CN103824503B - 一种机构学的实验装置及实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种机械设计的实验装置及实验方法，本装置利用飞轮的单向驱动特性，配合相应的锁紧装置，实现了同一轴上不同零件的顺时针和逆时针转动；通过在大转盘上更换安装不同的零部件如中心轮，行星架、凸轮等，可构成三种实验装置；本实验方法把大转盘作为参照系，通过配置不同零部件如中心轮，行星架、凸轮等，旋转参照系中的构件和反向旋转参照系，使构件形成相对运动和相对静止，可实现周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”3种“反转法”实验。本发明系机构学中首创用于实现反转法的实验装置，将绘图和抽象分析通过实验装置和方法直观的实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械设计的实验装置及实验方法，更具体的涉及一种机构学的实验装置及实验方法，可实现周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”设计3种“反转法”的实验装置及实验方法。
背景技术
一种“机构学”中用于实现“反转法”实验的装置及实验方法，属于教学实验设备和实验方法。高等学校“机构学”（机械原理、机械设计基础等）课程中，涉及到“反转法”的内容有周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”设计等内容，“反转法”是采用相对运动原理，当机构中取不同的对象为参照系，构件之间的相对运动关系保持不变。现行教学中均通过绘图和抽象分析进行讲解,缺乏直观的实验装置。因此有必要设计一种可实现周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”设计3种“反转法”的实验装置及实验方法。
发明内容
本发明的目的是提出了一种机构学的实验装置及实验方法，可实现周转轮系传动比“反转法”计算、凸轮廓线“反转法”设计和连杆机构钢化“反转法”设计3种“反转法”的实验装置及实验方法。
为实现上述目的采用如下技术方案：
一种机构学的实验装置，包括站架，脚垫，轴承，主动轴，摇把，横梁，大转盘传动链轮，从动轴传动链轮，从动轴，从动轴固定杆，从动轴固定销，大转盘，轴端螺钉，刻度盘，轴颈，平键，大转盘传动链条，从动轴传动链条，大转盘固定销，正转传动飞轮，反转传动飞轮，其特征在于：
站架、脚垫、横梁三者连接形成一个门形框架结构，主动轴和从动轴通过轴承安装在框架两侧上方，
主动轴上安装有正转传动飞轮，正转传动飞轮采用自行车飞轮，其内部为一个由内棘轮机构组成的超越离合器，
主动轴上还安装有反转传动飞轮，反转传动飞轮与正转传动飞轮结构完全相同，但反向安装在主动轴上，
主动轴后端固定安装摇把，
主动轴前端设有中心孔，用于将大转盘固定销***其中，当大转盘固定销***其中可固定大转盘，防止大转盘转动，
从动轴上固定安装有从动轴传动链轮，
大转盘传动链轮与大转盘固连在一起，整体空套在从动轴上，大转盘上标有刻度，用于反映大转盘的转动角度，
从动轴后端固定安装有从动轴固定杆，从动轴固定杆端部有开孔，横梁上与从动轴固定杆开孔位置对应出也有开孔，从动轴固定销穿过从动轴固定杆开孔***横梁上对应孔，用于固定从动轴，防止从动轴转动，
从动轴前部键槽内安放有平键，从动轴前端开有中心螺纹孔，用轴端螺钉通过螺纹连接将刻度盘固定在从动轴上，刻度盘用于反映从动轴的转动角度，
反转传动飞轮通过从动轴传动链条与从动轴传动链轮相连，摇把顺时针转动主动轴时，通过从动轴传动链条带动8从动轴传动链轮和从动轴顺时针转动；
