多功能平面机构演示仪的研制.pdf

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1、项目与蠢Sc科ience&技Tech视nology界Vision科技·探索·争鸣多功能平面机构演示仪的研制吴凡赵世英吴夏野王艺龙李思遥(北京印刷学院机电工程学院，中国北京102600)【摘要】为方便机械工程专业学生学习《机械原理》课程中的平面机构运动原理，设计并制造出一种多功能平面机构演示仪。该教学用具可演示曲柄摇杆、双曲柄、对心曲柄滑块、偏心曲柄滑块、摆动导杆、回转导杆等平面机构的运动过程和装配过程。不需要额外动力装置，人力即可驱动，以其组装方便、灵活多样的特点，在实际应用中取得了良好的教学效

2、果。【关键词】机械原理；平面机构；教具；人力驱动平面机构是《机械原理》教学中重点讲述的一类机构，该类机构的演示的平面机构将相应零件中的曲柄与动力传递机构的输出轴连特点是包含的子机构多．实际应用例子多．概念多．内容与实践联系紧接．以便在动力传递机构的带动下．演示出～种平面连杆机构。密，抽象难懂。为适应现今的教育改革．最大化创新教育和实践教育的例如当我们需要演示平面机构“摆动导杆”的运动过程时．可以将成果．一方面越来越多的课堂使用多媒体等教学手段．并且很多年轻连杆快速安装在辅助板上对应定位孔处的快装

3、装置．包括小圆柱、螺的老师也更习惯用幻灯片或者flash等电子文件在课堂上演示．来替钉、固定块和摆动轴。其中，小圆柱的横截面积呈T形．且在阶梯轴下代传统的教学模式但虚拟的动画原理演示并不如实际的操作训练印部的下端面开设沿着阶梯轴轴向方向延伸的内螺纹孔：而螺钉具有与象来的深刻．另一方面教学教具匮乏创新且操作实用性差．不能合理摆动轴的螺纹孔相匹配的外螺纹：此外．固定块呈倒L形(即，固定块的运用教具制约了大学课堂教学的发展n]所以设计并制作一款适用上部横向尺寸大于下部横向尺寸．需要说明的是．横向是指沿

4、着辅助于平面机构教学的多功能平面机构演示仪．对于增强学生对相关知识板长度的方向)，且固定块、小圆柱与摆动轴配合应用。的理解和提高学习兴趣都是非常必要的摆动轴通过螺钉和小圆柱的紧固安装在辅助板定位孑L的下方．而固定块下部安置在定位孔的通孔内、上部安置在定位孑L的凹槽内，用1多功能平面机构演示仪结构设计于对安置在通孔内的摆动轴起沿横向限位作用辅助板定位孔的通孔以抽象思维为主的理工科知识如果只是靠老师讲授是远远不够横向尺寸大于阶梯轴下部和固定块下部尺寸之和．而定位孔通孔和凹的。很多看不见，摸不着的行为

5、概念都要靠一些具体的、直观的教具将槽的横向尺寸大于阶梯轴下部和固定块下部尺寸之和、小于阶梯轴上他们演示出来．这样才更易于理解和记忆．才便于学生将知识融会贯部和固定块上部尺寸之和．最后通过人力驱动便可演示出摆动导杆机通I21。多功能平面机构演示仪正是本着这样的教学理念，进行方案设计构和研究制造的。3平面机构演示仪产品特点多功能平面机构演示仪作为教学用具．应该具有移动灵活和动力便利的特点该教具采用的是人力驱动，即依靠操作者手动提供的摆动力．通过侧面一套曲柄摇杆机构来给整个教具提供回转动力具体操作是用

6、手压曲柄把手．使其做摆动动作．再通过曲柄摇杆机构将其转化成圆盘的转动该教具还加装了张紧调节装置。考虑到齿型带容易产生疲劳失效．而疲劳失效容易对演示带来诸多弊端．我们采用一个齿型带张紧装置用于调节齿型带的松弛．以大大减少机器不必要的拆卸和更换齿型带的次数。将长螺母一端与边板相连接．当齿型带松弛时便旋转长螺母来拖动张紧器中的带轮．从而产生拉伸力使齿型带张紧。本装置具有节能环保的特点不需要额外电力或液压和气压驱动．此多功能平面机构演示仪演示过程没有能源消耗，低噪音，无污图1多功能平面机构演示仪结构示意

7、图染1．固定支撑架；2．活动支撑架；3．齿轮传动装置；4．底座支杆；5．万向轮6．底座轴承端盖；7．驱动装置；8．张肾调节装置；9．皮带；10．动力轴；4结束语11．齿轮输出轴；12固定板；13．辅助版；14．曲柄；15．导杆滑块；本多功能平面机构演示仪是为平面机构教学设计的机械工程专16．摆动轴：17．固定块业学生在学习《机械原理》课程时，在学习的初级阶段借助此教具的引如图1所示，多功能平面机构的主要结构分为驱动装置、齿轮轴、导．可以有效增强他们对相关内容的感性认识然后再将接触到和观动力轴、周

8、座、移动台、底座支杆、齿型带调节器七个部分。通过驱动装察到的具体事物的感性认识转化成抽象、概括的理性认识．对于平面置7产生的扭矩．底座支杆4与驱动装置7通过键连接紧固在一起．机构知识的学习是极为有帮助的l引。通过实践检验．该平面机构以其组为整机提供动力和扭矩：底座支杆4上的带轮与动力轴1O上的带轮装方便、灵活多样的特点，取得了良好的教学效果。●通过齿型带传递扭矩．驱动动力轴1O进行回转于是与动力轴1O啮合的齿轮轴3上的锥齿轮也跟着转动．最后带动与锥齿轮紧固连接的【参考文献】杆件转动．为上部的演示