书城教材教辅培养学生动手能力小丛书:教你制作车辆模型
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第14章 二级橡筋动力车辆模型

采用两束橡筋作动力,运用前后两只变速箱传递动力。它的机械结构复杂一些,但它行驶的距离却比单级橡筋动力车辆模型长得多。

1.结构原理

由于橡筋最大可绕转数同橡筋的长度成正比,在车身长度不变的情况下,橡筋的级数越多,它的有效工作长度就越长,最大可绕转数也就越多。

图3-4-1是二级橡筋动力车辆模型实体图,车头装有前齿轮箱,车尾装有后齿轮箱,套在4只滑轮上的两股橡筋束把前后两只齿轮箱连接起来。它的动力传递过程如图3-4-2所示。两束动力橡筋通过前齿轮箱两个齿轮的啮合串联起来。旋紧橡筋束,带动盆齿轮纵向转动,盆齿轮再带动后轴齿轮横向转动,从而驱动后轮前进。图3-4-1二级橡筋动力车辆模型实体图

图3-4-2二级橡筋动力过程2.零部件的选用和制作

(1)前后轮的选用

前后轮均采用市售直径73毫米、厚度18毫米的玩具车轮。

(2)车架(底、盘)的制作

车架采用厚2毫米、宽67毫米、长340毫米合金铝板制作。两侧各下弯5毫米,以增强机械强度。

(3)前桥的制作

两块前轴支架采用厚10毫米、宽34毫米、长36毫米硬质塑料板制作。在中心处,钻直径6.8毫米的轴承安装孔。四个轴承采用外径7毫米、内径3毫米的微型轴承。两根前轮轴采用直径3毫米、长30毫米的销子钢或钢丝制作。

(4)后桥的制作

两块后轴支架采用厚6毫米、宽28毫米、长60毫米的硬质塑料板制作。

在它上面钻好轴承安装孔,车轴用一根直径3毫米、长98毫米的销子钢制作。后轴定位套管用外径6毫米、内径4毫米、长8毫米的铜管制作。

(5)前齿轮箱的制作

前轴承座用硬质塑料板制作。两只传动齿轮都采用模数0.5、齿数30的仪表齿轮,其中一只要钻一个直径2毫米的止动销孔。两根齿轮轴采用直径3毫米、长25毫米的销子钢制作。图3-4-3是前齿轮箱的装配图。图3-4-4是两只橡筋钩和两只橡筋滑轮的制作方法。

图3-4-3前齿轮箱的装配图图3-4-4橡筋钩和橡筋滑轮的制作

(6)后齿轮箱的制作

后轴承座所用材料和制作方法同前轴承座一样,图3-4-5是它的装配图。盆齿轮轴采用直径3毫米、长25毫米的销子钢。用直径2毫米的钢丝把橡筋滑轮安装在橡筋支架内。图3-4-5后齿轮箱的装配图(7)传动机构的制作

盆齿轮采用模数0.5、齿数36的玩具盆齿轮,在盆齿轮上要钻一个直径2毫米的止动销孔。后轴齿轮采用模数0.5、齿数15的铜齿轮。采用截面积1毫米×1毫米的橡筋条,重量10克,分成两束,每束长度不超过280毫米。

3.整体组装

(1)前桥的安装

如图3-4-1。四只轴承分两组,每块前轴支架的轴承安装孔内部嵌入两只,由两面嵌入。两根前车轴分别穿入两边支架的轴承孔中,在轴承孔的两面都套入垫圈,并在车轴的小孔内插入直径1毫米、长6毫米的定位销。两只前轮和车轴紧固连接。最后,用自攻螺丝将两块前轴支架紧固在车架上。

