Учебный прибор для демонстрации планетарной зубчатой передачи с помощью кодоскопа
Изобретение относится к области учебно-наглядных пособий, использующихся в учебном процессе. Учебный прибор для демонстрации планетарной зубчатой передачи с помощью кодоскопа содержит корпус в виде прозрачных пластин 1 и 2, приводной диск 5 с сегментом для обеспечения привода механизма, основное зубчатое колесо 11, зубчатое колесо-сателлит 9, установленное на водиле 7. Водило 7 имеет на одном конце отверстие для установки на оси 6 приводного диска 5, а на другом - ось 8 для установки зубчатого колеса-сателлита 9. Водило 7 снабжено шипом 10, входящим в отверстие, выполненное эксцентрично в приводном диске 5. Основное зубчатое колесо 11 жестко смонтировано на нижней плоскости пластины 2 корпуса соосно с приводным диском 5. Между водилом 7 и основным зубчатым колесом 11 обеспечен зазор. Технический результат - упрощение конструкции прибора, снижение материалоемкости и трудоемкости его изготовления, а также повышение эффективности его использования в учебном процессе. 2 ил.
Изобретение относится к области учебно-наглядных пособий, использующихся в учебном процессе при изучении прикладной механики, теории механизмов и машин и других дисциплин.
Известны учебные приборы, входящие в перечень технических средств обучения и типового учебно-лабораторного оборудования /1/. Среди них известен учебный прибор, демонстрирующий устройство и работу планетарной зубчатой передачи. Модель закреплена на унифицированной стойке и состоит из основного зубчатого колеса, неподвижно закрепленного на стойке, зубчатого колеса-сателлита и водила. Привод механизма осуществляется от рукоятки, с помощью которой водило приводится во вращение. Установленное на водиле зубчатое колесо-сателлит обкатывается вокруг основного зубчатого колеса, демонстрируя работу планетарной зубчатой передачи.
Недостатками известного устройства являются массивность и большая металлоемкость, сложность конструкции, значительная трудоемкость изготовления и невозможность его использования при чтении лекций перед большой аудиторией, так как учебный прибор предназначен для индивидуального обучения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для демонстрации работы плоских механизмов с помощью эпидиаскопа /2/.
Устройство имеет корпус в виде трех и более пластин из прозрачного органического стекла, причем в пространстве между средней и нижней пластинами расположен приводной диск, сегмент которого выступает за их пределы для обеспечения привода механизма, а между средней и верхней пластинами располагаются звенья модели плоского механизма, в том числе и механизма планетарной зубчатой передачи. Передача вращательного момента от приводного диска к водилу осуществляется с помощью многоступенчатой квадратно-цилиндрической оси. Основное зубчатое колесо крепится к промежуточной пластине. Ось приводного диска свободно проходит через центральное отверстие основного зубчатого колеса и ее квадратный конец заходит в квадратное отверстие водила, что позволяет передать крутящий момент от приводного диска к водилу, а затем и к зубчатому колесу-сателлиту, который на другом конце водила «посажен» на ось.
Недостатками прототипа являются многоэтажность и сложность конструкции, что затрудняет передачу крутящего момента от приводного диска к зубчатому колесу-сателлиту. Принцип конструкции прибора приводит к увеличению его высоты, что затрудняет при демонстрации его с помощью кодоскопа фокусирование светового потока. Это обстоятельство приводит к нечеткому изображению механизма на демонстрационном экране, что снижает эффективность его использования в учебном процессе.
Предлагаемое изобретение направлено на упрощение конструкции учебного прибора для демонстрации планетарной зубчатой передачи и повышение эффективности использования его в учебном процессе.
Задача решена тем, что в учебном приборе для демонстрации планетарной зубчатой передачи с помощью кодоскопа, содержащем корпус в виде прозрачных пластин, приводной диск, сегмент которого выступает за их пределы для обеспечения привода механизма, основное зубчатое колесо и зубчатое колесо-сателлит, установленное на водиле, имеющем на одном конце отверстие для установки его на ось приводного диска, а на другом - ось для размещения упомянутого зубчатого колеса-сателлита, водило дополнительно снабжено шипом, установленным с напуском вниз и входящим в отверстие, выполненное эксцентрично в приводном диске, а основное зубчатое колесо жестко смонтировано на нижней плоскости верхней пластины корпуса соосно с приводным диском и с обеспечением зазора между водилом и основным зубчатым колесом.
На чертеже изображен учебный прибор в двух проекциях с разрезом.
Учебный прибор для демонстрации планетарной зубчатой передачи выполнен из прозрачного органического стекла различных цветов. Прибор в отличие от прототипа имеет одноэтажную конструкцию.
