實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形演示教具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形演示教具，包括支撐架、蓋板和彈性橡膠棒，彈性橡膠棒由實(shí)心圓軸體和方形夾持部構(gòu)成，在實(shí)心圓軸體的外圓周面上設(shè)置有平行于軸線并等距分布的縱向線和垂直于軸線并等距分布的圓周線，支撐架由底座、對(duì)稱設(shè)置在底座左右兩側(cè)的支座構(gòu)成，每個(gè)支座的上方設(shè)置有一個(gè)蓋板，且支撐架與蓋板通過螺栓鎖緊在一起，實(shí)心圓軸體夾持在第一半圓形缺口與第二半圓形缺口圍成的圓孔內(nèi)，在每個(gè)蓋板的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有環(huán)繞所述圓孔的角度刻線。能夠直觀、形象地展示實(shí)心圓軸在扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形情況、以及扭力變化與材料變形的關(guān)系，便于學(xué)生觀察理解，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
【專利說明】實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形演示教具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及教學(xué)用具，用于演示實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形的教具。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)合圖1、圖2所示，實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形特點(diǎn)是:各橫截面象剛性圓盤似地繞軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，且截面之間的距離不變。但是，在實(shí)際教學(xué)過程中，僅靠理論講授學(xué)生感覺不真實(shí)、不直觀生動(dòng)、不容易理解，往往達(dá)不到希望的效果，給教師的教學(xué)帶來不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種演示教具，能直觀、形象地展示實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形的現(xiàn)象，以便于學(xué)生觀察、理解。
[0004]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供的一種實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形演示教具，包括一個(gè)支撐架(I)、兩個(gè)蓋板(2)和一個(gè)彈性橡膠棒(3)，所述彈性橡膠棒(3)由中部的實(shí)心圓軸體(3a)、對(duì)稱設(shè)置在實(shí)心圓軸體(3a)兩端的橫截面為方形的夾持部(3b)構(gòu)成，在實(shí)心圓軸體(3a)的外圓周面上設(shè)置有至少三條平行于軸線并等距分布的縱向線(3c)和至少三條垂直于軸線并等距分布的圓周線(3d)，將實(shí)心圓軸體(3a)的外圓周面分割成若干方格，所述支撐架(I)整體呈“L”形，由底座(la)、對(duì)稱設(shè)置在底座(Ia)左右兩側(cè)的支座(Ib)構(gòu)成，每個(gè)支座(Ib)的上方設(shè)置有一個(gè)所述蓋板(2 )，且支撐架(I)與蓋板(2 )通過螺栓(4)鎖緊在一起，所述支座(Ib)的上端開有第一半圓形缺口(A),蓋板(2)的下端開有第二半圓形缺口(B)，所述實(shí)心圓軸體(3a)夾持在第一半圓形缺口(A)與第二半圓形缺口(B)圍成的圓孔內(nèi)，在每個(gè)蓋板(2)的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有環(huán)繞所述圓孔的角度刻線。
[0005]優(yōu)選為，所述角度刻線的起點(diǎn)位于第二半圓形缺口(B)中部的正上方，所有縱向線(3c)中有一條突出顯示。使用時(shí)，突出顯示的縱向線與角度刻線的起點(diǎn)重合，更能定量顯示出實(shí)心圓軸體材料變形與轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系。
[0006]在彈性橡膠棒的實(shí)心圓軸體的外圓周面上設(shè)置多條平行于軸線并等距分布的縱向線和多條垂直于軸線并等距分布的圓周線，從而在實(shí)心圓軸體的外表面形成許多方格。彈性橡膠棒兩端的夾持部,可插入扭力扳手的套筒內(nèi)，通過扭力扳手對(duì)彈性橡膠棒施加一對(duì)大小相等，方向相反的力偶，會(huì)發(fā)現(xiàn)彈性橡膠棒表面發(fā)生如下變化:(I)各垂直于軸線的圓周線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但形狀、大小、相互距離均無變化，說明實(shí)心圓軸縱向與橫向均無變形即橫截面上無正應(yīng)力；(2)各平行于軸線的縱向線傾斜了相同的微小角度，原來的方格均變?yōu)槠矫嫠倪呅?，但平行于軸線的縱向線仍近似為直線，說明實(shí)心圓軸截面上各點(diǎn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)生剪切變形即橫截面上有剪應(yīng)力，其方向與半徑垂直。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:能夠直觀、形象地展示實(shí)心圓軸在扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形情況、以及扭力變化與材料變形的關(guān)系，以便于學(xué)生觀察、理解并掌握其變化過程和原理，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0008]圖1是實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)前的示意圖。
