一种新型机械设计工具尺的设计

潘 纹

(黄冈职业技术学院，湖北 黄冈 438002)

引言

机械设计是机械工程中至关重要的组成部分，是机械生产的起点，决定了生产出的机械产品的性能。机械设计是根据使用要求，对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程[1]。在机械设计和机械制图中，经常要使用到直尺、量角器、三角板、圆规、分规、橡皮等工具一起完成工作[2]。但目前这些机械设计工具尺存在使用范围小、操作复杂、结构简单、功能单一、种类繁多，使用不方便、也不便于携带等缺点。为解决现在市场上机械设计工具尺的这些问题，需设计一种新型的使用范围广、操作简单、使用方便、能提高工作效率的机械设计工具尺。

1 设计方案

新型的机械设计工具尺包括：主尺、量角器、三角板、伸缩杆、划线笔、辅尺结构、滑块。

如图1所示，三角板通过合页与主尺连接，量角器通过旋钮与主尺连接，主尺底端设有旋转轴，旋转轴与伸缩杆连接，伸缩杆通过滑块与辅尺连接，划线笔安装在辅尺左端。

如图2所示，主尺上设有刻度线、放大镜和荧光条。

如图3所示，辅尺上设置有第一支腿、第二支腿。第二支腿与第一支腿左端设置的圆环连接，第一支腿为矩形直尺，第一支腿上设有凹槽和深度尺，滑块与凹槽连接。划线笔安装在第一支腿左端上。圆环上安装有阻尼器，圆环上还设置有角度尺。第二支腿下端安装有铰接轴，铰接轴上安装有绘图笔。绘图笔一端安装绘图笔芯，绘图笔另一端安装有橡皮擦。第一支腿长度与和第二支腿长度相同。第一支腿与第二支腿长度相同，便于绘制圆形。第一支腿可用作圆规的支腿也可当作直尺使用。圆环与第一支腿和第二支腿的连接处安装有阻尼器，能够固定第一支腿和第二支腿的张开角度，圆环上设置有角度尺，根据打开的角度绘制不同大小的圆形。第一支腿和第二支腿根据需要的角度从圆环上打开，所打开的角度通过圆环上的角度尺确定，通过阻尼器进行固定。第二支腿上的绘图笔进行绘图作业，转动铰接轴，橡皮擦端向下，能够进行擦除。

如图4所示，三角板上设置的30°尺、45°尺、60°尺，能用来绘制不同的角度。

该多功能新型机械设计工具尺，集圆规、量角器、三角板、主尺、直尺、笔、橡皮的功能于一体，结构简单，使用方便，占用空间小，便于携带，提高了工作效率[3]。

各图说明如下：1、主尺，2、量角器，3、三角板，4、伸缩杆，5、划线笔，6、辅尺，6-1、第一支腿，6-2、第二支腿，6-2-1、铰接轴，6-2-2、绘图笔芯，6-2-3、橡皮擦，6-3、圆环，7、滑块， 1-1、放大镜，1-2、荧光条，1-3、刻度线，1-4合页，8、30°尺，9、45°尺，10、60°尺。

2 方案实施

为能进一步了解本新型机械设计工具尺的内容、特点及功效，兹举以下实例，并配合附图详细说明。

如图1和图2所示，本新型机械设计工具尺包括：主尺1、量角器2、三角板3、伸缩杆4、划线笔5、辅尺6、滑块7、放大镜1-1、荧光条1-2、刻度线1-3、合页1-4。三角板3通过合页1-4与主尺1连接，量角器2通过旋钮与主尺1连接，主尺1底端设有旋转轴，旋转轴与伸缩杆4连接，伸缩杆4通过滑块7与辅尺6连接，划线笔5安装在辅尺6左端。主尺1上设有刻度线1-3、放大镜1-1和荧光条1-2。

如图3所示，辅尺6设置有第一支腿6-1、第二支腿6-2，第二支腿6-2与第一支腿左端设置的圆环6-3连接，第一支腿6-1为矩形直尺，第一支腿6-1上设有凹槽和深度尺，滑块7与凹槽连接。划线笔5安装在第一支腿左端。圆环上安装有阻尼器，圆环上还设置有角度尺，第二支腿下端安装有铰接轴6-2-1，铰接轴上安装有绘图笔。绘图笔一端安装绘图笔芯6-2-2，绘图笔另一端安装有橡皮擦6-2-3。第一支腿长度和第二支腿长度相同。

如图4所示，三角板3上设置有30°尺8、45°尺9、60°尺10。

将量角器2、三角板3、划线笔5、主尺1、辅尺6连接在一起，使用时三角板3时，可通过合页将三角板3打开。使用量角器2时，通过旋钮将量角器2旋转于主尺1上端。使用辅尺的第一支腿6-1时，将伸缩杆4打开，通过滑块7的移动可以测量数据。荧光条1-2方便在光线不清楚的情况下读取数据和记录数据，放大镜1-1可以方便看清微小的数字。使用划线笔5时便可以直接拿取，方便使用，结构简单，便于携带，提高了工作效率[4]。

本新型机械设计工具尺第一支腿与第二支腿长度相同，便于绘制圆形。第一支腿可用作圆规的支腿，也可当作直尺使用。圆环与第一支腿和第二支腿的连接处安装有阻尼器，能够固定第一支腿和第二支腿的张开角度，圆环上设置有角度尺，根据打开的角度绘制不同大小的圆形。第一支腿和第二支腿根据需要的角度从圆环上打开，所打开的角度通过圆环上的角度尺确定，通过阻尼器进行固定，第二支腿上的绘图笔进行绘图作业，转动铰接轴，橡皮擦端向下，能够进行擦除。三角板上设置的30°尺、45°尺、60°尺能满足绘制角度的不同需求。在第二支腿不用时可铰接旋转，与第一支腿重叠，便于携带。

3 结束语

在机械设计和机械制图中，经常需要绘制直线、平行线，画圆、量角度等，需要用到的工具有:直尺、三角尺、量角器、圆规等，这些工具装在一个较大的绘图工具包内，使用起来不太方便，因为完成一个几何图形，往往需要用到多种几何工具。本新型机械设计工具尺工具结构完备、结构设计合理、功能齐全、造型新颖独特、操作简单，将多种工具功能汇集于一体，解决了现有的机械设计工具尺工具结构简单、功能单一的缺点，同时便于存放和携带，给学习和办公带来了巨大的方便。

图1机械设计工具尺的结构示意图

图2主尺结构示意图

图3辅尺结构示意图

图430°尺、45°尺、60°尺结构示意图