Прибор состоит из корпуса, выполненного в виде нижней пластины 1 и верхней пластины 2, скрепленных между собой винтами 3. Между пластинами имеются прокладки 4, регулирующие высоту прибора для обеспечения зазоров между звеньями, необходимых для свободного хода звеньев относительно друг друга.
На нижней пластине 1 смонтирован приводной диск 5, служащий для обеспечения привода механизма. Диск может быть гладким или зубчатым. Вращение приводного диска может осуществляться вручную или электродвигателем. Приводной диск установлен на оси 6, свободно входящей в отверстие в нижней пластине 1.
На верхней плоскости приводного диска 5 смонтировано водило 7, один конец которого свободно «посажен» на цилиндрическую ось 6 приводного диска. На другом конце водила 7 установлена ось 8 для размещения на ней зубчатого колеса-сателлита 9.
Водило 7 дополнительно снабжено шипом 10, установленным с напуском вниз и входящим в отверстие в приводном диске, выполненное в его теле эксцентрично на расстоянии от оси диска 10-20 мм. Шип 10 служит для обеспечения возможности передачи крутящего момента от приводного диска к водилу без использования сложной квадратно-цилиндрической оси. Цилиндрическая ось 6 приводного диска и шип 10 создают рычаг, за счет которого передается крутящий момент.
Зубчатое колесо-сателлит 9 входит в зацепление с основным зубчатым колесом 11, жестко закрепленным с помощью винта 12 на нижней плоскости верхней пластины 2. Основное зубчатое колесо 11 смонтировано соосно с приводным диском 5 и с зазором между водилом 7 и нижней плоскостью основного зубчатого колеса 11. Соосность основного зубчатого колеса 11 и приводного диска обеспечивает работоспособность механизма планетарной передачи, а зазор - возможность свободного хода водила 7 вместе с зубчатым колесом-сателлитом 9 относительно основного зубчатого колеса 11.
Учебный прибор работает следующим образом. При вращении приводного диска 5 благодаря наличию шипа 10 вместе с ним вращается и водило 7. При вращении водила начинает перемещаться зубчатое колесо-сателлит 9, которое обкатывается вокруг основного зубчатого колеса 11 за счет зубчатого зацепления. Эта зубчатая пара демонстрирует планетарную зубчатую передачу.
В учебном процессе прибор может использоваться как индивидуально, так и коллективно. В первом случае учащийся изучает конструкцию и работу механизма, вращая его вручную. Во втором случае учебный прибор кладется на стол кодоскопа и на демонстрационном экране по цветному изображению планетарная зубчатая передача изучается в статике и динамике.
Предлагаемый учебный прибор для демонстрации планетарной зубчатой передачи по сравнению с аналогом и прототипом обладает следующими преимуществами:
1. Наличие в водиле шипа и напосредственное крепление водила на приводном диске обеспечивает передачу крутящего момента от приводного колеса к водилу без использования квадратно-цилиндрической оси и промежуточной пластины, что значительно упрощает конструкцию и снижает ее материалоемкость.
2. Закрепление основного зубчатого колеса на верхней пластине позволяет улучшить компоновку звеньев механизма, устранить из прибора промежуточную пластину и значительно уменьшить высоту прибора.
3. Уменьшение высоты прибора позволяет улучшить качество изображения на демонстрационном экране за счет лучшей фокусировки светового потока и повысить эффективность использования его в учебном процессе.
По предлагаемому изобретению изготовлен опытный образец, испытания которого дали положительные результаты. Намечено распространять прибор в учебных заведениях в рамках программы «Учебная техника».
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Юденич В.В. Технические средства обучения и типовое учебно-лабораторное оборудование. М.: Высшая школа, 1974.
2. АС СССР №341071. Устройство для демонстрации работы плоских механизмов с помощью эпидиаскопа, М. кл. G 09 B, 1972.
Учебный прибор для демонстрации планетарной зубчатой передачи с помощью кодоскопа, содержащий корпус в виде прозрачных пластин, приводной диск, сегмент которого выступает за их пределы для обеспечения привода механизма, основное зубчатое колесо и зубчатое колесо-сателлит, установленное на водиле, имеющем на одном конце отверстие для установки его на ось приводного диска, а на другом - ось для размещения упомянутого зубчатого колеса-сателлита, отличающийся тем, что водило дополнительно снабжено шипом, установленным с напуском вниз и входящим в отверстие, выполненное эксцентрично в приводном диске, а основное зубчатое колесо жестко смонтировано на нижней плоскости верхней пластины корпуса соосно с приводным диском и с обеспечением зазора между водилом и основным зубчатым колесом.