[0009]圖2是實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形后的示意圖。
[0010]圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是圖3的C-C剖視圖。
[0012]圖5是圖3的分解示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0014]結(jié)合圖3——圖5所示的實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形演示教具，由一個(gè)支撐架1、兩個(gè)蓋板
2、一個(gè)彈性橡膠棒3和若干螺栓4組成。彈性橡膠棒3由中部的實(shí)心圓軸體3a、對(duì)稱設(shè)置在實(shí)心圓軸體3a兩端的夾持部3b構(gòu)成，夾持部3b的橫截面為方形，與扭力扳手的套筒匹配。在實(shí)心圓軸體3a的外圓周面上設(shè)置有若干條平行于軸線并等距分布的縱向線3c、若干條垂直于軸線并等距分布的圓周線3d，將實(shí)心圓軸體3a的外圓周面分割成若干方格。為保證演示效果，縱向線3c、圓周線3d至少各為三條。
[0015]支撐架I整體呈“L”形，由底座la、對(duì)稱設(shè)置在底座Ia左右兩側(cè)的支座Ib構(gòu)成，每個(gè)支座Ib的上方設(shè)置有一個(gè)蓋板2，且支撐架I與蓋板2通過螺栓4鎖緊在一起。支座Ib的上端開有第一半圓形缺口 A，蓋板2的下端開有第二半圓形缺口 B，實(shí)心圓軸體3a夾持在第一半圓形缺口 A與第二半圓形缺口 B圍成的圓孔內(nèi)，在每個(gè)蓋板2的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有環(huán)繞圓孔的角度刻線。
[0016]最好是，角度刻線的起點(diǎn)位于第二半圓形缺口 B中部的正上方，所有縱向線3c中有一條突出顯示，可以用紅色或線條加粗的方式突出顯示其中一條縱向線3c。
[0017]該演示教具能直觀的觀察實(shí)心圓軸受扭力變形的情況、以及扭力變化與材料變形的關(guān)系(即線條交叉形成的方格形狀的變化與扭力的關(guān)系)，可多次重復(fù)演示，經(jīng)濟(jì)環(huán)保安全；彈性橡膠棒3的兩端夾持部3b的橫截面為方形，可插入扭力扳手的套筒內(nèi)，實(shí)心圓軸體3a上面有多條與軸平行的縱向線3c和與軸垂直的圓周線3d，其中一條與軸平行的圓周線3d突出顯示，縱橫交錯(cuò)的線條形成許多方格。使用時(shí)，把彈性橡膠棒3放到支撐架上1，兩端的方形夾持部3b在支撐架I外，支撐架I與蓋板2用螺栓4固連在一起；讓突出顯示的圓周線3d與支撐架I上的刻度線起點(diǎn)重合。用扭力扳手的套筒，插入彈性橡膠棒3兩端的方形夾持部3b中，選擇相同的扭力、不同的方向板動(dòng)彈性橡膠棒3，可發(fā)現(xiàn)線條交叉形成的方格形狀發(fā)生改變，突出顯示的圓周線3d相對(duì)刻度線起點(diǎn)角度發(fā)現(xiàn)改變，隨扭力增加方格形狀與扭轉(zhuǎn)角度的變化也增加。
[0018]通過以上演示說明:(1)實(shí)心圓軸縱向與橫向均無變形，即橫截面上無正應(yīng)力；
(2)實(shí)心圓軸截面上各點(diǎn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)生剪切變形即橫截面上有剪應(yīng)力，其方向與半徑垂直。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形演示教具，其特征在于:包括一個(gè)支撐架(I)、兩個(gè)蓋板(2)和一個(gè)彈性橡膠棒(3)，所述彈性橡膠棒(3)由中部的實(shí)心圓軸體(3a)、對(duì)稱設(shè)置在實(shí)心圓軸體(3a)兩端的橫截面為方形的夾持部(3b)構(gòu)成，在實(shí)心圓軸體(3a)的外圓周面上設(shè)置有至少三條平行于軸線并等距分布的縱向線(3c)和至少三條垂直于軸線并等距分布的圓周線(3d)，將實(shí)心圓軸體(3a)的外圓周面分割成若干方格，所述支撐架(I)整體呈“L”形，由底座(la)、對(duì)稱設(shè)置在底座(Ia)左右兩側(cè)的支座(Ib)構(gòu)成，每個(gè)支座(Ib)的上方設(shè)置有一個(gè)所述蓋板(2 )，且支撐架(I)與蓋板(2 )通過螺栓(4)鎖緊在一起，所述支座(Ib )的上端開有第一半圓形缺口(A),蓋板(2)的下端開有第二半圓形缺口(B),所述實(shí)心圓軸體(3a)夾持在第一半圓形缺口(A)與第二半圓形缺口(B)圍成的圓孔內(nèi)，在每個(gè)蓋板(2)的內(nèi)、外壁上均設(shè)置有環(huán)繞所述圓孔的角度刻線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)心圓軸扭轉(zhuǎn)變形演示教具，其特征在于:所述角度刻線的起點(diǎn)位于第二半圓形缺口(B)中部的正上方，所有縱向線(3c)中有一條突出顯示。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK203588576SQ201320776162
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】唐波 申請(qǐng)人:重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院