一種用于機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的組合實訓(xùn)臺及其使用方法與流程

本發(fā)明屬于機(jī)械專業(yè)教學(xué)設(shè)備，具體涉及一種用于機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的組合實訓(xùn)臺及其使用方法。

背景技術(shù)：

減速器是機(jī)械設(shè)計教學(xué)中必教的重點，并且也是機(jī)械設(shè)計這一課程設(shè)計的要求，目前在教學(xué)過程中，采用的大多是書本結(jié)合減速器實物進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生從書本上只能夠大概了解減速器的種類和傳動原理，而減速器產(chǎn)品大多較笨重并且成本較高，并且單一的減速器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較單一，一些減速器涉及的傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不利于拆裝教學(xué)，作為初次接觸減速器的學(xué)生也不能夠較透明的接觸到所有部分，因此反而阻礙了學(xué)生了解減速器的結(jié)構(gòu)及裝配知識。

現(xiàn)有技術(shù)中存在很大一部分的關(guān)于減速器的實驗臺，不過大多是以測試減速器的工作性能而設(shè)定的，很少有涉及到減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)拆裝組合的教學(xué)設(shè)備。如申請?zhí)枮?01510597789.8的中國專利文獻(xiàn)公開了一種變速箱教學(xué)實驗臺，其技術(shù)方案包括底座、托板以及測試架，在托板上安裝有變速箱定位夾具，所述測試架為框架結(jié)構(gòu)，在底板上安裝有一驅(qū)動電機(jī)，在頂板上還安裝有一動力傳遞電機(jī)，在動力傳遞電動機(jī)的的電動機(jī)構(gòu)軸的另一端安裝有小帶輪，在頂板的下側(cè)水平設(shè)有一主軸，在主軸上安裝有一大帶輪，所述小帶輪和大帶輪通過傳動皮帶相連，該專利能夠直觀的展示變速箱的動力傳遞過程，但是對于變速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造和裝配關(guān)系不能夠進(jìn)行有效展示和拆裝操作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計在減速器結(jié)構(gòu)、裝配方面缺少有效的教學(xué)設(shè)備，提供一種用于機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的組合實訓(xùn)臺及其使用方法，填補(bǔ)關(guān)于減速器在結(jié)構(gòu)、裝配方面的專用教學(xué)設(shè)備的空白。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用于機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的組合實訓(xùn)臺，包括一實驗桌1及減速器模塊，所述實驗桌的桌面11上設(shè)有若干排列的定位槽14，減速器模塊分為箱體部件21、端蓋密封部件22、軸部件23及齒輪部件24，其中減速器箱體采用分體結(jié)構(gòu)，由若干段分體的箱體部件21圍成，其中，所述箱體部件21分別通過固定螺栓4固定在桌面11的定位槽14中，減速器的端蓋密封部件22、軸部件23及齒輪部件24在固定的減速器箱體內(nèi)進(jìn)行裝配。

進(jìn)一步的，所述箱體部件21通過壓板3固定在桌面上，所述壓板3一端支撐在桌面上，另一端搭接在箱體部件21的底部凸臺上，所述壓板3上設(shè)有腰形孔31，所述固定螺栓4穿過腰形孔將箱體部件固定在桌面的定位槽14中。

進(jìn)一步的，所述定位槽14沿縱向和橫向交錯設(shè)置，兩個方向的定位槽分別等距均勻分布。

優(yōu)選的，所述定位槽14為T形槽。

進(jìn)一步的，所述定位槽14之間的桌面11上設(shè)有墊板15，避免箱體部件與桌面接觸磨損。

進(jìn)一步的，所述實驗桌1的桌面上排列設(shè)有用于放置零件的展示盒13，所述實驗桌1的桌面11下方設(shè)有儲物抽屜12，可分別用于放置拆卸下來的減速器零部件以及不常用的零件或者裝配工具。

進(jìn)一步的，所述組合實訓(xùn)臺在實驗桌1的中間位置通過展示盒13分為對稱的兩個實驗區(qū)域，每個實驗區(qū)域的桌面11上均設(shè)有定位槽14。

