四桿機(jī)構(gòu)演示組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種四桿機(jī)構(gòu)演示組件。
【背景技術(shù)】
[0002]書是知識(shí)的載體，是學(xué)生學(xué)習(xí)必不可少的伴侶。對(duì)于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)機(jī)械原理這類以示意圖為主的學(xué)科，往往感覺很吃力，難以理解，因?yàn)闀系膱D形都是簡(jiǎn)單的二維靜止的，學(xué)生往往需要根據(jù)自己的想象去理解，但是對(duì)于一些日常生活中不常見的機(jī)構(gòu)，理解上難度就很大。老師在上這類課程的時(shí)候，單純的講解往往不能解決問(wèn)題，反而會(huì)使課變得枯燥無(wú)味，他們通常的辦法是放一些PPt動(dòng)畫來(lái)輔助理解，但是只局限于看，聽，學(xué)生的參與度低，積極性差，而且還容易讓人對(duì)電子產(chǎn)品產(chǎn)生依賴性。
[0003]目前市場(chǎng)上有用于學(xué)前啟蒙的立體書，是將折紙粘入書中，在旁邊配上一些圖畫，總體融合得比較好。然而張開后就不能繼續(xù)再動(dòng)了。這種書顯然是不能用于機(jī)械教學(xué)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有在學(xué)習(xí)機(jī)械原理時(shí)存在的理解難度大、ppt教學(xué)不夠直觀、學(xué)生參與性低等的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種能解決普通書不能展現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果的弊端，又能提高PPt教學(xué)所欠缺的參與度且方便攜帶的一種四桿機(jī)構(gòu)演示組件。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種四桿機(jī)構(gòu)演示組件，包括底板、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪，第一桿件、第二桿件、第三桿件、第四桿件、連接軸以及與底板相同形狀大小的透明蓋板、四個(gè)凸起；透明蓋板通過(guò)四個(gè)凸起安裝在底板上，所述第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪均安裝在底板上，且位于底板和透明蓋板之間；其中，第一齒輪和第四齒輪的邊緣均超出底板和透明蓋板的邊緣；第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪的齒數(shù)之比為:1:4:2:2 ;第一桿件的長(zhǎng)度L6、第二桿件的長(zhǎng)度L7、第三桿件的長(zhǎng)度L8、第四桿件的長(zhǎng)度L9滿足L6+L9 < L7+L8 ;所述第一齒輪與第二齒輪嚙合，第三齒輪與第四齒輪嚙合；所述第二齒輪上固定有第一桿件，第一桿件隨著第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；第三齒輪上固定有第三桿件，第三桿件隨著第三齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；第一桿件和第三桿件的末端分別于第二桿件的兩端鉸接，第四桿件的兩端分別固定在第二齒輪、第三齒輪的圓心上。
[0006]本發(fā)明的益處在于:當(dāng)撥動(dòng)左邊沿齒輪時(shí)，四桿會(huì)出現(xiàn)頂死現(xiàn)象，也就是遇到“死點(diǎn)”，當(dāng)撥動(dòng)上邊沿齒輪時(shí)，四桿出現(xiàn)急回特性現(xiàn)象。這樣在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，可以親自動(dòng)手操作，加以實(shí)踐。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的側(cè)面示意圖；
圖中，底板1、第一齒輪2、第二齒輪3、第三齒輪4、第四齒輪5，第一桿件6、第二桿件7、第三桿件8、第四桿件9、透明蓋板10、凸起11。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1所示，一種四桿機(jī)構(gòu)演示組件，包括底板1、第一齒輪2、第二齒輪3、第三齒輪4、第四齒輪5，第一桿件6、第二桿件7、第三桿件8、第四桿件9、連接軸以及與底板I相同形狀大小的透明蓋板10、四個(gè)凸起11 ;透明蓋板10通過(guò)四個(gè)凸起11安裝在底板I上，所述第一齒輪2、第二齒輪3、第三齒輪4、第四齒輪5均安裝在底板I上，且位于底板I和透明蓋板10之間，通過(guò)透明蓋板10能清楚觀察四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并且能實(shí)時(shí)記錄四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡。為了方便撥動(dòng)第一齒輪2和第四齒輪5，第一齒輪2和第四齒輪5的邊緣均超出底板I和透明蓋板10的邊緣；第一齒輪2、第二齒輪3、第三齒輪4、第四齒輪5的齒數(shù)之比為:1:4:2:2 ;第一桿件6的長(zhǎng)度L6、第二桿件7的長(zhǎng)度L7、第三桿件8的長(zhǎng)度L8、第四桿件9的長(zhǎng)度L9滿足L6+L9 < L7+L8 (平面四桿機(jī)構(gòu)的最短桿和最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或者等于其馀兩桿長(zhǎng)度之和)；所述第一齒輪2與第二齒輪3嚙合，第三齒輪4與第四齒輪5嚙合；所述第二齒輪3上固定有第一桿件6，第一桿件6隨著第二齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)；第三齒輪4上固定有第三桿件8，第三桿件8隨著第三齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)；第一桿件6和第三桿件8的末端分別于第二桿件7的兩端鉸接，第四桿件9的兩端分別固定在第二齒輪3、第三齒輪4的圓心上。
