理论力学教具DIY系列(二)十字轴万向节及转角差异的演示模型

正十字轴万向节是一种在工程中应用较为广泛的传动系统,它的主动轴与从动轴可以存在一定的夹角。十字轴万向节具有制造简单、可靠耐用等优势,但存在主动轴与从动轴转速不等的情况。在主动轴旋转360?的过程中,虽然从动轴也同样旋转360?,但两者的转角、角速度并不总是相等,这就是十字轴万向节的不等速性。在理论力学的运动学教学中,十字轴万向节是如何运动的,以及两轴转动的角度关系是一个难点。在实验室中通常将两轴转动的差异用电信号进行转换处理,学生感到不够直观。为了解决这一问题,本文首先设计制作出一个简单的万向节模型,然后导出万向节的转角差异关系,最后设计制作出了一个改进的万向节模型,可以让学生直观地看出两轴转动角度的差异。