滴滴,不响,一辆汽车来了,更确切地说,是个四轮架子来了。
不要小看这个架子,它可是包含了汽车最基本的结构,也包含了最基础的机械传动原理。来吧,一起看看。
转向器
一个小主动齿轮,两个等大的从动齿轮,两个平行轴,三个连杆就构成了一个基本的转向结构。先看图吧
转动“方向盘”,齿轮各种联动下,轮子也开始转了,那么这组三个小齿轮蕴含了什么原理呢?
多级减速传动结构:齿轮前小后大,主动齿轮(前)速度快,从动齿轮(后)速度慢,也就是,当你快速转动方向盘,实际到轮子的反馈就比较慢了。转向利用这个结构,目的是为了平稳和安全,避免了在行车过程中,由于不经意轻微转动方向盘而导致突然转向的危险发生了。那么,类似的将主从动齿轮的大小交换,就变成了多级加速传动结构了。同向结构:一般齿轮外啮合,转动方向是相反,如果就这样应用,那么你往右转向,车可就会往左跑了,又是个危险事件。如何解决,那就是继续利用这个原理,再加一个齿轮,如图中,三个外啮合齿轮结构,这样最终转动方向就又回归一致了。不过,光有齿轮还是不够的,毕竟轮子和齿轮不是,也不可能在同一个平面上运动,这就需要轴和连杆的帮忙了。看一下正面的图。
两根平行的轴(绿),一根用于固定齿轮和轮子,另一根就是用来驱动的了。三个连杆(灰)分别与齿轮和两个轮子相连,然后同时硬连接于驱动轴上(硬连接说白了就是,我动你也动,我停你也停的连接模式)。当中间的齿轮转动,就会驱动中连杆,并带动驱动轴,而驱动轴也会同时带动两个边上的连杆同向运动,这样就给了垂直地面的轮子一个水平的力,轮子就在水平方向围绕着固定点做圆周运动,也就是转向了。
驱动器
说实话,这个驱动装置,实在是实现的太简陋了,简单到,它只说明了驱动装置是空间齿轮传动的应用。
所谓空间齿轮传动,就是传动齿轮不在同一个平面,通过锥齿轮或其他齿轮配合,实现传动方向在空间上的改变。而前面转向系统,是平面齿轮传动的应用。因为现实中的发动机,是不太可能直接和驱动轮相连的,尤其是前置发动机,后轮驱动的汽车,这就需要应用空间齿轮传动,多次改变传动方向,再将动力传给驱动轮。下图就是这个架子最简易的空间传动实现,一个水平方向的锥形齿轮咬合垂直方向的驱动齿轮,从而将水平的动力,转化成垂直方向,让车前进或后退。
ok,这个四轮架子的原理讲完了,图中手动的部分,换成动力马达,这个车就可以自己跑和转向了。
当然真实的汽车可是要比这个结构复杂多了,但是其基本的原理都是一样。每一种机械装置都有它固定的用途,而每改变一个机械部件的布局,就可能诞生一个新的装置。玩乐高,培养思维,也学习更多知识。好了让这个车跑一跑吧。