實心圓軸扭轉變形演示教具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種實心圓軸扭轉變形演示教具，包括支撐架、蓋板和彈性橡膠棒，彈性橡膠棒由實心圓軸體和方形夾持部構成，在實心圓軸體的外圓周面上設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、對稱設置在底座左右兩側的支座構成，每個支座的上方設置有一個蓋板，且支撐架與蓋板通過螺栓鎖緊在一起，實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，在每個蓋板的內、外壁上均設置有環繞所述圓孔的角度刻線。能夠直觀、形象地展示實心圓軸在扭轉時的變形情況、以及扭力變化與材料變形的關系，便于學生觀察理解，結構簡單，操作方便。
【專利說明】實心圓軸扭轉變形演示教具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及教學用具，用于演示實心圓軸扭轉變形的教具。
【背景技術】
[0002]結合圖1、圖2所示，實心圓軸扭轉變形特點是:各橫截面象剛性圓盤似地繞軸線發生相對轉動，且截面之間的距離不變。但是，在實際教學過程中，僅靠理論講授學生感覺不真實、不直觀生動、不容易理解，往往達不到希望的效果，給教師的教學帶來不便。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種演示教具，能直觀、形象地展示實心圓軸扭轉變形的現象，以便于學生觀察、理解。
[0004]為達上述目的，本實用新型提供的一種實心圓軸扭轉變形演示教具，包括一個支撐架(I)、兩個蓋板(2)和一個彈性橡膠棒(3)，所述彈性橡膠棒(3)由中部的實心圓軸體(3a)、對稱設置在實心圓軸體(3a)兩端的橫截面為方形的夾持部(3b)構成，在實心圓軸體(3a)的外圓周面上設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)、對稱設置在底座(Ia)左右兩側的支座(Ib)構成，每個支座(Ib)的上方設置有一個所述蓋板(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，在每個蓋板(2)的內、外壁上均設置有環繞所述圓孔的角度刻線。
[0005]優選為，所述角度刻線的起點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，突出顯示的縱向線與角度刻線的起點重合，更能定量顯示出實心圓軸體材料變形與轉動角度的關系。
[0006]在彈性橡膠棒的實心圓軸體的外圓周面上設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，通過扭力扳手對彈性橡膠棒施加一對大小相等，方向相反的力偶，會發現彈性橡膠棒表面發生如下變化:(I)各垂直于軸線的圓周線發生相對轉動，但形狀、大小、相互距離均無變化，說明實心圓軸縱向與橫向均無變形即橫截面上無正應力；(2)各平行于軸線的縱向線傾斜了相同的微小角度，原來的方格均變為平面四邊形，但平行于軸線的縱向線仍近似為直線，說明實心圓軸截面上各點相對轉動，發生剪切變形即橫截面上有剪應力，其方向與半徑垂直。
[0007]本實用新型的有益效果是:能夠直觀、形象地展示實心圓軸在扭轉時的變形情況、以及扭力變化與材料變形的關系，以便于學生觀察、理解并掌握其變化過程和原理，并且結構簡單，操作方便。【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是實心圓軸扭轉前的示意圖。
[0009]圖2是實心圓軸扭轉變形后的示意圖。
[0010]圖3是本實用新型的結構示意圖。
[0011]圖4是圖3的C-C剖視圖。
[0012]圖5是圖3的分解示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0014]結合圖3——圖5所示的實心圓軸扭轉變形演示教具，由一個支撐架1、兩個蓋板
2、一個彈性橡膠棒3和若干螺栓4組成。彈性橡膠棒3由中部的實心圓軸體3a、對稱設置在實心圓軸體3a兩端的夾持部3b構成，夾持部3b的橫截面為方形，與扭力扳手的套筒匹配。在實心圓軸體3a的外圓周面上設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、對稱設置在底座Ia左右兩側的支座Ib構成，每個支座Ib的上方設置有一個蓋板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，在每個蓋板2的內、外壁上均設置有環繞圓孔的角度刻線。
[0016]最好是，角度刻線的起點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心圓軸受扭力變形的情況、以及扭力變化與材料變形的關系(即線條交叉形成的方格形狀的變化與扭力的關系)，可多次重復演示，經濟環保安全；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，實心圓軸體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，縱橫交錯的線條形成許多方格。使用時，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、不同的方向板動彈性橡膠棒3，可發現線條交叉形成的方格形狀發生改變，突出顯示的圓周線3d相對刻度線起點角度發現改變，隨扭力增加方格形狀與扭轉角度的變化也增加。
[0018]通過以上演示說明:(1)實心圓軸縱向與橫向均無變形，即橫截面上無正應力；
(2)實心圓軸截面上各點相對轉動，發生剪切變形即橫截面上有剪應力，其方向與半徑垂直。
【權利要求】
1.一種實心圓軸扭轉變形演示教具，其特征在于:包括一個支撐架(I)、兩個蓋板(2)和一個彈性橡膠棒(3)，所述彈性橡膠棒(3)由中部的實心圓軸體(3a)、對稱設置在實心圓軸體(3a)兩端的橫截面為方形的夾持部(3b)構成，在實心圓軸體(3a)的外圓周面上設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)、對稱設置在底座(Ia)左右兩側的支座(Ib)構成，每個支座(Ib)的上方設置有一個所述蓋板(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，在每個蓋板(2)的內、外壁上均設置有環繞所述圓孔的角度刻線。
2.根據權利要求1所述的實心圓軸扭轉變形演示教具，其特征在于:所述角度刻線的起點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】G09B25/02GK203588576SQ201320776162
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】唐波 申請人:重慶工業職業技術學院