新型數控插齒機演示儀及演示方法技術

本發明專利技術提供一種新型數控插齒機演示儀及演示方法，該演示儀包括機架、印齒機構、水平進給機構，該演示儀通過水平進給機構上紙坯的水平進給運動、插齒刀與紙坯的范成運動、印齒機構中插齒刀的上下運動共同作用下完成演示。本發明專利技術可以通過改變ＰＣ端的參數，改變兩軸間的中心距、所要繪制的齒數、繪制速度等，進而可以繪制標準齒輪、變位齒輪，比較兩者的異同點，還可以演示根切現象；各機構布局合理，整體體積較小，并且安全可靠，適合在實驗課上為學生進行演示。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供一種，該演示儀包括機架、印齒機構、水平進給機構，該演示儀通過水平進給機構上紙坯的水平進給運動、插齒刀與紙坯的范成運動、印齒機構中插齒刀的上下運動共同作用下完成演示。本專利技術可以通過改變ＰＣ端的參數，改變兩軸間的中心距、所要繪制的齒數、繪制速度等，進而可以繪制標準齒輪、變位齒輪，比較兩者的異同點，還可以演示根切現象；各機構布局合理，整體體積較小，并且安全可靠，適合在實驗課上為學生進行演示。【專利說明】
本專利技術涉及一種范成原理實驗教具，尤其是一種。
技術介紹
范成原理實驗演示教具，目的是使同學們通過觀察教具模型，掌握用范成法制造漸開線齒輪的基本原理，了解齒輪產生根切現象的原因和避免根切的方法，同時還可以分析比較標準齒輪和變位齒輪的異同點。 在我國，還未出現過類似的數控插齒機演示儀，范成原理演示工作主要由線傳動齒輪范成儀完成。但基于演示教具的重要作用及線傳動齒輪范成儀所存在的很多缺陷，對新型范成原理演示教具的研制是非常重要的。 根據對線傳動齒輪范成儀的研究，將其不足之處歸結如下:(1)線傳動齒輪范成儀效率較低。在實驗過程中，線傳動齒輪范成儀要求學生手工繪制齒形輪廓包絡線，往往需要花費大量時間才能完成一種齒形的繪制，大大影響了實驗效率。(2)不利于老師教學演示。由于線傳動齒輪范成儀效率較低，在時間有限的課上，老師不能夠親自示范一個齒輪的繪制過程。(3)無法保證實驗效果。由于操作過程中的對心、繪制完全由人工完成，無法保證精度，使得繪制的圖形存在一定偏差。另外，繪制過程中容易弄臟，弄破紙面，影響觀察效果。(4)對于實際齒輪加工過程的演示不夠形象直觀。線傳動齒輪范成儀繪制齒輪輪廓包絡線是一種根據原理的簡化與抽象，與實際插齒機加工齒輪過程相差較大，不利于學生的觀察理解。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術的不足，提供一種。 本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的:一種新型數控插齒機演示儀，包括機架、印齒機構、水平進給機構；所述機架包括蓋板、支撐板、兩根支撐柱；支撐板豎直安裝，蓋板的一端安裝在支撐板的頂部，兩根支撐柱安裝在支撐板的底部；蓋板上方安裝有印泥和墊塊；所述印齒機構包括機座、電磁鐵、第一大齒輪、第一小齒輪、第一驅動電機、插齒刀桿軸、兩個滑動軸承、彈簧、插齒刀、螺栓下墊片、螺栓；電磁鐵安裝在機座底部，第一大齒輪安裝在電磁鐵上方，并與電磁鐵保持:T7mm的垂直距離，第一大齒輪上方連接插齒刀桿軸的底端，插齒刀桿軸頂端通過插齒刀頂部的螺栓下墊片、螺栓與插齒刀固定，彈簧安裝在插齒刀桿軸上，彈簧頂端接觸插齒刀桿軸的軸肩下端面，彈簧底端接觸機座的機座上端面；第一大齒輪與第一小齒輪哨合，第一小齒輪連接第一電機；插齒刀桿軸安裝有兩個滑動軸承；所述水平進給機構包括第二電機、第三電機、聯軸器、第一滾動軸