漸開線齒輪齒廓描畫儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型具體涉及漸開線齒輪齒廓描畫儀，包括基圓、動力裝置、傳動裝置、描畫裝置；動力裝置，用于產生使描畫裝置運動的轉動力；傳動裝置包括：與動力裝置固定連接并傳送轉動力的第一傳動軸、與第一傳動軸相連驅動畫筆移動的第一傳動組件、與第一傳動軸相連驅動畫紙移動的第二傳動組件，第一傳動組件、第二傳動組件輪流產生轉動力傳送；描畫裝置包括：畫筆、裝載畫筆的第一裝載組件、畫紙、裝載畫紙的第二裝載組件，第一裝載組件與基圓相切；第一裝載組件與第一傳動組件固定連接，并受第一傳動組件驅動；第二裝載組件與第二傳動組件固定連接，并受第二傳動組件驅動。本實用新型能通過簡單傳動進行漸開線的描畫，形象展示漸開線齒輪齒廓的生成。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型機械領域，具體而言，涉及漸開線齒輪齒廓描畫儀。 漸開線齒輪齒廓描畫儀
【背景技術】
[0002] 設半徑為rb的圓上有一直線L與其相切，當直線L沿圓周作純滾動時，直線上任 一點K的軌跡稱為該圓的漸開線。該圓稱為基圓，rb稱為基圓半徑，直線L稱為發生線。齒 輪的齒廓就是由兩段對稱漸開線組成的，如圖1所示。
[0003] 對一個剛剛接觸漸開線齒輪齒廓的人來說，如果想象力不夠，且空間感差的話，理 解上述理論存在一定的困難。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種漸開線齒輪齒廓描畫儀，以解決漸開線齒輪齒廓 難易抽象理解的問題。
[0005] 本實用新型實施例提供了一種漸開線齒輪齒廓描畫儀，包括基圓、動力裝置、傳動 裝置、描畫裝置；
[0006] 所述動力裝置，其用于產生使所述描畫裝置運動的轉動力；
[0007] 所述傳動裝置包括：與所述動力裝置固定連接，用于傳送所述轉動力的第一傳動 軸、與所述第一傳動軸相連驅動畫筆移動的第一傳動組件、與所述第一傳動軸相連驅動畫 紙移動的第二傳動組件，所述第一傳動組件、所述第二傳動組件輪流產生轉動力的傳送；
[0008] 所述描畫裝置包括：畫筆、裝載所述畫筆的第一裝載組件，所述第一裝載組件與所 述基圓相切、畫紙、裝載所述畫紙的第二裝載組件；所述第一裝載組件與所述第一傳動組件 固定連接，并受所述第一傳動組件的驅動；所述第二裝載組件與所述第二傳動組件固定連 接，并受所述第二傳動組件的驅動。
[0009] 在一些實施例中，優選為，所述第一傳動組件包括：套于所述第一傳動軸上并與所 述第一傳動軸固定連接的第一扇形齒輪、與所述第一扇形齒輪嚙合的第一齒輪、與所述第 一齒輪通過曲柄滑塊連接的第二傳動軸，當所述第二傳動組件產生轉動力的傳送時，所述 第一扇形齒輪不和所述第一齒輪嚙合；所述第二傳動軸與所述第一裝載組件相連接，將所 述轉動力傳輸給所述第一裝載組件。
[0010] 在一些實施例中，優選為，所述曲柄滑塊的滑塊固定于所述第一齒輪的齒面上，所 述滑塊在所述曲柄上直線滑動并帶動滑塊轉動，所述曲柄的一端與所述第二傳動軸固定連 接并帶動所述第二傳動軸轉動。
[0011] 在一些實施例中，優選為，所述第二傳動組件包括：套于所述第一傳動軸上并與所 述第一傳動軸固定連接的第二扇形齒輪、與所述第二扇形齒輪嚙合的第二齒輪，當所述第 一傳動組件產生轉動力的傳送時，所述第二扇形齒輪不和所述第二齒輪嚙合；所述第二齒 輪與所述第二裝載組件固定連接，將所述轉動力傳輸給所述第二裝載組件。