在本發(fā)明的組合實訓(xùn)臺中，所述實驗桌1上還通過鉸軸設(shè)有可調(diào)角度的顯示器16，顯示器16朝向?qū)嶒瀰^(qū)域設(shè)置，可顯示操作三維各減速器拆裝過程和使用方法，提供現(xiàn)場裝配視頻及三維虛擬仿真軟件。

本發(fā)明還公開了上述一種用于機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的組合實訓(xùn)臺的使用方法，具體如下：學(xué)生根據(jù)設(shè)計的減速器選擇相應(yīng)尺寸的減速器模塊，首先將箱體部件21固定在桌面的定位槽中，然后在箱體部件21上依次裝配軸部件23和齒輪部件24，并最終將端蓋密封部件22與箱體部件21裝配固定。

進(jìn)一步的，減速器箱體為去除上蓋的下半部箱體，分體的箱體部件21上有且僅有一個對應(yīng)軸部件23裝配的半圓安裝孔位，在固定裝配減速器模塊時，按照軸部件的傳動排布方式依次完成減速器中每個軸部件對應(yīng)的箱體部件、齒輪部件及端蓋密封部件裝配，最終實現(xiàn)整個減速器的拼合。

本發(fā)明將減速器的下箱體分成若干塊，可根據(jù)不同設(shè)計類型的減速器進(jìn)行拼裝，可用于平行軸減速器、交叉軸錐齒輪減速器或者行星減速器的拼裝，并通過實驗桌的桌面定位槽進(jìn)行定位固定，然后根據(jù)設(shè)計的減速器其他零部件在固定好的下箱體中進(jìn)行裝配，包括軸部件、齒輪部件以及端蓋密封部件等，在裝配過程中讓學(xué)生直觀地了解減速器的結(jié)構(gòu)和裝配知識，簡單的裝配操作還可提高初步接觸減速器的學(xué)生的動手能力。

本實驗臺為一開放性實驗臺，讓學(xué)生設(shè)計構(gòu)思減速器外形，可讓學(xué)生自己根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計選擇減速器方案，選擇設(shè)計軸承、潤滑與密封方案，實現(xiàn)軸承的組合設(shè)計，減速器的附件與設(shè)計，可實現(xiàn)傳動性能的分析與調(diào)整，并可完成零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)思與測量繪制，在下箱體剖分面適當(dāng)?shù)奈恢蒙袭嫵鰸櫥蜏?，?gòu)思設(shè)置油標(biāo)、放油螺塞位置，測量調(diào)整齒輪嚙合中心距，測量兩齒輪嚙合實際間隙等實驗操作。

由上所述，采用本發(fā)明提出了一種新型的教學(xué)模式，通過本發(fā)明可提高學(xué)生對于機(jī)械設(shè)計的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，零部件均采用通用鋁質(zhì)，可進(jìn)行多種類型的減速器教學(xué)，成本較低，可在設(shè)有機(jī)械專業(yè)的大專院?；蚪虒W(xué)機(jī)構(gòu)進(jìn)行廣泛推廣應(yīng)用。