正转传动飞轮通过大转盘传动链条与大转盘传动链轮相连，摇把逆时针转动主动轴时，通过大转盘传动链条带动大转盘传动链轮和大转盘逆时针转动，
轴颈是用于安装不随从动轴旋转的零件的，如中心轮，平键是用于连接与从动轴一起旋转的零件的，如行星架、凸轮等。
本发明实现周转轮系传动比“反转法”计算的实验装置是这样配置的：
大转盘上用内齿轮固定螺钉将内齿轮固定其上，从动轴上通过平键固连有行星架，行星架的轴上安装行星齿轮，行星架随从动轴一起顺时针旋转，从动轴的轴颈部位空套有中心轮，中心轮转动方向和转动速度不受从动轴的影响。
本发明实现凸轮廓线“反转法”设计的实验装置是这样配置的：
大转盘上用导轨固定螺钉将从动件导轨固定其上，凸轮从动件穿过从动件导轨，凸轮从动件末端安装辊子，用于减小摩擦，辊子中心孔上有一个铅笔固定套筒，可将铅笔***套筒内，用于绘制凸轮廓线，从动轴上通过平键固连有凸轮，凸轮随从动轴一起顺时针旋转。
本发明实现连杆机构钢化“反转法”设计的实验装置是这样配置的：
大转盘上用机架固定螺钉穿过导槽固定有四杆机构机架，四杆机构机架的另一段空套在在从动轴的轴颈部位，四杆机构机架通过铰链与摇杆连接起来，摇杆通过铰链与连杆连接起来，连杆通过铰链与曲柄连接起来，曲柄通过平键固连在从动轴上，
另一种配置是：
从动轴上通过平键固连曲柄，曲柄通过铰链与连杆连接起来，连杆通过铰链与摇杆连接起来，摇杆通过铰链与四杆机构机架连接起来，在连杆和摇杆的导槽上用构型钢化连接螺钉固定有构型钢化连接杆，使四连杆机构钢化，保持整个四连杆的构型不变。
一种机构学的实验方法：
本发明实现周转轮系传动比“反转法”计算的实验方法是：
①用内齿轮固定螺钉将内齿轮固定其上大转盘上，从动轴上通过平键固连有行星架，行星架的轴上安装行星齿轮，行星架随从动轴一起顺时针旋转，从动轴的轴颈部位空套有中心轮，中心轮转动方向和转动速度不受从动轴的影响。
②用大转盘固定销***主动轴的中心孔内，将大转盘固定住；
③从横梁上拔出从动轴固定销，
④顺时针转动摇把一周，按照周转轮系传动比的计算公式：所以Z3为内齿轮齿数，Z1为中心轮齿数，N1为中心轮转速，NH为行星架转速，如内齿轮齿数Z3=60，中心轮齿数Z1=20，当行星架顺时针转动1周时，中心轮将顺时针转动4周，通过14刻度盘可以看出中心轮转动的方向和周数；记录从动轴转动角度
⑤将大转盘固定销从主动轴的中心孔内拔出，将从动轴固定销出入横梁内，
⑥逆时针转动摇把一周，按照定轴轮系传动比的计算公式：所以Z3为内齿轮齿数，Z1为中心轮齿数，Z2为行星齿轮齿数，N1为中心轮转速，NH为行星架转速，N3为内齿轮转速，如内齿轮齿数Z3=60，中心轮齿数Z1=20，星齿轮齿数Z2=20，当内齿轮随转盘逆时针转动1周时，中心轮将顺时针转动3周，通过14刻度盘可以看出中心轮转动的方向和周数；记录从动轴转动角度，可以看出，内齿轮和中心轮的相对速度都是4周。
本发明实现凸轮廓线“反转法”设计的实验方法是：
①大转盘上用导轨固定螺钉将从动件导轨固定其上，凸轮从动件穿过从动件导轨，凸轮从动件末端安装辊子，用于减小摩擦，辊子中心孔上有一个铅笔固定套筒，可将铅笔***套筒内，用于绘制凸轮廓线，从动轴上通过平键固连有凸轮，凸轮随从动轴一起顺时针旋转。
②用大转盘固定销***主动轴的中心孔内，将大转盘固定住；
③从横梁上拔出从动轴固定销，
④顺时针转动摇把一周，可以观察到凸轮顺时针旋转一周，从动件上下移动一次，在凸轮的推程段，从动件向上运动，在凸轮的远休止段，从动件在最高点停止不动，在凸轮的回程段，从动件向下运动，在凸轮的近休止段，从动件在最低点停止不动；
⑤将大转盘固定销从主动轴的中心孔内拔出，
⑥将从动轴固定销出入横梁内，
⑦在凸轮上覆盖一硬纸板，
