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玩具设计中马达的选用技巧和方法
2007/10/12/08:55  来源:《中外玩具制造》
 

    马达是玩具能够保持持续动力的主要动力源。设计人员在玩具生产中很少有机会设计一个马达,主要是选用。玩具马达的选用也有很多技巧和方法。

    在玩具制造中常用的马达(电机),有万宝制(Mabuchi)、标准(Standard)等,这些马达生产厂家的产品都有马达性能的参照表,设计人员很少有机会设计一个马达,主要是选用,当然也可能因为某种原因而专门设计一个马达(很多马达厂的工程师都是从Mabuchi出来的,所以Mabuchi的标准基本可以用作玩具业的马达标准)。

    用试验找出合适的转速比和扭矩

    马达厂的标准是空载的转速,而转速比计算时,一般就是用空载转速的计算。行走类玩具的转速比在80~150之间,因玩具产品并非是一种精密的机械,所以可以通过调节齿轮的传动来得出实际需要的传动比。比如:齿轮传动中某一节的齿数比为20:8,实验发现转速太慢则可以试一下22:6,如果转速太快,又可以换18:10,这种办法非常方便。

    马达产品都有一个最大载荷的数据,还有一个载荷与转速的关系。因为玩具产品一般不会很大而且是用电池驱动的较多,所以马达的载荷也不会很大。一般来说,载荷与扭矩越大,马达的体积也越大,所要的电池也越多,而且玩具的重量也越重,所以尽量选用合适的马达。一般保险起见,载荷与转速在曲线上升区的马达就管用。如果要节约成本,在找到一个大功率马达就可以起作用的情况下,换一个小功率的试一下。通过反复试验,找到一个功率较小又能满足要求的马达。

    用收音机做干扰测试

    马达的工作原理是不断地通过电刷来改变线圈中的电流,从而保证连续的转动。可以想像,马达里的磁铁越大,线圈越长,则扭矩会越大,而这种电流的改变会形成一个电磁波。电磁波的存在会对很多种家用电器造成干扰。如果一个小孩在等飞机的时候玩带有这种马达的玩具,还有可能影响飞机的起降。所以在实际工作中会增加一个抗干扰的垫圈(如DV WASHER , 0.5港币左右),但一般设计时都会在马达的两个电极上并联上一个陶瓷片电容或一个电阻(稳定电路的作用),一方面减少电刷与线圈转换时产生的电流影响,另一方面起稳定作用。实际工作中,用一个小收音机来做干扰测试器材,如不影响所有波段的电台就基本可以了。

    马达转动轴一般是铁轴,而铁轴一般直接紧配一个6齿或8齿的0.5模数的齿轮(或一个小带轮或锅杆),当是齿轮或锅杆时,特别是锅杆时,会因为刚起动的瞬间,齿与齿之间会卡位,这时线圈中的电流会加大,而导致铁轴串动,串动就会解卡,所以在固定马达时千万不要把轴在轴的方向上固定死(致少要有0.5mm的余量)。

    安置要注意减少噪音

    线圈是有电阻的,电流通过电阻时会发热,所以马达的外壳最好不能被直接接触到,同时马达也不能放在密闭的小盒子里,密闭的空间会导致热量不易散发,而且密闭的小盒子会成为一个音箱放大了马达的噪音。

    马达产品遇到最大的问题就是噪音,虽然这种噪声也许不会有安全性问题,但听起来不舒服。噪声的最大问题出之于高速齿,一般齿与齿的中间间隙会有10个丝到20个丝之间(对0.5模的齿轮来说)。间隙太小,高速齿会碰撞发出较大的噪音;太大,一方面动力不足,另一方面也会有噪音,所以有时会用皮带轮或用一个软的传动齿(如PE轮)来降低噪音,当然还可以加一点马达油(无毒的马达油)。

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