[0012] 在一些實施例中，優選為，所述第一裝載組件包括：設有畫筆安裝槽的橫桿、與所 述橫桿相連接且始終保持所述橫桿與所述基圓相切的調節組件，所述調節組件與所述第二 傳動軸相連接，受所述第二傳動軸驅動。
[0013] 在一些實施例中，優選為，所述調節組件包括：分別穿過所述第二傳動軸的第一支 桿、第二支桿，所述橫桿的兩端分別與所述第一支桿、所述第二支桿滑動連接；所述調節組 件還包括：擺桿，所述擺桿的一端與所述第二傳動軸可拆卸式固定連接，并與所述第二傳動 軸同步轉動，所述擺桿的另一端連接有圓柱形調節件，所述圓柱形調節件的軸向平行于所 述第二傳動軸；所述橫桿夾于所述圓柱形調節件和所述基圓之間，并分別與所述圓柱形調 節件、所述基圓緊密接觸。
[0014] 在一些實施例中，優選為，所述圓柱形調節件為圓筒狀彈性體。
[0015] 在一些實施例中，優選為，所述第二裝載組件包括：畫紙的靠板，所述靠板處于所 述基圓和所述第二傳動組件之間，當描畫所述漸開線齒輪齒廓時，畫紙處于所述基圓和所 述靠板之間，所述靠板穿過所述第二傳動軸，不與所述第二傳動軸發生同步運動，并與所述 第二傳動組件固定連接。
[0016] 在一些實施例中，優選為，當描畫所述漸開線齒輪齒廓時，畫紙受所述基圓和所述 靠板的擠壓；或，所述靠板設有畫紙夾持件。
[0017] 在一些實施例中，優選為，所述基圓選自于多個不同直徑備選基圓的任意一個；所 述基圓通過可拆卸方式套于所述第二傳動軸的軸套上。
[0018] 本實用新型實施例提供的漸開線齒輪齒廓描畫儀，與現有技術相比，動力裝置產 生驅動描畫裝置運轉的轉動力，該轉動力通過傳動裝置傳送到描畫裝置，描畫裝置在轉動 力的情況下，裝載畫筆的第一裝載組件與基圓相切，畫筆動畫紙不動完成一個齒廓的一半， 然后畫筆不動畫紙動完成該齒廓的另一半，近而完成一個齒廓的描畫。該漸開線齒輪齒廓 描畫儀能夠通過簡單的傳動執行漸開線的描畫，從而形象的展示出漸開線齒輪齒廓的生成 方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為漸開線齒輪齒廓的說明示意圖；
[0020] 圖2為本實用新型一個實施例中漸開線齒輪齒廓描畫儀的主視示意圖；
[0021] 圖3為圖2實施例中漸開線齒輪齒廓描畫儀的某一角度的立體結構示意圖；
[0022] 圖4為圖2實施例中漸開線齒輪齒廓描畫儀的另一角度的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面通過具體的實施例子結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0024] 考慮到漸開線齒輪齒廓，在本實用新型實施例提供了一種漸開線齒輪齒廓描畫 儀，包括基圓、動力裝置、傳動裝置、描畫裝置；
[0025] 動力裝置，其用于產生使描畫裝置運動的轉動力；
[0026] 傳動裝置包括：與動力裝置固定連接，用于傳送轉動力的第一傳動軸、與第一傳動 軸相連驅動畫筆移動的第一傳動組件、與第一傳動軸相連驅動畫紙移動的第二傳動組件， 第一傳動組件、第二傳動組件輪流產生轉動力的傳送；
[0027] 描畫裝置包括：畫筆、裝載畫筆的第一裝載組件，第一裝載組件與基圓相切、畫紙、 裝載畫紙的第二裝載組件；第一裝載組件與第一傳動組件固定連接，并受第一傳動組件的 驅動；第二裝載組件與第二傳動組件固定連接，并受第二傳動組件的驅動。
