn)動換齒螺旋軸10將沿齒頭8轉(zhuǎn)換到另一種 齒形相對，重復(fù)操作，便可以繪制出另一種類型的齒輪齒形。
[0032] 以上說明僅為本實用新型的應(yīng)用實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型之 權(quán)利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 手搖式多種齒形繪圖機(jī)，其特征在于，包括有一根具有兩個蝸桿的蝸桿軸，分路同步 傳動兩個等大的蝸輪；兩個蝸輪分別連接兩個轉(zhuǎn)軸，其中第一轉(zhuǎn)軸連接四連桿機(jī)構(gòu)做往復(fù) 運動，第二轉(zhuǎn)軸上安裝有一個空間凸輪；所述的空間凸輪為螺旋凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽內(nèi)卡有凸輪 從動銷，凸輪從動銷可沿凹槽運動；所述的凸輪從動銷連接齒條刀具和齒條，齒條通過齒輪 連接并驅(qū)動畫齒圓盤運動；所述的四連桿機(jī)構(gòu)連接并驅(qū)動載筆裝置，載筆裝置包括有沿齒 頭，沿齒頭與齒條刀具的齒形配合接觸，載筆裝置移動時在沿齒頭位移的限制下畫出該齒 形；所述的四連桿機(jī)構(gòu)往復(fù)運動一個回合，對應(yīng)凸輪從動銷在空間凸輪的凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動一圈， 同時驅(qū)動畫齒圓盤轉(zhuǎn)動一個齒距。
2. 如權(quán)利要求1所述的手搖式多種齒形繪圖機(jī)，其特征在于，所述的載筆裝置安裝在 滑道上可左右移動，滑道安裝在軌道上可前后移動,軌道為一對左右對稱設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求1所述的手搖式多種齒形繪圖機(jī)，其特征在于，所述的載筆裝置還包括 有筆架、彈簧、畫筆、換齒螺旋軸、換軌鉤和換軌頭，其中彈簧將載筆裝置拉向左側(cè)，使得沿 齒頭與齒條刀具的齒形貼緊。
4. 如權(quán)利要求1所述的手搖式多種齒形繪圖機(jī)，其特征在于，所述的齒條刀具為立體 結(jié)構(gòu)，齒條刀具立體分布有多個不同類型齒形。
5. 如權(quán)利要求3所述的手搖式多種齒形繪圖機(jī)，其特征在于，所述的筆架與換齒螺旋 軸均安裝在換軌頭上，換軌鉤安裝在筆架右側(cè)，沿齒頭安裝在換齒螺旋軸左側(cè)，并可在換齒 螺旋軸上升降，以此切換對應(yīng)齒條刀具上不同齒形。
6. 如權(quán)利要求2所述的手搖式多種齒形繪圖機(jī)，其特征在于，所述的軌道末端設(shè)置有 換軌斜塊，右側(cè)的軌道上設(shè)置有凹形卡槽，載筆裝置移動到極限位置時，在換軌斜塊作用 下，換軌鉤卡入凹形卡槽，使得沿齒頭與齒條刀具的齒形分離并返回。
7. 如權(quán)利要求1所述的手搖式多種齒形繪圖機(jī)，其特征在于，所述的空間凸輪的螺旋 凹槽轉(zhuǎn)動一周分為兩個行程，其前2/3周為靜止行程，螺紋方向與空間凸輪軸線垂直；其后 1/3周為進(jìn)給行程，螺紋方向與空間凸輪軸線傾斜。
【文檔編號】G09B9/00GK203882468SQ201420260512
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】梁龍, 沈毅, 理中強(qiáng), 鄭彪, 李言 申請人:武漢工程大學(xué)