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

附圖說明

圖1為實施例中的減速器組合實訓(xùn)臺拼裝效果示意圖。

圖2為實施例中的實驗桌桌面局部示意圖。

圖3為實施例中的桌面定位槽示意圖。

圖4為實施例中拼裝的減速器示意圖。

圖5為實施例中的壓板示意圖。

圖6為實施例中的另一種實驗桌示意圖。

圖7為圖6中的顯示器裝配示意圖。

圖8為實施例進(jìn)行單級圓柱齒輪減速器的第一步裝配示意圖，為一段箱體的裝配。

圖9為實施例進(jìn)行單級圓柱齒輪減速器的第二步裝配示意圖，為端蓋零件的裝配。

圖10為實施例進(jìn)行單級圓柱齒輪減速器的第三步裝配示意圖，為第一軸傳動組件的裝配。

圖11為實施例進(jìn)行單級圓柱齒輪減速器的第三步裝配示意圖，為二段箱體、第二軸傳動組件的裝配。

圖12為實施例進(jìn)行單級圓錐齒輪減速器的總體裝配示意圖。

圖13為實施例進(jìn)行分流式雙級圓柱齒輪減速器的總體裝配示意圖。

圖14為實施例進(jìn)行圓錐圓柱齒輪減速器的總體裝配示意圖。

圖中標(biāo)號：1-實驗桌，11-桌面，12-儲物抽屜，13-展示盒，14-定位槽，15-墊板，16-顯示器，161-第一鉸軸，162-第二鉸軸，2-減速器，21-箱體部件，22-端蓋密封部件，23-軸部件，24-齒輪部件，3-壓板，31-腰形孔，4-固定螺栓，41-固定螺母，42-墊圈。51-一段箱體，52-二段箱體，52-三段箱體，61-第一軸傳動組件，62-第二軸傳動組件，63-第三軸傳動組件，71-第一端蓋組件，72-第二端蓋組件。

具體實施方式

實施例

參見圖1，本實施例的減速器組合實訓(xùn)臺主體為實驗桌1，在實驗桌1的桌面11下方設(shè)有儲物抽屜12，可用于放置不常用的零件或者裝配工具，實驗桌1的桌面上還排列設(shè)有用于放置零件的展示盒13，展示盒按照不同類型的零部件進(jìn)行分類，如軸類零件展示盒、齒輪類零件展示盒、箱體類零件展示盒等，用于臨時放置拆卸下來的減速器零部件。

實驗桌的桌面11上設(shè)有若干定位槽14，本實施例中拼裝的減速器為一垂直軸的錐齒輪減速器，如圖4所示，減速器箱體采用分體結(jié)構(gòu)，其中下箱體由若干分體的箱體部件21圍成，其中，箱體部件21分別通過固定螺栓4固定在桌面11的定位槽14中，減速器的其余部件在拼裝的減速器箱體內(nèi)進(jìn)行裝配，包括將軸部件23、齒輪部件24和端蓋密封部件21等裝配成減速器整體，其中裝配后的減速器上箱體可不組裝，用于觀察顯示減速器內(nèi)部的整體結(jié)構(gòu)。

在減速器下箱體的固定過程中，可通過箱體部件21的周邊凸臺上設(shè)置的通孔配合固定螺栓4固定在桌面定位槽中，但定位槽的尺寸不一定完全匹配減速器箱體的尺寸，因此，箱體部件21還可通過壓板3固定在桌面上，如圖5中所示，壓板3可采用L形，豎直的一端支撐在桌面上，水平的一端搭接在箱體部件21的凸臺上，壓板3上設(shè)有腰形孔31，固定螺栓4穿過壓板上的腰形孔31將箱體部件固定在桌面的定位槽14中，通過固定螺母41和墊圈42實現(xiàn)箱體部件21在桌面11上的固定安裝，腰形孔可利于調(diào)整固定螺栓4連接到最合適的定位槽位置進(jìn)行固定。

結(jié)合參見圖2和圖3，本實施例中的定位槽14沿縱向和橫向交錯設(shè)置，兩個方向的定位槽分別等距均勻分布，定位槽14優(yōu)選采用T形槽，可針對固定螺栓和螺母組件配合固定箱體部件，關(guān)于T形槽的固定方案，在機(jī)床的夾具固定上具有廣泛應(yīng)用，機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟知該技術(shù)原理，再次不做贅述。在桌面11上未設(shè)置定位槽的位置設(shè)有墊板15，避免箱體部件與桌面接觸磨損，同時也可起到零部件放置在桌面上的減震作用。

參見圖6，本實施例中的實驗桌1可加寬設(shè)置，在實驗桌1的中間通過展示盒13分隔成兩個對稱的實驗區(qū)域，兩個實驗區(qū)域的桌面11上均設(shè)定位槽結(jié)構(gòu)，可用于兩組以上的學(xué)生同時進(jìn)行實驗操作。