[0028] 動力裝置產生驅動描畫裝置運轉的轉動力，該轉動力通過傳動裝置傳送到描畫裝 置，描畫裝置在轉動力的情況下，裝載畫筆的第一裝載組件與基圓相切，畫筆動畫紙不動完 成一個齒廓的一半，然后畫筆不動畫紙動完成該齒廓的另一半，近而完成一個齒廓的描畫。 該漸開線齒輪齒廓描畫儀能夠通過簡單的傳動執行漸開線的描畫，從而形象的展示出漸開 線齒輪齒廓的生成方式。
[0029] 下面通過對該漸開線齒輪齒廓描畫儀做更為具體、詳細的描述：
[0030] -種漸開線齒輪齒廓描畫儀，如圖2、3、4,包括基圓14、動力裝置、傳動裝置、描畫 裝置；基于該四個裝置完成漸開線齒輪齒廓的描畫，或者成為生成。其中，
[0031] 動力裝置，其用于產生使描畫裝置運動的轉動力；基于該動力裝置的功能和作用， 其呈現的形式是多種多樣的，比如：手柄1、轉盤、搖桿或其他能夠產生轉動力的方式。
[0032] 傳動裝置包括：與動力裝置固定連接，用于傳送轉動力的第一傳動軸2、與第一傳 動軸2相連驅動畫筆移動的第一傳動組件、與第一傳動軸2相連驅動畫紙移動的第二傳動 組件，第一傳動組件、第二傳動組件輪流產生轉動力的傳送，第一傳動軸2、第一傳動組件是 為了給畫筆移動傳送轉動力；第一傳動軸2和第二傳動組件是為了給畫紙移動傳送動力； 由于每一個齒輪齒廓都需要兩個漸開線構成，所以，需要兩種描畫方法，這兩種描畫方法分 別由第一傳動組件和第二傳動組件分別控制；
[0033] 描畫裝置包括：畫筆、裝載畫筆的第一裝載組件，第一裝載組件與基圓14相切；畫 紙、裝載畫紙的第二裝載組件；第一裝載組件與第一傳動組件固定連接，并受第一傳動組件 的驅動；第二裝載組件與第二傳動組件固定連接，并受第二傳動組件的驅動。
[0034]由于完成第一傳動組件的結構可以參照其功能做變動性設計，本實施例中采用了 如下的設計方式：第一傳動組件包括套于第一傳動軸2上并與第一傳動軸2固定連接的第 一扇形齒輪3、與第一扇形齒輪3哨合的第一齒輪4、與第一齒輪4通過曲柄滑塊連接的第 二傳動軸7 ;第一扇形齒輪3與第一傳動軸2同步轉動，第一齒輪4通過哨合方式，隨第一 扇形齒輪3轉動，曲柄滑塊的結構能夠完成轉動的傳遞，則，第二轉動軸通過曲柄滑塊的傳 遞隨著第一齒輪4轉動。第二傳動軸7與第一裝載組件相連接，將轉動力傳輸給第一裝載 組件。
[0035] 鑒于上述對齒輪齒廓需要兩個漸開線構成的分析，當第二傳動組件產生轉動力的 傳送時，第一扇形齒輪3不和第一齒輪4嚙合，只要不嚙合，則不能產生上述的傳動，則畫筆 不會移動。
[0036] 曲柄滑塊在第一齒輪4和第二傳動軸7之間的連接關系為：曲柄滑塊的滑塊9固 定于第一齒輪4的齒面上，滑塊9在曲柄8上直線滑動并帶動滑塊9轉動，曲柄8的一端與 第二傳動軸7固定連接并帶動第二傳動軸7轉動。滑塊9隨第一齒輪4轉動，并帶動曲柄 8轉動，且在曲柄8上滑動，解決滑塊9相對第二傳動軸7的轉動半徑時刻變化的問題。
[0037] 同上，完成第二傳動組件的結構可以參照其功能做變動性設計，本實施例中采用 了如下的設計方式：第二傳動組件包括套于第一傳動軸2上并與第一傳動軸2固定連接的 第二扇形齒輪5、與第二扇形齒輪5哨合的第二齒輪6,第二扇形齒輪5與第一傳動軸2同步 轉動，第二齒輪6通過嚙合隨第二扇形齒輪5轉動，第二齒輪6與第二裝載組件固定連接， 將轉動力傳輸給第二裝載組件。當第一傳動組件產生轉動力的傳送時，第二扇形齒輪5不 和第二齒輪6嚙合，只要不嚙合，則不能產生上述的傳動，則畫紙不會移動。
