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22章 蜗轮蜗杆传动电动四轮车模型

这里介绍的车辆模型是一辆蜗轮蜗杆传动的电动车辆模型。蜗轮蜗杆机构,是一种大幅度的减速传动机构。车辆模型用这种传动机构,可以获得较大的减速比,能够使驱动轮获得较大的扭力。

1.结构原理

这辆车辆模型由前轮、后轮、前桥、后桥、电动机、蜗轮蜗杆、底盘等部分组成,如图4-6-1所示。前轮是被动轮,后轮是驱动轮,前桥和后桥分别把前后轮同底盘连接起来。图4-6-1蜗轮杆传动电动车辆模型实体图这辆车辆模型的动力传递方式同单级齿轮传动橡筋动力车辆模型类似。不同的是,它以蜗杆带动蜗轮实现减速传动。蜗轮蜗杆动力传递机构的特点是蜗杆转一圈,蜗轮转一齿,如图4-6-2所示。

图4-6-2蜗轮蜗杆传递机构特点2.零部件的材料选用和制作

部分零部件的材料的选用和尺寸如图4-6-3所示。

图4-6-3零部件的材料选用和尺寸(1)前后轮

采用直径44毫米、厚度10毫米的玩具车轮。

(2)底盘

采用厚2毫米、宽52毫米、长160毫米环氧板。按图4-6-3所示位置钻6个直径2毫米的固定孔,并且开出安装蜗轮的矩形槽口。开槽口可以先用手摇钻钻一条槽沟,再用什锦锉锉成。

(3)前桥和后桥

前后轴支架按图4-6-3所示裁剪后,先钻直径2毫米的固定孔,然后按虚线弯折成。前后轮支架上的轴孔一定要打准,以保证底盘弯折后两个轴孔在一条轴线上。

前后车轴采用两根直径3毫米、长84毫米的销子钢制作。前轴安装比较简单,把前车轴穿入前轮支架的轴孔内,并且在车轮支架的外侧1.5毫米处各焊上一片车轴定位垫片就可以了。后轴安装必须注意先后顺序,后轴先穿进蜗轮,用502胶水把蜗轮紧固在后轴中,再由轴的两端穿入两只后轴支架,找好位置把后轴支架固定底盘上,然后在支架外侧离轴两端7毫米处焊一片车轴定位垫片。

(4)电动机固定支架

它的尺寸由电动机决定。如果采用WZY-131电动机,可以用宽15毫米、长87毫米的马口铁皮制作,依照尺寸在两端钻出直径3毫米的固定孔,弯成圆弧紧固电动机。电动机下面的垫板采用5毫米厚的松木条制作。电池夹用磷铜片裁剪成,钻出固定孔。

(5)蜗轮、蜗杆

蜗轮、蜗杆可到玩具商店购买市售成品,买不到也可自制,方法如下:

图4-6-4自制蜗杆先找一个40~50牙的钟表齿轮或者玩具齿轮做蜗轮。它的最大直径最好不要大于23毫米,因为直径过大,电动机轴就需要加长。再找一条直径2毫米的钢丝做轴,在它上面用线径1毫米的裸铜丝,间绕5~6圈,做成像螺丝钉一样的螺旋形状,如图4-6-4所示。铜丝的间距要等于蜗轮上两齿之间的距离。螺纹距离调整好以后,要把裸铜丝焊牢在轴上,再用什锦细锉整形,使它能在蜗轮齿之间顺利地来回转动,不发生卡齿现象。这样,蜗轮蜗杆传动机构就制作好了。

3.安装

(1)前后桥的安装

前后桥的组件制作好后,用直径2毫米的螺丝螺母安装在底盘上。安装的时候,要注意后车轴的轴向位置和轴向间隙,使蜗轮蜗杆处于最佳啮合状态。前后桥安装以后,把前后车轮紧固在车轴上,并用环氧树脂胶黏结。

(2)电动机和传动机构的安装

安装方法如图4-6-5所示。先把蜗杆用502胶水黏结在电动机上。如果是自制的蜗杆,必须加接内径2毫米的铜套管。蜗杆黏好后,把电动机放置在垫板上,使蜗杆同后车轴上的蜗轮啮合,它们的最佳啮合状态是:蜗杆跟蜗轮水平相切,并且蜗杆中部同蜗轮上缘轮齿恰好啮合。位置确定后就可把电动机安装在底盘上。最后安装好电池夹和电源开关。

图4-6-5电动机和传动机构的安装

4.调整

①行车方向的调整可以通过改变前桥安装位置来实现。

②蜗轮、蜗杆啮合状态,可以移动电动机前后位置和改变垫板厚度来调节。

这种车辆模型,可以用来进行30米直线竞速比赛。