玩具馬達(dá)的選用技巧和方法

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　　玩具設(shè)計(jì)中馬達(dá)的選用技巧和方法-玩具設(shè)計(jì),玩具馬達(dá),玩具制造 馬達(dá)是玩具能夠保持持續(xù)動(dòng)力的主要?jiǎng)恿υ?。設(shè)計(jì)人員在玩具生產(chǎn)中很少有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)馬達(dá)，主要是選用。玩具馬達(dá)的選用也有很多技巧和方法。

 在玩具制造中常用的馬達(dá)（電機(jī)），有萬寶制（Mabuchi）、標(biāo)準(zhǔn)（Standard）等，這些馬達(dá)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品都有馬達(dá)性能的參照表，設(shè)計(jì)人員很少有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)馬達(dá)，主要是選用，當(dāng)然也可能因?yàn)槟撤N原因而專門設(shè)計(jì)一個(gè)馬達(dá)（很多馬達(dá)廠的工程師都是從Mabuchi出來的，所以Mabuchi的標(biāo)準(zhǔn)基本可以用作玩具業(yè)的馬達(dá)標(biāo)準(zhǔn)）。

　　用試驗(yàn)找出合適的轉(zhuǎn)速比和扭矩

　　 馬達(dá)廠的標(biāo)準(zhǔn)是空載的轉(zhuǎn)速，而轉(zhuǎn)速比計(jì)算時(shí)，一般就是用空載轉(zhuǎn)速的計(jì)算。行走類玩具的轉(zhuǎn)速比在80~150之間，因玩具產(chǎn)品并非是一種精密的機(jī)械，所以可以通過調(diào)節(jié)齒輪的傳動(dòng)來得出實(shí)際需要的傳動(dòng)比。比如：齒輪傳動(dòng)中某一節(jié)的齒數(shù)比為20：8，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速太慢則可以試一下22：6，如果轉(zhuǎn)速太快，又可以換18：10，這種辦法非常方便。

馬達(dá)產(chǎn)品都有一個(gè)最大載荷的數(shù)據(jù)，還有一個(gè)載荷與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。因?yàn)橥婢弋a(chǎn)品一般不會(huì)很大而且是用電池驅(qū)動(dòng)的較多，所以馬達(dá)的載荷也不會(huì)很大。一般來說，載荷與扭矩越大，馬達(dá)的體積也越大，所要的電池也越多，而且玩具的重量也越重，所以盡量選用合適的馬達(dá)。一般保險(xiǎn)起見，載荷與轉(zhuǎn)速在曲線上升區(qū)的馬達(dá)就管用。如果要節(jié)約成本，在找到一個(gè)大功率馬達(dá)就可以起作用的情況下，換一個(gè)小功率的試一下。通過反復(fù)試驗(yàn)，找到一個(gè)功率較小又能滿足要求的馬達(dá)。

　　用收音機(jī)做干擾測試

　　 馬達(dá)的工作原理是不斷地通過電刷來改變線圈中的電流，從而保證連續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢韵胂?，馬達(dá)里的磁鐵越大，線圈越長，則扭矩會(huì)越大，而這種電流的改變會(huì)形成一個(gè)電磁波。電磁波的存在會(huì)對(duì)很多種家用電器造成干擾。如果一個(gè)小孩在等飛機(jī)的時(shí)候玩帶有這種馬達(dá)的玩具，還有可能影響飛機(jī)的起降。所以在實(shí)際工作中會(huì)增加一個(gè)抗干擾的墊圈（如DV WASHER , 0.5港幣左右），但一般設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)在馬達(dá)的兩個(gè)電極上并聯(lián)上一個(gè)陶瓷片電容或一個(gè)電阻（穩(wěn)定電路的作用），一方面減少電刷與線圈轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的電流影響，另一方面起穩(wěn)定作用。實(shí)際工作中，用一個(gè)小收音機(jī)來做干擾測試器材，如不影響所有波段的電臺(tái)就基本可以了。

　　 馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)軸一般是鐵軸，而鐵軸一般直接緊配一個(gè)6齒或8齒的0.5模數(shù)的齒輪（或一個(gè)小帶輪或鍋桿），當(dāng)是齒輪或鍋桿時(shí)，特別是鍋桿時(shí)，會(huì)因?yàn)閯偲饎?dòng)的瞬間，齒與齒之間會(huì)卡位，這時(shí)線圈中的電流會(huì)加大，而導(dǎo)致鐵軸串動(dòng)，串動(dòng)就會(huì)解卡，所以在固定馬達(dá)時(shí)千萬不要把軸在軸的方向上固定死（致少要有0.5mm的余量）。

　　 安置要注意減少噪音

　　 線圈是有電阻的，電流通過電阻時(shí)會(huì)發(fā)熱，所以馬達(dá)的外殼最好不能被直接接觸到，同時(shí)馬達(dá)也不能放在密閉的小盒子里，密閉的空間會(huì)導(dǎo)致熱量不易散發(fā)，而且密閉的小盒子會(huì)成為一個(gè)音箱放大了馬達(dá)的噪音。