⑧逆时针转动摇把一周，凸轮从动件，从动件导轨，铅笔固定套筒都将随大转盘逆时针转动，同时凸轮从动件，铅笔固定套筒还沿着从动件导轨移动，铅笔将在硬纸板上画下一条封闭曲线，其形状为凸轮廓线的等距线，距离为辊子的半径，该曲线即为凸轮的理论廓线。
本发明实现连杆机构钢化“反转法”设计的实验方法是这样的：
①大转盘上用机架固定螺钉穿过导槽固定有四杆机构机架，四杆机构机架的另一段空套在在从动轴的轴颈部位，四杆机构机架通过铰链与摇杆连接起来，摇杆通过铰链与连杆连接起来，连杆通过铰链与曲柄连接起来，曲柄通过平键固连在从动轴上；
②用大转盘固定销***主动轴的中心孔内，将大转盘固定住，从横梁上拔出从动轴固定销；
③在大转盘上覆盖一块硬纸板，在硬纸板上画下曲柄和摇杆的初始方位角；
④顺时针转动摇把一个角度，再在硬纸板上画下曲柄和摇杆的方位角；
⑤从动轴上通过平键固连曲柄，曲柄通过铰链与连杆连接起来，连杆通过铰链与摇杆连接起来，摇杆通过铰链与四杆机构机架连接起来，在连杆和摇杆的导槽上用构型钢化连接螺钉固定有构型钢化连接杆，使四连杆机构钢化，保持整个四连杆的构型不变。
⑤从大转盘上取下机架固定螺钉，
⑥逆时针拨动已被“钢化”的四杆机构，使曲柄回到初始位置，在硬纸板上画下摇杆的位置；
⑦拆下构型钢化连接螺钉，将四杆机构机架拨回到初始位置，用机架固定螺钉将四杆机构机架固定在大转盘上；
⑧再次顺时针转动摇把一个新的角度，重复进行④至⑦的步骤，直到画出3个摇杆的位置；取下硬纸板，过摇杆的两端铰链中心的个位置点分别画两个圆，这两个圆的圆心分别是曲柄转动中心和曲柄与连杆间转动副的中心，两个圆的圆心距即为曲柄长度，两个圆的圆心分别与摇杆两端铰链中心的距离分别为四杆机构机架长度和连杆长度，这样，实现了已知两连架杆对应角度，求连杆长度和一个连架杆长度的问题。
本发明具有如下优点和有益效果：
本发明的装置利用飞轮的单向驱动特性，配合相应的锁紧装置，实现了同一轴上不同零件的顺时针和逆时针转动；通过在大转盘上更换安装不同的零部件，可构成三种实验装置；本发明的方法把大转盘作为参照系，通过旋转参照系中的构件和反向旋转参照系，使构件形成相对运动和相对静止，可实现三种“反转发”实验。发明的装置结构巧妙，发明的方法慎密独特。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的教具传动原理图。
图2是本发明的教具主体结构图。
图3是本发明用于实验周转轮系传动比“反转法”计算时的工作原理图。
图4是本发明用于实验凸轮廓线“反转法”设计时的工作原理简图。
图5a是本发明用于实验连杆机构钢化“反转法”设计时的钢化前工作原理简图。
图5b是本发明用于实验连杆机构钢化“反转法”设计时的钢化后工作原理简图
图中：1-站架，2-脚垫，3-轴承，4-主动轴，5-摇把，6-横梁，7-大转盘传动链轮，8-从动轴传动链轮，9-从动轴，10-从动轴固定杆，11-从动轴固定销，12-大转盘，13-轴端螺钉，14-刻度盘，15-轴颈，16-平键，17a-大转盘传动链条，17b-从动轴传动链条，18-大转盘固定销，19-正转传动飞轮，20-反转传动飞轮，21-内齿轮固定螺钉，22-内齿轮，23-行星齿轮，24-行星架，25-中心轮，26-凸轮从动件，27-从动件导轨，28-导轨固定螺钉，29-辊子，30-铅笔固定套筒，31-凸轮，32-曲柄，33-连杆，34-铰链，35-摇杆，36-导槽，37-四杆机构机架，38-机架固定螺钉，39-构型钢化连接杆，40-构型钢化连接螺钉。
具体实施方式
一种机构学的实验装置，包括站架1，脚垫2，轴承3，主动轴4，摇把5，横梁6，大转盘传动链轮7，从动轴传动链轮8，从动轴9，从动轴固定杆10，从动轴固定销11，大转盘12，轴端螺钉13，刻度盘14，轴颈15，平键16，大转盘传动链条17a，从动轴传动链条17b，大转盘固定销18，正转传动飞轮19，反转传动飞轮20，其特征在于：