[0038] 同上，完成第一裝載組件的結構可以參照其功能做各種變動式設計，本實施例中 采用了如下的設計方式：第一裝載組件包括設有畫筆安裝槽13的橫桿15、與橫桿15相連 接且始終保持橫桿15與基圓14相切的調節組件，調節組件與第二傳動軸7相連接，受第二 傳動軸7驅動。第二轉動軸驅動調節組件轉動，調節組件帶動橫桿15轉動，橫桿15上安裝 有畫筆，由于調節組件能夠使橫桿15與基圓14保持相切，符合漸變線的原理，畫出一個齒 輪齒廓的一部分。
[0039] 調節組件的作用如上所述，在不同的實施例中可以有各種設計，本領域技術人員 可以對其任意發揮，在本實施例中，調節組件包括：分別穿過第二傳動軸7的第一支桿11、 第二支桿，第一支桿11、第二支桿在沒有任何阻力的情況下可以圍繞第二轉動軸轉動，橫桿 15的兩端分別與第一支桿11、第二支桿滑動連接，也就是說橫桿15與第一支桿11、第二支 桿的連接點可以隨意動，橫桿15的具體姿態由調節組件由擺桿12來定；調節組件還包括： 擺桿12,擺桿12的一端與第二傳動軸7可拆卸式固定連接，并與第二傳動軸7同步轉動， 擺桿12的另一端連接有圓柱形調節件，圓柱形調節件的軸向平行于第二傳動軸7 ;橫桿15 夾于橡膠圈16和基圓14之間，并分別與橡膠圈16、基圓14緊密接觸，擺桿12歲第二傳動 軸7轉動后，會攜帶圓柱形調節件轉動，圓柱形調節件會壓著橫桿15轉變姿態，并運動，畫 筆滑下漸變線。
[0040] 由于擺桿12實質上起到了半徑的作用，為了給橫桿15均勻施力，且不發生錯誤操 作，無法施力的情況，建議圓柱形調節件采用圓筒狀彈性體（比如：橡膠圈、樹脂圈、橡皮圈 等），套于擺桿12引出的橫向分支上，彈性體能夠產生力量的緩沖，增強漸變性的圓滑度。
[0041] 第二裝載組件包括：畫紙的靠板10,畫紙可以靠在靠板10上，置于畫紙在靠板10 上的固定方式，可以采用任何一種方式，比如，人工固定，或機械夾持等，靠板10處于基圓 14和第二傳動組件之間，當描畫漸開線齒輪齒廓時，畫紙處于基圓14和靠板10之間，靠板 10穿過第二傳動軸7,并與第二傳動組件固定連接，靠板10穿過第二傳動軸7但是不隨第 二傳動軸7轉動，靠板10隨第二傳動組件的驅動，與第二傳動組件同步轉動。
[0042] 由于漸變線需要在畫紙上描畫，因此，畫紙可以同第二裝載組件同時運動，但是不 能發生相對運動，為了更好的固定畫紙，受基圓14和靠板10的擠壓，通過擠壓來固定畫紙； 或，靠板10設有畫紙夾持件，通過夾持來固定畫紙。
[0043] 為了畫不同尺寸的齒輪齒廓，需要不同尺寸（比如：不同直徑尺寸）的基圓14,因 此，基圓14選自于多個不同直徑備選基圓14的任意一個，通過選擇來描畫不同的齒輪齒 廓；基圓14通過可拆卸方式套于第二傳動軸7的軸套上，為了方便基圓14的更換，可拆卸 的連接方式是最好的，這種可拆卸連接方式在機械領域非常常見，比如：螺紋連接、銷接、扣 接、定位鍵連接等。
[0044] 下面通過一個具體的例子來描述該漸變線齒輪齒廓描畫儀：
