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青少年机器人等级考试积木材料:十字轴的分类与详解(2)

时间:2022-04-14   访问量:0

十字轴,因其横截面是十字形,故称十字轴,也叫十字棒。

十字轴是一种连接和传动的零部件,可以支撑转动部件(比如齿轮),并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩。十字轴因其圆柱形外观,以及十字形横截面,在积木搭建中,不但可穿在车轮轴心、齿轮孔心、电机轴心中,而且其十字形横截面可以保证与十字,而不会打滑。

下图是青少年机器人技术等级考试一级、二级用到的十字轴,下面我就分类讲解一下。


常见的各种十字轴

1、限位十字轴(2号轴)

红色的2号十字轴是这一堆灰色、黑色轴里颜色最靓的仔,它是积木里最短的轴。因为2号轴较短,所以常常用来将两个连接器连接在一起,或者是连接连轴器、直角交换器等。

2号十字轴比较短小,所以插入十字孔后,再拔出比较困难,因此两端设计了缺口,是为了方便拔出。


红色的2号轴

2、单数十字轴(灰轴)

单数十字轴基本都是灰色的,故又叫灰轴,比如我们最常见的3号轴、5号轴、7号轴、9号轴,见下图。


灰轴

应用场景:

(1)动力转动,轴在电机和齿轮的带动下,进行动力的传递,下图直升机模型中,前部电机的动力通过轴和齿轮的组合,一步步传递到直升机的尾翼。全国青少年机器人技术等级考试(二级)直升机搭建与原理(1)


十字轴进行动力传递

另外,十字形横截面保证轴和电机连接后,可以被电机带动,从而同步转动,如下图:


电机带动十字轴同转

(2)轴的圆柱形外观刚好可以和孔臂的孔吻合,方便和孔臂配合使用,可以在孔臂的孔里转动,比如车轮的轴。青少年机器人技术等级考试(二级)仿生机械尺蠖实操与原理(2)


十字轴穿在车轮上

(3)轴十字形横截面保证轴和连接器连接后,不会转动,起到固定的作用。机器人等级考试(二级)后轮驱动车搭建、参观军事博物馆(3)


后驱车上用轴固定成的汽车防滚架

3、双数十字轴(黑轴)

双数十字轴基本都是黑色的,故又叫黑轴,比如我们最常见的4号轴、6号轴、8号轴、10号轴、12号轴。上面介绍过的2号十字轴,属于比较特殊的双数轴,此外还有不常见的20号轴等。

黑轴的用途和灰轴没有区别,之所以按单双数分为不同颜色,主要是为了在使用过程中更容易区分不同的型号。


黑轴

4、带截止十字轴(钉头轴)

带截止轴的一端有一个帽,这个帽跟插销一样,可以起到固定轴的作用,防止轴横向移动,因其形状像钉子,故又叫钉头轴。常见的有3号带截止轴、4号带截止轴、5号带截止轴、8号带截止轴。


带截止十字轴

5、凸点十字轴(可插入销孔)

介绍一个特别的3号带截止轴-凸点十字轴,其帽上带有空心凸点,插入销孔中后,凸点的摩擦力可以带动轴转动。


凸点十字轴

6、中间带截止十字轴

中间带截止轴是一个特殊的4号带截止轴,其中间一段是平滑无沟槽的设计,这个设计很有趣,可以防止穿在轴上的齿轮受力后产生横向移动。当然,我们常用轴套解决轴上齿轮的横向移动偏离问题,不过效果肯定不如中间截止轴好。


中间带截止十字轴

7、中间带堵头截止十字轴

中间带堵头截止轴是一个特殊的深灰色的5.5号中间带截止轴,其中间有一个堵头,堵头一端长4.5cm,另一端长1cm。中间堵头轴常用在车轮安装上,比如四驱车或挖掘机的车轮,可以防止车轮行驶中在轴上产生横向位置偏移。另外,也可以用在差速器设计上。


中间带堵头截止十字轴

8、轴套与半轴套

轴套可以将轴固定在指定位置,功能和带截止轴的堵头类似,只是轴套更为灵活,但是没有带截止轴固定效果好。轴套是灰色的,还有一种半轴套,也叫1/2轴套,是黄色的。


轴套与半轴套

套在十字轴上的轴套道和半轴套,和十字棒的十字横截面结合得非常好。


套在十字轴上的轴套道和半轴套

轴套还有一个特别的作用,就是作为滑轮和皮带轮使用,它的侧面有一条缝隙,可以用来穿过橡皮筋或细绳。下图挖掘机中半轴套作为皮带轮使用。机器人技术等级考试(二级)石油开采机搭建与曲柄连杆运用(4)


半轴套作为皮带轮使用

上一篇文章详细介绍了孔臂(梁),这篇文章则对十字轴的每个分类都进行了详细的说明,介绍了每个不同类别的十字轴的特点以及应用场景,下篇文章会介绍机器人搭建中另外一类非常重要的材料:栓与销,希望可以帮到学习机器人搭建的孩子和家长。

如果想了解更多的机器人等级考试文章,欢迎继续关注,谢谢。

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