站架1、脚垫2、横梁6三者连接形成一个门形框架结构，主动轴4和从动轴9通过轴承3安装在框架两侧上方，
主动轴4上安装有正转传动飞轮19，正转传动飞轮19采用自行车飞轮，其内部为一个由内棘轮机构组成的超越离合器，
主动轴4上还安装有反转传动飞轮20，反转传动飞轮20与正转传动飞轮19结构完全相同，但反向安装在主动轴4上，
主动轴4后端固定安装摇把5，
主动轴4前端设有中心孔，用于将大转盘固定销18***其中，当大转盘固定销18***其中可固定大转盘12，防止大转盘12转动，
从动轴9上固定安装有从动轴传动链轮8，
大转盘传动链轮7与大转盘12固连在一起，整体空套在从动轴9上，大转盘12上标有刻度，用于反映大转盘7的转动角度，
从动轴9后端固定安装有从动轴固定杆10，从动轴固定杆10端部有开孔，横梁6上与从动轴固定杆10开孔位置对应出也有开孔，从动轴固定销11穿过从动轴固定杆10开孔***横梁6上对应孔，用于固定从动轴9，防止从动轴9转动，
从动轴9前部键槽内安放有平键16，从动轴9前端开有中心螺纹孔，用轴端螺钉13通过螺纹连接将刻度盘14固定在从动轴9上，刻度盘14用于反映从动轴9的转动角度，
反转传动飞轮20通过从动轴传动链条17b与从动轴传动链轮8相连，摇把5顺时针转动主动轴4时，通过从动轴传动链条17b带动从动轴传动链轮8和从动轴9顺时针转动；
正转传动飞轮19通过大转盘传动链条17a与大转盘传动链轮7相连，摇把5逆时针转动主动轴时4，通过大转盘传动链条17a带动大转盘传动链轮7和大转盘12逆时针转动，
轴颈15是用于安装不随从动轴9旋转的零件的，如中心轮25，平键16是用于连接与从动轴9一起旋转的零件的，如行星架24、凸轮31等。
本发明实现周转轮系传动比“反转法”计算的实验装置是这样配置的：
大转盘12上用内齿轮固定螺钉21将内齿轮22固定其上，从动轴9上通过平键16固连有行星架24，行星架24的轴上安装行星齿轮23，行星架24随从动轴9一起顺时针旋转，从动轴9的轴颈15部位空套有中心轮25，中心轮25转动方向和转动速度不受从动轴的影响。
本发明实现凸轮廓线“反转法”设计的实验装置是这样配置的：
大转盘12上用导轨固定螺钉28将从动件导轨27固定其上，凸轮26从动件穿过从动件导轨27，凸轮从动件26末端安装辊子29，用于减小摩擦，辊子29中心孔上有一个铅笔固定套筒30，可将铅笔***套筒内，用于绘制凸轮廓线，从动轴9上通过平键16固连有凸轮31，凸轮31随从动轴9一起顺时针旋转。
本发明实现连杆机构钢化“反转法”设计的实验装置是这样配置的：
大转盘12上用机架固定螺钉38穿过导槽36固定有四杆机构机架37，四杆机构机架37的另一段空套在在从动轴9的轴颈15部位，四杆机构机架37通过铰链34与摇杆35连接起来，摇杆35通过铰链34与连杆33连接起来，连杆33通过铰链34与曲柄32连接起来，曲柄32通过平键16固连在从动轴9上，
另一种配置是：
从动轴9上通过平键16固连曲柄32，曲柄32通过铰链34与连杆33连接起来，连杆33通过铰链34与摇杆35连接起来，摇杆35通过铰链34与四杆机构机架37连接起来，在连杆33和摇杆35的导槽36上用40构型钢化连接螺钉固定有构型钢化连接杆39，使四连杆机构钢化，保持整个四连杆的构型不变。
一种机构学的实验方法：
本发明实现周转轮系传动比“反转法”计算的实验方法是：
①用内齿轮固定螺钉21将内齿轮22固定其上大转盘12上，从动轴9上通过平键16固连有行星架24，行星架24的轴上安装行星齿轮23，行星架24随从动轴9一起顺时针旋转，从动轴9的轴颈15部位空套有中心轮25，中心轮25转动方向和转动速度不受从动轴的影响。
②用大转盘固定销18***主动轴4的中心孔内，将大转盘12固定住；