[0045] 該漸變線齒輪齒廓描畫儀的結構為：手柄1產生轉動力，手柄1與第一傳動軸2相 連接，第一扇形齒輪3 (尺寸較大）固定套在第一傳動軸2上，與第一傳動軸2同步轉動，第 一扇形齒輪3較靠近手柄1的位置，第一齒輪4 (尺寸較小）與第一扇形齒輪3嚙合，第一 齒輪4的齒面上固定有滑塊9,滑塊9的另一端在曲柄8上滑動，滑塊9隨第一齒輪4轉動， 滑塊9帶動曲柄8轉動，并在曲柄8上滑動，曲柄8的另一端與第二傳動軸7固定連接，曲 柄8帶動第二傳動軸7轉動，擺桿12的一端與第二傳動軸7固定連接，隨第二傳動軸7轉 動，擺桿12的另一端固定連接有橡皮圈16,橡皮圈16的軸向平行于第二傳動軸7,橡皮圈 隨擺桿12轉動，橡膠圈壓著橫桿15,橫桿15的兩端與第一支桿11、第二支桿17滑動連接， 橡膠圈壓著橫桿15相對第一支桿11、第二支桿17發生姿態變化，且轉動，橫桿15上安裝有 畫筆，畫筆隨之移動；橫桿15夾于橡皮圈和基圓14中間，基圓14也套在第二轉動軸上，但 不隨第二轉動軸轉動；橫桿15與基圓14之間隨時保持相切；
[0046] 在第一傳動軸2上還套有第二扇形齒輪5 (尺寸較小），第二扇形齒輪5與第一傳 動軸2同步轉動，第二扇形齒輪5嚙合第二齒輪6 (尺寸較大），第二齒輪6隨之轉動，第二 齒輪6也套于第二傳動軸7上，但不隨第二傳動軸7轉動（為了達到這個目的，第二齒輪6 可以套在第二傳動軸7的軸套上，其他的不同步運動的也可以采用這種連接方式），第二齒 輪6上固定連接（比如：焊接）靠板10,該靠板10隨第二齒輪6轉動，該靠板10也套在第 二傳動軸7的軸套上；
[0047] 在第二傳動軸7上各組件的位置關系為，從第二傳動軸7的末端起，依次為：擺桿 12、第一支架、第二支架、基圓14、靠板10、第二齒輪6、曲柄8。
[0048] 在描畫齒輪齒廓時，畫紙處于基圓14和靠板10之間，被基圓14和靠板10緊緊夾 住，固定住，畫筆緊靠畫紙。
[0049] 第一扇形齒輪3的有效齒數為24,第二扇形齒輪5的有效齒數為4。
[0050] 基于上述結構，工作原理為：
[0051] 轉動手柄1，第一扇形齒輪3、第二扇形齒輪5分別開始同步轉動，第一扇形齒輪3 通過嚙合帶動第一齒輪4轉動，第一齒輪4通過滑塊9、曲柄8帶動第二傳動軸7轉動，第二 傳動軸7帶動擺桿12轉動，擺桿12壓著橫桿15滑動，橫桿15帶動畫筆在畫紙上畫出一條 漸變線，在畫筆轉動的同時，第二扇形齒輪5和第二齒輪6處于非哨合狀態；待第一扇形齒 輪3和第一齒輪4脫離嚙合狀態時，第二扇形齒輪5和第二齒輪6之間開始嚙合，第二齒輪 6隨之轉動，第二齒輪6帶動靠板10運動，靠板10帶動畫紙運動，畫筆靜止，畫筆再畫紙上 畫出另一個漸變線。接著轉動手柄1，進入下一個循環，逐漸畫出一個有一個齒輪齒廓。
[0052] 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于，包括基圓、動力裝置、傳動裝置、描畫裝 置； 所述動力裝置，其用于產生使所述描畫裝置運動的轉動力； 所述傳動裝置包括：與所述動力裝置固定連接，用于傳送所述轉動力的第一傳動軸、與 所述第一傳動軸相連驅動畫筆移動的第一傳動組件、與所述第一傳動軸相連驅動畫紙移動 的第二傳動組件，所述第一傳動組件、所述第二傳動組件輪流產生轉動力的傳送； 所述描畫裝置包括：畫筆、裝載所述畫筆的第一裝載組件、畫紙、裝載所述畫紙的第二 裝載組件，所述第一裝載組件與所述基圓相切；所述第一裝載組件與所述第一傳動組件固 定連接，并受所述第一傳動組件的驅動；所述第二裝載組件與所述第二傳動組件固定連接， 并受所述第二傳動組件的驅動。
2. 如權利要求1所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于，所述第一傳動組件包括： 套于所述第一傳動軸上并與所述第一傳動軸固定連接的第一扇形齒輪、與所述第一扇形齒 輪嚙合的第一齒輪、與所述第一齒輪通過曲柄滑塊連接的第二傳動軸；當所述第二傳動組 件產生轉動力的傳送時，所述第一扇形齒輪不和所述第一齒輪嚙合； 所述第二傳動軸與所述第一裝載組件相連接，將所述轉動力傳輸給所述第一裝載組 件。