在桌面11上還可設(shè)置顯示器16，顯示器16于存儲有三維各減速器拆裝過程和使用方法以及現(xiàn)場裝配視頻及三維虛擬仿真軟件的計算機(jī)主機(jī)連接，可在學(xué)生實驗過程中播放相關(guān)的影像視頻，供學(xué)生在實驗過程參考。結(jié)合參見圖7，顯示器16的背部支架與第一鉸軸161轉(zhuǎn)動裝配，實現(xiàn)顯示器16的水平轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)，水平鉸軸16的安裝座通過第二鉸軸162轉(zhuǎn)動裝配在展示盒13的邊框支架上，實現(xiàn)顯示器16的豎直轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)，滿足不同方位學(xué)生的觀看需求。

以下結(jié)合圖8至圖11詳細(xì)說明本實施例的使用方法。圖8至圖11是針對設(shè)計的單級圓柱齒輪減速器進(jìn)行的裝配，包括在兩根平行分布的軸部件上設(shè)置圓柱齒輪形成的單級傳動系統(tǒng)，首先根據(jù)設(shè)計好的單級圓柱齒輪減速器選擇好相應(yīng)的軸部件、箱體部件、齒輪部件及端蓋密封部件，如圖8所示，將箱體部件中的一段箱體51通過壓板3固定在桌面11的定位槽中，一段箱體51為對應(yīng)其中一軸部件裝配的分體式下箱體，分為對稱的兩塊，根據(jù)設(shè)計的單級圓柱齒輪減速器的寬度固定分布。然后將對應(yīng)一段箱體51裝配的軸部件以及軸上的軸承及齒輪部件裝配成第一軸傳動組件61，按照圖9中所示，將第一軸傳動組件61整體通過軸承等旋轉(zhuǎn)裝配件安裝到一段箱體51的安裝孔位上；再在第一軸傳動組件61和兩端的一段箱體51之間裝配具有端蓋密封部件的第一端蓋組件71和第二端蓋組件72，如圖10所示，完成對應(yīng)該軸部件的變速器結(jié)構(gòu)裝配；最后，將單級圓柱齒輪減速器的另一軸部件對應(yīng)的二段箱體52分別與一段箱體51拼裝，形成減速器箱體的整體，然后將對應(yīng)該軸部件的第二軸傳動組件61和端蓋組件進(jìn)行裝配，完成整個單級圓柱齒輪減速器的裝配。

在圖8至圖11中的單級圓柱齒輪減速器的箱體包括分體的一段箱體51和二段箱體52，分別對應(yīng)兩根軸部件的安裝，箱體采用分體模塊，在實驗中可根據(jù)設(shè)計的不同齒輪傳動參數(shù)調(diào)整箱體模塊之間的距離，實現(xiàn)變速器的長度和寬度尺寸匹配。箱體模塊采用去除上蓋的下半部箱體，其上設(shè)置半圓安裝孔位，便于對軸部件上的軸承及端蓋組件進(jìn)行安裝，同時對裝完后的減速器內(nèi)部進(jìn)行觀察測量，有利于教學(xué)實驗的多樣性。

如圖12、圖13和圖14中所示，本實施例還可用于單級圓錐齒輪減速器、分流式雙級圓柱齒輪減速器以及圓錐圓柱齒輪減速器的設(shè)計裝配。其中圖12為單級圓錐齒輪減速器，其中圓錐齒輪減速器由于軸部件為垂直設(shè)置，對應(yīng)的箱體部件之間采用安裝孔位相互垂直的布置方式。在圖13的分流式雙級圓柱齒輪減速器為雙級傳動的減速器，具有三根相互平行的軸部件，由于第三組軸部件的出現(xiàn)，需要另外增加三段箱體53以及第三軸傳動組件63進(jìn)行裝配，具體的裝配步驟與上述的單級圓柱齒輪減速器相同，按照軸部件的傳動排布方式依次對三個軸部件對應(yīng)的箱體部件、齒輪部件及端蓋密封部件進(jìn)行裝配，最終實現(xiàn)整個減速器的拼合。圖14中的圓錐圓柱齒輪減速器則將單級圓柱齒輪減速器和單級圓錐齒輪減速器進(jìn)行組合。

以上僅對附圖中所列舉的減速器類型進(jìn)行說明，在實際教學(xué)中，本實施例還可對機(jī)械領(lǐng)域所知的其他通過齒輪傳動的減速器進(jìn)行組裝演示，在此不作一一贅述。

以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的具體工作原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。