③从横梁6上拔出从动轴固定销11，
④顺时针转动摇把5一周，按照周转轮系传动比的计算公式：所以Z3为内齿轮齿数，Z1为中心轮齿数，N1为中心轮转速，NH为行星架转速，如内齿轮齿数Z3=60，中心轮齿数Z1=20，当行星架顺时针转动1周时，中心轮将顺时针转动4周，通过刻度盘14可以看出中心轮转动的方向和周数；记录从动轴转动角度
⑤将大转盘18固定销从主动轴4的中心孔内拔出，将从动轴固定销11出入横梁6内，
⑥逆时针转动摇把5一周，按照定轴轮系传动比的计算公式：所以Z3为内齿轮齿数，Z1为中心轮齿数，Z2为行星齿轮齿数，N1为中心轮转速，NH为行星架转速，N3为内齿轮转速，如内齿轮齿数Z3=60，中心轮齿数Z1=20，星齿轮齿数Z2=20，当内齿轮随转盘逆时针转动1周时，中心轮将顺时针转动3周，通过14刻度盘可以看出中心轮转动的方向和周数；记录从动轴转动角度，可以看出，内齿轮和中心轮的相对速度都是4周。
本发明实现凸轮廓线“反转法”设计的实验方法是：
①大转盘12上用导轨固定螺钉28将从动件导轨27固定其上，凸轮从动件26穿过从动件导轨27，凸轮从动件26末端安装辊子29，用于减小摩擦，辊子29中心孔上有一个铅笔固定套筒30，可将铅笔***套筒内，用于绘制凸轮廓线，从动轴9上通过平键16固连有凸轮31，凸轮31随从动轴9一起顺时针旋转。
②用用大转盘固定销18***主动轴4的中心孔内，将大转盘12固定住；
③从横梁6上拔出从动轴固定销11，
④顺时针转动摇把5一周，可以观察到凸轮顺时针旋转一周，从动件上下移动一次，在凸轮的推程段，从动件向上运动，在凸轮的远休止段，从动件在最高点停止不动，在凸轮的回程段，从动件向下运动，在凸轮的近休止段，从动件在最低点停止不动；
⑤将大转盘固定销18从主动轴4的中心孔内拔出，
⑥将从动轴固定销11出入横梁6内，
⑦在凸轮上覆盖一硬纸板，
⑧逆时针转动摇把5一周，凸轮从动件26，从动件导轨27，铅笔固定套筒30都将随大转盘12逆时针转动，同时凸轮从动件26，铅笔固定套筒30还沿着从动件导轨27移动，铅笔将在硬纸板上画下一条封闭曲线，其形状为凸轮廓线的等距线，距离为辊子的半径，该曲线即为凸轮的理论廓线。
本发明实现连杆机构钢化“反转法”设计的实验方法是这样的：
①大转盘12上用机架固定螺钉38穿过导槽36固定有四杆机构机架37，四杆机构机架37的另一段空套在在从动轴9的轴颈15部位，四杆机构机架37通过铰链34与摇杆35连接起来，摇杆35通过铰链34与连杆33连接起来，连杆33通过铰链34与曲柄32连接起来，曲柄32通过平键16固连在从动轴9上；
②用大转盘固定销18***主动轴4的中心孔内，将大转盘12固定住，从横梁6上拔出从动轴固定销11；
③在大转盘12上覆盖一块硬纸板，在硬纸板上画下曲柄和摇杆的初始方位角；
④顺时针转动摇把5一个角度，再在硬纸板上画下曲柄和摇杆的方位角；
⑤从动轴9上通过平键16固连曲柄32，曲柄32通过铰链34与连杆33连接起来，连杆33通过铰链34与摇杆35连接起来，摇杆35通过铰链34与四杆机构机架37连接起来，在连杆33和摇杆35的导槽36上用构型钢化连接螺钉40固定有构型钢化连接杆39，使四连杆机构钢化，保持整个四连杆的构型不变。
⑤从大转盘12上取下机架固定螺钉38，
⑥逆时针拨动已被“钢化”的四杆机构，使曲柄32回到初始位置，在硬纸板上画下摇杆35的位置；
⑦拆下构型钢化连接螺钉40，将四杆机构机架37拨回到初始位置，用机架固定螺钉38将四杆机构机架37固定在大转盘12上；
⑧再次顺时针转动摇把5一个新的角度，重复进行④至⑦的步骤，直到画出3个摇杆35的位置；取下硬纸板，过摇杆35的两端铰链34中心的3个位置点分别画两个圆，这两个圆的圆心分别是曲柄转动中心和曲柄与连杆间转动副的中心，两个圆的圆心距即为曲柄32长度，两个圆的圆心分别与摇杆35两端铰链中心的距离分别为四杆机构机架37长度和连杆33长度，这样，实现了已知两连架杆对应角度，求连杆长度和一个连架杆长度的问题。