(2)前齿轮箱的安装

如图3-4-3,先把轴承安装在前轴承座的轴承安装孔内,并在轴承孔中插入齿轮轴。齿轮轴的一端套入传动齿轮,另一端套入橡筋钩,传动齿轮和齿轮轴之间用直径2毫米的止头螺丝锁定,橡筋钩和齿轮轴之间由直径1.5毫米的止动销锁定。注意使两只传动齿轮啮合良好,橡筋钩运转灵活。接着用四颗直径3毫米的自攻螺丝把前轴承座、前轴支架和车架紧固连接。最后,依照传动齿轮中止动销孔的位置,在前轴承座上也相应钻出止动销孔,以便在旋绕橡筋后,插入直径2毫米的止动销锁定传动齿轮。

(3)后齿轮箱的安装

如图3-4-5,先把两只轴承安装在后轴承座内,在轴承孔中插入盆齿轴。盆齿轴的一端套入垫片后再套上橡筋架,并用直径1.5毫米的销子把它们锁定。盆齿轴的另一端套上盆齿轮,用直径1毫米的销子把它们锁定。盆齿轴连同盆齿轮和橡筋架应能运转自如。在轴承座另一个直径3毫米的孔中,用直径3毫米的固定轴和螺母安装固定橡筋架。另外,用直径2毫米的滑轮轴把两只橡筋滑轮安装在橡筋架内。然后,依照盆齿轮的止动销孔位置,在后轴承座上钻出相应的止动销孔,以便在旋绕橡筋的时候用止动销把盆齿轮锁定。最后,用两只自攻螺丝把后轴承座紧固在车架上。

(4)后桥的安装

把四只轴承分别安装在两块后轴支架的轴承安装孔内。后轴齿轮固定在后车轴的合适位置,使它的中部和盆齿轮紧密啮合。车轴的两端分别穿入两块后轴支架的轴承孔中,在支架外侧车轴端套入定位套管,并且紧固驱动轮。最后,用自攻螺丝把后轴支架紧固在车架和后轴承座上。

(5)橡筋束的安装

先把两股橡筋束分别穿入后齿轮箱的橡筋滑轮中,橡筋束的头和尾合股后再套在前齿轮箱的滑轮上,如图3-4-6a所示。旋绕橡筋可借助支架进行,把橡筋滑轮安装在绕橡筋支架上,用手摇钻旋紧橡筋束。如图3-4-6b所示。最后,将绕好的橡筋束连同橡筋滑轮一起,安装在前齿轮箱的橡筋钩上。先旋绕右侧一股橡筋束,再旋绕左侧一股橡筋束。在旋绕橡筋束之前,要把传动齿轮和盆齿轮锁定。

图3-4-6橡筋束的安装和旋绕

4.调整

(1)传动机构的调整

如果在前齿轮箱中,两只传动齿轮啮合过松或者过紧,是由于轴承安装孔打偏造成的,要换前轴承座。如果后齿轮箱的盆齿轮和轴齿轮啮合过松或过紧,可以通过扩大车架的固定孔径,进行后轴位置的前后调整,通过在后轴支架和车架之间加减垫圈,进行后车轴的高低调整。

(2)行车方向的调整

行车方向可以通过扩大车架上前轴支架的固定孔径进行调整。

5.改进

为了使橡筋束的弹性势能更慢慢地释放,可以再增加一级加速传动齿轮组,如图3-4-7所示。这时候原后齿轮箱要做以下改动:

原盆齿轮改换大齿轮,在后轴承座中央再钻一个轴承孔安装两只轴承。在这个轴承中插入短轴,轴的一端同定好带着小齿轮的盆齿轮,这样大齿轮带动小齿轮加速后,又通过盆齿轮带动轴齿轮,驱动后轮前进。

图3-4-76.比赛

多级橡筋动力车辆模型,适宜进行竞距比赛。如果有百米长的竞赛场地最理想,如果没有,也可以在30米长的场地比赛。这时候,要在场地两端,分别画两条平行线,规定其中一条是第一起跑线,另一条是第二起跑线。参加比赛的车辆模型,从第一起跑线听令放行,另一名助手在第二起跑线处把车提起,并调头放行,以往返行驶距离的总和作为比赛成绩。