[0009]上述四桿機(jī)構(gòu)演示組件可演示曲柄搖桿的頂死現(xiàn)象和急回轉(zhuǎn)現(xiàn)象，具體如下: 頂死現(xiàn)象演示:撥動(dòng)第一齒輪2，第一齒輪2帶動(dòng)第二齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，使得固定在第二齒輪3上第一桿件6轉(zhuǎn)動(dòng)，第一桿件6通過(guò)第二桿件7和第三桿件8帶動(dòng)第三齒輪4的轉(zhuǎn)動(dòng)，直到第二桿件7和第三桿件8位于同一直線時(shí)，出現(xiàn)頂死現(xiàn)象。
[0010]急回特性現(xiàn)象演示:撥動(dòng)第四齒輪5，第四齒輪5帶動(dòng)第三齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，使得固定在第三齒輪4上第三桿件8轉(zhuǎn)動(dòng)，第三桿件8通過(guò)第二桿件7和第一桿件6帶動(dòng)第二齒輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)，使第三桿件勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)第一桿件空回行程的平均速度卻大于工作行程的平均速度，即為急回特性現(xiàn)象。
[0011]曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄雖作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而搖桿擺動(dòng)時(shí)空回行程的平均速度卻大于工作行程的平均速度，這種性質(zhì)稱為機(jī)構(gòu)的急回特性原理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種四桿機(jī)構(gòu)演示組件，其特征在于，包括底板(I)、第一齒輪(2)、第二齒輪(3)、第三齒輪(4)、第四齒輪(5)，第一桿件(6)、第二桿件(7)、第三桿件(8)、第四桿件(9)、連接軸以及與底板(I)相同形狀大小的透明蓋板(10)、四個(gè)凸起(11);透明蓋板(10)通過(guò)四個(gè)凸起(11)安裝在底板(I)上，所述第一齒輪(2)、第二齒輪(3)、第三齒輪(4)、第四齒輪(5)均安裝在底板(I)上，且位于底板(I)和透明蓋板(10)之間；其中，第一齒輪(2)和第四齒輪(5)的邊緣均超出底板(I)和透明蓋板(10)的邊緣；第一齒輪(2)、第二齒輪(3)、第三齒輪(4)、第四齒輪(5)的齒數(shù)之比為:1:4:2:2 ;第一桿件(6)的長(zhǎng)度L6、第二桿件(7)的長(zhǎng)度L7、第三桿件(8)的長(zhǎng)度L8、第四桿件(9)的長(zhǎng)度L9滿足L6+L9 < L7+L8 ;所述第一齒輪(2)與第二齒輪(3)嚙合，第三齒輪(4)與第四齒輪(5)嚙合；所述第二齒輪(3)上固定有第一桿件(6 )，第一桿件(6 )隨著第二齒輪(3 )轉(zhuǎn)動(dòng)；第三齒輪(4)上固定有第三桿件(8 )，第三桿件(8)隨著第三齒輪(4)轉(zhuǎn)動(dòng)；第一桿件(6)和第三桿件(8)的末端分別于第二桿件(7)的兩端鉸接，第四桿件(9)的兩端分別固定在第二齒輪(3)、第三齒輪(4)的圓心上。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于教學(xué)的四桿機(jī)構(gòu)演示組件，包括兩對(duì)嚙合齒輪，曲柄，搖桿，連桿，底板和透明蓋板。所述齒輪均安裝在底板上的，一對(duì)安裝在靠近底板上邊沿的位置，一對(duì)安裝在靠近底板右邊沿的位置，兩對(duì)齒輪分別用于驅(qū)動(dòng)曲柄和搖桿，所述曲柄和搖桿分別安裝在驅(qū)動(dòng)它的齒輪上，隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。所述兩對(duì)齒輪均有一個(gè)齒輪有部分齒在底板外，用于手的撥動(dòng)。當(dāng)撥動(dòng)不同齒輪時(shí)，可以分別使曲柄和搖桿為原動(dòng)件。所述透明蓋板與底板通過(guò)凸起連接，位于齒輪和桿件上方，用以書寫文字和軌跡。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，還可以一邊動(dòng)手操作加以驗(yàn)證。
【IPC分類】G09B25-02
【公開號(hào)】CN104637390
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510038385
【發(fā)明人】崔笛, 吳華林, 楊慶華
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日