Claims (3)
1.一种机构学实验装置进行实验的方法，实现周转轮系传动比“反转法”计算，其步骤为：
A、站架(1)、脚垫(2)、横梁(6)三者连接形成一个门形框架结构，主动轴(4)和从动轴(9)通过轴承(3)安装在框架两侧上方，
主动轴(4)上安装有正转传动飞轮(19)，正转传动飞轮(19)采用自行车飞轮，其内部为一个由内棘轮机构组成的超越离合器，
主动轴(4)上还安装有反转传动飞轮(20)，反转传动飞轮(20)与正转传动飞轮(19)结构完全相同，但反向安装在主动轴(4)上，
主动轴(4)后端固定安装摇把(5)，
主动轴(4)前端设有中心孔，用于将大转盘固定销(18)***其中，当大转盘固定销(18)***其中可固定大转盘(12)，防止大转盘(12)转动，
从动轴(9)上固定安装有从动轴传动链轮(8)，
大转盘传动链轮(7)与大转盘(12)固连在一起，整体空套在从动轴(9)上，大转盘(12)上标有刻度，用于反映大转盘(12)的转动角度，
从动轴(9)后端固定安装有从动轴固定杆(10)，从动轴固定杆(10)端部有开孔，横梁(6)上与从动轴固定杆(10)开孔位置对应处也有开孔，从动轴固定销(11)穿过从动轴固定杆(10)开孔***横梁(6)上对应孔，用于固定从动轴(9)，防止从动轴(9)转动，
从动轴(9)前部键槽内安放有平键(16)，从动轴(9)前端开有中心螺纹孔，用轴端螺钉(13)通过螺纹连接将刻度盘(14)固定在从动轴(9)上，刻度盘(14)用于反映从动轴(9)的转动角度，
反转传动飞轮(20)通过从动轴传动链条(17b)与从动轴传动链轮(8)相连，摇把(5) 顺时针转动主动轴(4)时，通过从动轴传动链条(17b)带动从动轴传动链轮(8)和从动轴(9)顺时针转动；
正转传动飞轮(19)通过大转盘传动链条(17a)与大转盘传动链轮(7)相连，摇把(5)逆时针转动主动轴(4)时，通过大转盘传动链条(17a)带动大转盘传动链轮(7)和大转盘(12)逆时针转动，
轴颈(15)是用于安装不随从动轴(9)旋转的中心轮(25)，平键(16)是用于连接与从动轴(9)一起旋转的行星架(24)或凸轮(31)，
用内齿轮固定螺钉(21)将内齿轮(22)固定其上大转盘(12)上，从动轴(9)上通过平键(16)固连有行星架(24)，行星架(24)的轴上安装行星齿轮(23)，行星架(24)随从动轴(9)一起顺时针旋转，从动轴(9)的轴颈(15)部位空套有中心轮(25)，中心轮(25)转动方向和转动速度不受从动轴的影响，
B、用大转盘固定销(18)***主动轴(4)的中心孔内，将大转盘(12)固定住；
C、从横梁(6)上拔出从动轴固定销(11)，
D、顺时针转动摇把(5)一周，按照周转轮系传动比的计算公式：所以Z3为内齿轮齿数，Z1为中心轮齿数，N1为中心轮转速，NH为行星架转速，如内齿轮齿数Z3＝60，中心轮齿数Z1＝20，当行星架顺时针转动1周时，中心轮将顺时针转动4周，通过刻度盘(14)可以看出中心轮转动的方向和周数；记录从动轴转动角度，
E、将大转盘固定销(18)从主动轴(4)的中心孔内拔出，将从动轴固定销(11)***横梁(6)内，
F、逆时针转动摇把(5)一周，按照定轴轮系传动比的计算公式：所以Z3为内齿轮齿数，Z1为中心轮齿数，Z2为行 星齿轮齿数，N1为中心轮转速，NH为行星架转速，N3为内齿轮转速，如内齿轮齿数Z3＝60，中心轮齿数Z1＝20，行星齿轮齿数Z2＝20，当内齿轮随转盘逆时针转动1周时，中心轮将顺时针转动3周，通过刻度盘(14)可以看出中心轮转动的方向和周数；记录从动轴转动角度，可以看出，内齿轮和中心轮的相对速度都是4周。
