一种热敏式齿轮范成电控演示仪

技术特征：
1.一种热敏式齿轮范成电控演示仪，包括基板(1)，其特征在于：所述基板(1)上设置有步进电机(2)、圆柱齿轮减速机构(3)和齿轮基圆盘(4)，所述齿轮基圆盘(4)通过圆柱齿轮减速机构(3)与步进电机(2)连接，所述齿轮基圆盘(4)上设置有热敏纸(401)；所述基板(1)上还设置有直线滑轨(5)，所述直线滑轨(5)上滑动连接有直线滑块(6)，所述直线滑轨(5)的两侧设置有左行程开关(501)和右行程开关(502)，所述直线滑块(6)与左行程开关(501)和右行程开关(502)相匹配，所述直线滑块(6)上设置有横向托板(7)和变位板(8)；所述齿轮基圆盘(4)在圆周方向的侧壁上设置有钢丝槽(402)，所述钢丝槽(402)内设置有将齿轮基圆盘(4)左右两侧和横向托板(7)的左右两侧十字交叉连接的钢丝(9)；所述横向托板(7)的两侧还对称设置有若干电磁铁(10)，两侧的所述电磁铁(10)的端面处于同一水平面上，所述电磁铁(10)上还设置有衔铁柱(11)，所述衔铁柱(11)的一端与透明塑料板(12)固定连接，所述透明塑料板(12)与电磁铁(10)之间抵接有弹簧(13)，所述透明塑料板(12)上还设置有齿条轮廓样本槽(14)，所述齿条轮廓样本槽(14)内设置有电热丝(15)。2.根据权利要求1所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述透明塑料板(12)为耐高温塑料制成。3.根据权利要求1所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述基板(1)上还设置有单片机控制模块(16)，所述单片机控制模块(16)与步进电机(2)、电热丝(15)、电磁铁(10)、左行程开关(501)和右行程开关(502)电连接，所述基板(1)上还设置有与单片机控制模块(16)电连接的启动开关(1601)和停止开关(1602)。4.根据权利要求1所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述基板(1)上还铰接有支撑脚(17)，所述支撑脚(17)远离基板的一端上设置有支撑垫(1701)。5.根据权利要求1所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述直线滑轨(5)与基板(1)固定连接，所述直线滑轨(5)与直线滑块(6)通过燕尾槽滑动连接，所述直线滑轨(5)的中垂线穿过齿轮基圆盘(4)的圆心；所述横向托板(7)的下端面与基板(1)下边缘的垂直距离设为l
h
，所述齿轮基圆盘(4)的上端面与基板(1)下边缘的垂直距离设置为l
c
,且l
h
要大于l
c
。6.根据权利要求1所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述圆柱齿轮减速机构(3)为一级圆柱齿轮减速机构，包括齿轮a(301)和齿轮b(302)，所述齿轮a(301)选用齿数为18，模数为1的尼龙齿轮，其分度圆直径为d
a
＝18
×
1mm＝18mm，所述齿轮b(302)选用的齿数为90，模数为1的尼龙齿轮，其分度圆直径为d
b
＝90
×
1mm＝90mm，所述齿轮a(301)和齿轮b(302)之间的传动比i＝5，所述齿轮a和齿轮b的中心距d＝(d
a
d
b
)
÷
2＝54mm。7.根据权利要求1所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述横向托板(7)与变位板(8)之间设置有变位螺杆(801)，所述横向托板(7)内设置有圆台(701)，所述变位螺杆(801)穿过变位板(8)的侧壁与圆台(701)螺纹连接。8.根据权利要求7所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述横向托板(7)内设置有凹槽(702)，所述圆台(701)设置在凹槽(702)内，所述圆台(701)可在凹槽(702)内绕中心轴旋转并与凹槽(702)的侧壁保持一定间隙。9.根据权利要求3所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述单片机控制模块(16)包括电机驱动模块、温度控制模块和齿廓绘制模块，所述温度控制模块用于控制电热丝(15)的温度，所述电机驱动模块用于输出脉冲信号控制步进电机(2)，所述齿廓绘
制模块用于控制电磁铁(10)的通断电，带动电热丝(15)周期运动，同时配合步进电机(2)的驱动进行绘制齿廓。10.根据权利要求9所述的一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其特征在于：所述齿廓绘制模块一个运动周期设置为1秒，一个运动周期中电热丝(15)压印时间t＝0.6秒，抬起时间t0＝0.3秒，横向托板(7)行进时间t1＝0.1秒组成，其中行进过程通过步进电机(2)的输出转速为1.57rad/s，一级圆柱齿轮传动比为5，齿轮基圆盘(4)的转速为α＝0.314rad/s；每个周期中，横向托板(7)的行进距离为：s＝r
×
α
×
t1＝100
×
0.314
×
0.1mm＝3.14mm，其中r为齿轮基圆盘(4)的半径。

技术总结
本实用新型公开了一种热敏式齿轮范成电控演示仪，其技术方案要点包括基板，基板设有步进电机、圆柱齿轮减速机构和齿轮基圆盘，齿轮基圆盘通过圆柱齿轮减速机构与步进电机连接，齿轮基圆盘上还设置有热敏纸；基板上还设有直线滑轨和直线滑块，直线滑块上设有横向托板和变位板；齿轮基圆盘和横向托板通过钢丝连接；横向托板两侧还设有若干电磁铁和衔铁柱，衔铁柱与透明塑料板固定连接，透明塑料板与电磁铁之间抵接有弹簧，透明塑料板上还设有齿条轮廓样本槽，槽内设有电热丝，本实用新型用电热丝模拟齿条轮廓，利用热敏原理，实现齿轮齿廓的快速有效绘制，与传统齿轮范成演示仪相比较，在功能、效率和可操作性等方面都有了极大的改进。的改进。的改进。


技术研发人员：陈哲权 潘孝业 郑秀丽 黄知洋 赵锡锋 刘国强
受保护的技术使用者：浙江工贸职业技术学院
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2022/5/10