　　 馬達(dá)產(chǎn)品遇到最大的問題就是噪音，雖然這種噪聲也許不會(huì)有安全性問題，但聽起來不舒服。噪聲的最大問題出之于高速齒，一般齒與齒的中間間隙會(huì)有10個(gè)絲到20個(gè)絲之間（對(duì)0.5模的齒輪來說）。間隙太小，高速齒會(huì)碰撞發(fā)出較大的噪音；太大，一方面動(dòng)力不足，另一方面也會(huì)有噪音，所以有時(shí)會(huì)用皮帶輪或用一個(gè)軟的傳動(dòng)齒（如PE輪）來降低噪音，當(dāng)然還可以加一點(diǎn)馬達(dá)油（無毒的馬達(dá)油）。但是，還得注意帶馬達(dá)的牙箱最好不要與制件，特別是大的帶有相對(duì)密閉空間的制件共件，即在大的制件上直接做出牙箱夾板，如電池箱、車底座等。這些相對(duì)密閉空間會(huì)起到一個(gè)擴(kuò)音器的作用，幾十倍地放大噪音。筆者經(jīng)歷過很多這方面的設(shè)計(jì)，如直接把馬達(dá)固定在電池箱的底部或側(cè)邊，那噪音會(huì)非?？植馈Ｅe一個(gè)實(shí)例，某一公司開發(fā)過一個(gè)1.5英尺大的遙控車（甲殼蟲外形），當(dāng)時(shí)就是在車底直接做出牙箱，即把馬達(dá)直接固定在車底上，因?yàn)檫@樣省掉一套模具錢，同時(shí)降低裝配時(shí)間，但噪音振動(dòng)直接傳動(dòng)到車底引起車底共振，結(jié)果噪音非常大。最后只得又重新做了一套模具，把牙箱拆出來，并在牙箱與車底安裝處墊上海綿以吸振才解決問題。可見玩具的噪音很大時(shí)可以想辦法在牙箱與緊固件之間加上海綿或其它的吸振軟材料（如橡膠片等）來減少共振而得以減少噪音。

　　 固定和實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的方法

　　馬達(dá)的兩頭專門設(shè)計(jì)有固定的位防轉(zhuǎn)動(dòng)。只要參照馬達(dá)的尺寸圖，用上下兩件夾板夾住就可以了。一般不會(huì)固定馬達(dá)的殼身，因?yàn)檫@樣一方面散熱不好，而另一方面也很難做到固定穩(wěn)當(dāng)，除非結(jié)構(gòu)上萬不得己，馬達(dá)也可以通過打螺絲固定（馬達(dá)上有專門打螺絲的孔）

　　 一般馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)都可以使用，即改變電池的方向而得到正反兩種轉(zhuǎn)向（可以通過機(jī)械開關(guān)來改變，也可通過電子控制），也就是說一個(gè)馬達(dá)可以得到兩種不同的動(dòng)作。如：馬達(dá)正轉(zhuǎn)使四足行走的仿真動(dòng)物前進(jìn)，而馬達(dá)反轉(zhuǎn)，使得它停止并且搖尾巴、搖動(dòng)等，這些動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)是通過一個(gè)齒輪傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，主動(dòng)輪有一個(gè)切向用力的原理來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的，即通過馬達(dá)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)一組齒輪，而在反轉(zhuǎn)時(shí)又帶動(dòng)另一組齒輪工作?？汕邢蛱鴦?dòng)的軸叫跳軸。超載保護(hù)

　　 對(duì)于連續(xù)工作的玩具，最大的可能會(huì)受到小孩強(qiáng)制性制動(dòng)。如把移動(dòng)的汽車直接壓在地面上，等等。此時(shí)如果沒有過載保護(hù)機(jī)構(gòu)，就會(huì)使馬達(dá)線圈中的電流成倍增加，從而導(dǎo)致馬達(dá)發(fā)熱，嚴(yán)重能導(dǎo)致起火。所以一般都設(shè)有超載保護(hù)，最好的是皮帶傳動(dòng)，但皮帶傳動(dòng)在過載時(shí)又會(huì)過度摩擦皮帶而降低皮帶的壽命，所以一般都會(huì)再設(shè)有過載保護(hù)，而過載保護(hù)設(shè)計(jì)的原理一般都是利用某一傳動(dòng)帶，使得在動(dòng)作源過載時(shí)，某一齒輪能打滑或脫開動(dòng)作源，從而保證馬達(dá)仍然轉(zhuǎn)動(dòng)，但動(dòng)作停止，如“S”片、跳軸等。

　　 齒輪安裝和復(fù)位機(jī)構(gòu)

　　 馬達(dá)齒輪的安裝只有一個(gè)方法是正確的，那就是把壓齒輪的力直接作用在軸上，也就是直接抵住鐵軸末端把齒輪壓入鐵軸工作端上。

　　 復(fù)位機(jī)構(gòu)，因?yàn)轳R達(dá)是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，當(dāng)動(dòng)作源被抓死或其它方式發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，一定要保證馬達(dá)工作的下一個(gè)周期或幾個(gè)周期內(nèi)使動(dòng)作能夠復(fù)原到設(shè)計(jì)位置，一般都無需專門設(shè)計(jì)。比如凸輪機(jī)構(gòu)，是可以自行復(fù)位的，但如果是四桿機(jī)構(gòu)，則有可能需要專門設(shè)計(jì)。