2.如权利要求1所述的一种机构学实验装置进行实验的方法，实现凸轮廓线“反转法”设计，其步骤为：
A、大转盘(12)上用导轨固定螺钉(28)将从动件导轨(27)固定其上，凸轮从动件(26)穿过从动件导轨(27)，凸轮从动件(26)末端安装辊子(29)，用于减小摩擦，辊子(29)中心孔上有一个铅笔固定套筒(30)，可将铅笔***套筒内，用于绘制凸轮廓线，从动轴(9)上通过平键(16)固连有凸轮(31)，凸轮(31)随从动轴(9)一起顺时针旋转，
B、用大转盘固定销(18)***主动轴(4)的中心孔内，将大转盘(12)固定住；
C、从横梁(6)上拔出从动轴固定销(11)，
D、顺时针转动摇把(5)一周，可以观察到凸轮顺时针旋转一周，凸轮从动件(26)上下移动一次，在凸轮的推程段，凸轮从动件(26)向上运动，在凸轮的远休止段，凸轮从动件(26)在最高点停止不动，在凸轮的回程段，凸轮从动件(26)向下运动，在凸轮的近休止段，凸轮从动件(26)在最低点停止不动；
E、将大转盘固定销(18)从主动轴(4)的中心孔内拔出，
F、将从动轴固定销(11)***横梁(6)内，
G、在凸轮上覆盖一硬纸板，
H、逆时针转动摇把(5)一周，凸轮从动件(26)，从动件导轨(27)，铅笔固定套筒(30)都将随大转盘(12)逆时针转动，同时凸轮从动件(26)，铅笔固定套筒(30)还沿着从动件导轨(27)移动，铅笔将在硬纸板上画下一条封闭曲线，其形状为凸轮廓线的等距线，距离为辊子的半径，该曲线即为凸轮的理论廓线。
3.如权利要求1所述的一种机构学实验装置进行实验的方法，实现连杆机构钢化“反转法”设计，其步骤为：
A、大转盘(12)上用机架固定螺钉(38)穿过导槽(36)固定有四杆机构机架(37)，四杆机构机架(37)的另一端空套在从动轴(9)的轴颈(15)部位，四杆机构机架(37)通过铰链(34)与摇杆(35)连接起来，摇杆(35)通过铰链(34)与连杆(33)连接起来，连杆(33)通过铰链(34)与曲柄(32)连接起来，曲柄(32)通过平键(16)固连在从动轴(9)上；
B、用大转盘固定销(18)***主动轴(4)的中心孔内，将大转盘(12)固定住，从横梁(6)上拔出从动轴固定销(11)；
C、在大转盘(12)上覆盖一块硬纸板，在硬纸板上画下曲柄和摇杆的初始方位角；
D、顺时针转动摇把(5)一个角度，再在硬纸板上画下曲柄和摇杆的方位角；
E、从动轴(9)上通过平键(16)固连曲柄(32)，曲柄(32)通过铰链(34)与连杆(33)连接起来，连杆(33)通过铰链(34)与摇杆(35)连接起来，摇杆(35)通过铰链(34)与四杆机构机架(37)连接起来，在连杆(33)和摇杆(35)的导槽(36)上用构型钢化连接螺钉(40)固定有构型钢化连接杆(39)，使四连杆机构钢化，保持整个四连杆的构型不变；
F、从大转盘(12)上取下机架固定螺钉(38)，
G、逆时针拨动已被“钢化”的四杆机构，使曲柄(32)回到初始位置，在硬纸板上画下摇杆(35)的位置；
H、拆下构型钢化连接螺钉(40)，将四杆机构机架(37)拨回到初始位置，用机架固定螺钉(38)将四杆机构机架(37)固定在大转盘(12)上；
I、再次顺时针转动摇把(5)一个新的角度，重复步骤D至G，直到画出3个摇杆(35)的位置；取下硬纸板，过摇杆(35)的两端铰链(34)中心的3个位置点分别画两个圆，这两个圆的圆心分别是曲柄转动中心和曲柄与连杆间转动副的中心，两个圆的圆心距即为曲柄(32)长度，两个圆的圆心分别与摇杆(35)两端铰链中心的距离分别为四杆机构机架(37)长度和连杆(33)长度。
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