承、滾珠絲杠、滾動螺母、第二滾動軸承、第二小齒輪、第二大齒輪、滑塊、紙坯軸、紙坯、端部壓蓋、導軌；滑塊安裝在導軌上，可在導軌上水平滑動；滑塊安裝有滾動螺母，滾珠絲杠一端通過聯軸器與第二電機相連，另一端穿過滾動螺母；第二小齒輪與第二電機相連，并與第二大齒輪嚙合；紙坯軸底端與第二大齒輪連接，中部穿過滑塊，頂部與端部壓蓋連接；紙坯軸的軸肩上端面與端部壓蓋之間安裝有紙坯；第二滾動軸承安裝在紙坯軸上；兩根支撐柱一端與支撐板下端固定，另一端與機座下端固定，蓋板安裝在支撐板和機座的頂面上，蓋板開有孔和槽，孔內穿有彈簧和插齒刀桿軸，槽內穿有紙還軸；蓋板上的印泥和墊塊位于插齒刀下方。 一種新型數控插齒機演示儀的演示方法，包括以下步驟:1、水平進給機構上紙坯的水平進給運動:第二電機通過聯軸器驅動滾珠絲杠轉動，滾珠絲杠通過滾動螺母帶動滑塊的水平運動，滑塊通過紙坯軸帶動紙坯水平進給運動，使得紙坯的邊緣位于墊塊上方,第二電機停止工作；2、插齒刀與紙還的范成運動:第一電機帶動第一小齒輪轉動，第一大齒輪在哨合作用下開始轉動，并帶動插齒刀桿軸轉動，插齒刀桿軸的轉動帶動插齒刀進行旋轉運動；同時，第三電機帶動第二小齒輪轉動，第二大齒輪在嚙合作用下開始轉動，并帶動紙坯軸轉動，紙坯軸的轉動帶動紙坯進行旋轉運動。第一電機和第三電機均為步進電機，通過控制第一電機和第三電機的脈沖數和脈沖頻率，可以保持插齒刀和紙坯的旋轉線速度一致，第一電機和第三電機工作tl時間后暫停工作(暫停時間為t2)；3、印齒機構中插齒刀的上下運動:在第一電機和第三電機暫停工作后，電磁鐵通電，吸引第一大齒輪向下運動，第一大齒輪通過插齒刀桿軸帶動插齒刀向下運動，插齒刀左側齒輪壓在印泥上，右側齒輪壓在紙坯上，并在紙坯上形成齒輪輪廓；彈簧被壓縮；電磁鐵通電Tl時間后，斷電(斷電時間為T2)，彈簧釋放彈性勢能，通過推動插齒刀桿軸的軸肩下端面，使得插齒刀向上運動，第一大齒輪恢復到初始位置；4、在第一電機和第三電機暫停工作t2時間后，不斷重復步驟(2廣(3)，完成印齒工作； 所述電磁鐵的工作周期T1+T2與第一電機和第三電機的工作周期tl+t2相同，SP Tl+T2=tl+t2。 本專利技術的有益效果是:(1)該演示儀的整個齒形輪廓繪制過程實現自動化控制，大大提高了實驗效率，并且操作容易，便于老師進行課上演示教學以及學生動手實驗；(2)可以通過改變P C端的參數，改變兩軸間的中心距、所要繪制的齒數、繪制速度等，進而可以繪制標準齒輪、變位齒輪，比較兩者的異同點，還可以演示根切現象；(3)齒輪的繪制采用印泥印制的方式，正常情況下不會弄破紙坯，實驗觀察效果好；(4 )機器外形模仿了實際插齒機，機構運動更加貼近實際齒輪加工過程，形象直觀，更易于學生觀察；(5 )各機構布局合理，整體體積較小，并且安全可靠，適合在實驗課上為學生進行演示。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是新型數控插齒機演示儀的結構示意圖；圖2是電磁鐵外接電源(T )及第一電機和第三電機(t)輸出電壓的波形圖；圖中，機座1、墊塊8、印泥9、蓋板10、支撐板11、兩根支撐柱12、電磁鐵51、第一大齒輪22、第一小齒輪21、第一驅動電機13、插齒刀桿軸24、滑動軸承23、彈簧52、插齒刀25、螺栓下墊片61、螺栓62、第二電機14、第三電機15、聯軸器41、第一滾動軸承42、滾珠絲杠43、第二滾動軸承33、第二小齒輪31、第二大齒輪32、滑塊45、紙坯軸34、紙坯35、端部壓蓋7、滾動螺母44、導軌46。 