3. 如權利要求2所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于，所述曲柄滑塊的滑塊固 定于所述第一齒輪的齒面上，所述滑塊在曲柄上直線滑動并帶動滑塊轉動，所述曲柄的一 端與所述第二傳動軸固定連接并帶動所述第二傳動軸轉動。
4. 如權利要求1所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于，所述第二傳動組件包括： 套于所述第一傳動軸上并與所述第一傳動軸固定連接的第二扇形齒輪、與所述第二扇形齒 輪嚙合的第二齒輪，當所述第一傳動組件產生轉動力的傳送時，所述第二扇形齒輪不和所 述第二齒輪嚙合； 所述第二齒輪與所述第二裝載組件固定連接，將所述轉動力傳輸給所述第二裝載組 件。
5. 如權利要求1所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于，所述第一裝載組件包括： 設有畫筆安裝槽的橫桿、與所述橫桿相連接且始終保持所述橫桿與所述基圓相切的調節組 件，所述調節組件與所述第二傳動軸相連接，受所述第二傳動軸驅動。
6. 如權利要求5所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于， 所述調節組件包括：分別穿過所述第二傳動軸的第一支桿、第二支桿，所述橫桿的兩端 分別與所述第一支桿、所述第二支桿滑動連接； 所述調節組件還包括：擺桿，所述擺桿的一端與所述第二傳動軸可拆卸式固定連接，并 與所述第二傳動軸同步轉動，所述擺桿的另一端連接有圓柱形調節件，所述圓柱形調節件 的軸向平行于所述第二傳動軸；所述橫桿夾于所述圓柱形調節件和所述基圓之間，并分別 與所述圓柱形調節件、所述基圓緊密接觸。
7. 如權利要求6所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于，所述圓柱形調節件為圓 筒狀彈性體。
8. 如權利要求1所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于，所述第二裝載組件包括： 畫紙的靠板，所述靠板處于所述基圓和所述第二傳動組件之間，當描畫所述漸開線齒輪齒 廓時，畫紙處于所述基圓和所述靠板之間，所述靠板穿過所述第二傳動軸，不與所述第二傳 動軸發生同步運動，并與所述第二傳動組件固定連接。
9. 如權利要求8所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于， 當描畫所述漸開線齒輪齒廓時，畫紙受所述基圓和所述靠板的擠壓；或， 所述靠板設有畫紙夾持件。
10. 如權利要求1-9任一項所述的漸開線齒輪齒廓描畫儀，其特征在于，所述基圓選自 于多個不同直徑備選基圓的任意一個； 所述基圓通過可拆卸方式套于所述第二傳動軸的軸套上。
【文檔編號】B43L11/08GK203902063SQ201420244958
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】王明旭, 張濤, 石海兵, 王振, 李鵬飛, 侯利國 申請人:河南工業大學