【具體實施方式】 參照圖1，一種新型數控插齒機演示儀，包括機架、印齒機構、水平進給機構； 機架包括蓋板10、支撐板11、兩根支撐柱12 ;支撐板11豎直安裝，蓋板10的一端安裝在支撐板11的頂部，兩根支撐柱12安裝在支撐板11的底部；支蓋板10上方安裝有印泥9和墊塊8 ；印齒機構包括機座1、電磁鐵51、第一大齒輪22、第一小齒輪21、第一驅動電機13、插齒刀桿軸24、兩個滑動軸承23、彈簧52、插齒刀25、螺栓下墊片61、螺栓62 ；電磁鐵51安裝在機座I底部，第一大齒輪22安裝在電磁鐵51上方，并與電磁鐵51保持3?7mm的垂直距離，使得電磁鐵51在通電后對第一大齒輪22有足夠的吸引力，且保證第一大齒輪22的行程在一定范圍內(第一大齒輪22不會接觸電磁鐵51),相比于連桿或凸輪機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型數控插齒機演示儀，包括機架、印齒機構、水平進給機構；其特征在于，所述機架包括蓋板（10）、支撐板（11）、兩根支撐柱（12）；支撐板（11）豎直安裝，蓋板（10）的一端安裝在支撐板（11）的頂部，兩根支撐柱（12）安裝在支撐板（11）的底部；蓋板（10）上方安裝有印泥（9）和墊塊（8）；所述印齒機構包括機座（1）、電磁鐵（51）、第一大齒輪（22）、第一小齒輪（21）、第一驅動電機（13）、插齒刀桿軸（24）、兩個滑動軸承（23）、彈簧（52）、插齒刀（25）、螺栓下墊片（61）、螺栓（62）；電磁鐵（51）安裝在機座（1）底部，第一大齒輪（22）安裝在電磁鐵（51）上方，并與電磁鐵（51）保持3~7mm的垂直距離，第一大齒輪（22）上方連接插齒刀桿軸（24）的底端，插齒刀桿軸（24）頂端通過插齒刀（25）頂部的螺栓下墊片（61）、螺栓（62）與插齒刀（25）固定，彈簧（52）安裝在插齒刀桿軸（24）上，彈簧（52）頂端接觸插齒刀桿軸（24）的軸肩下端面，彈簧（52）底端接觸機座（1）的機座上端面（16）；第一大齒輪（22）與第一小齒輪（21）嚙合，第一小齒輪（21）連接第一電機（13）；插齒刀桿軸（24）安裝有兩個滑動軸承（23）；所述水平進給機構包括第二電機（14）、第三電機（15）、聯軸器（41）、第一滾動軸承（42）、滾珠絲杠（43）、滾動螺母（44）、第二滾動軸承（33）、第二小齒輪（31）、第二大齒輪（32）、滑塊（45）、紙坯軸（34）、紙坯（35）、端部壓蓋（7）、導軌（46）；滑塊（45）安裝在導軌（46）上，可在導軌（46）上水平滑動；滑塊（45）安裝有滾動螺母（44），滾珠絲杠（43）一端通過聯軸器（41）與第二電機（14）相連，另一端穿過滾動螺母（44）；第二小齒輪（31）與第二電機（15）相連，并與第二大齒輪（32）嚙合；紙坯軸（34）底端與第二大齒輪（32）連接，中部穿過滑塊（45），頂部與端部壓蓋（7）連接；紙坯軸（34）的軸肩上端面與端部壓蓋（7）之間安裝有紙坯（35）；第二滾動軸承（33）安裝在紙坯軸（34）上；兩根支撐柱（12）一端與支撐板（11）下端固定，另一端與機座（1）下端固定，蓋板（10）安裝在支撐板（11）和機座（1）的頂面上，蓋板（10）開有孔和槽，孔內穿有彈簧（52）和插齒刀桿軸（24），槽內穿有紙坯軸（34）；蓋板（10）上的印泥（9）和墊塊（8）位于插齒刀（25）下方。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王慶九，崔霄，張朝賀，楊拓宇，高宇，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33