【文章內(nèi)容簡介】 已赫然成為人們休閑娛樂時的必需品，這也給遙控飛機帶來了史無前例的發(fā)展空間，使得遙控飛機不管是外形還是功能方面都更趨于完善。研究人員表明，今后的遙控飛機將朝兩級方向發(fā)展，一類是功能更簡化，價格更便宜，更適應(yīng)普通消費者需求；另一類則是功能朝復(fù)雜化發(fā)展，配件齊全，以滿足高級別玩家的需求。 1 概述 國內(nèi)外情況 遙控飛機是可以遠距離控制飛行的飛行器。根據(jù)其用途和性 能的差異，遙控飛機可分為玩具、航模、民用、軍用等幾類。玩具遙控飛機結(jié)構(gòu)簡單，通常為單通道、二通道或三通道，有固定翼飛機、直升機等。隨著科技發(fā)展，玩具遙控飛機的體積日漸縮小，而可操作性和技術(shù)含量越來越高，一些遙控飛機已經(jīng)能由56 歲的兒童操作。由于直升機比固定翼飛機所需的場地小，甚至可以在室內(nèi)操作，因此近年來遙控直升機的銷售量大幅增加。航?？梢哉f是高級玩具，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和可操作性遠高于玩具遙控飛機。航模遙控飛機可以實現(xiàn)前后、上下、側(cè)飛、左右、加速減速等大量技術(shù)動作。航模初學者應(yīng)循序漸進，從相對簡單的飛機開 始學習操作。例如，航模遙控直升機應(yīng)從四通道雙槳直升機開始。如果一開始就操作高級的六通道直升機，初學者會難以適應(yīng)其操作難度。航模遙控飛機有油動和電動之分，油動的最大好處是續(xù)航時間長，只要及時加油即可飛行，而且，馬力強勁。但油動機的危險系數(shù)較高，維護相對復(fù)雜，價格比較高，因此電動航模成為了航模普及的主要角色。與過去流行過的滑翔機、飛碟等相比，現(xiàn)在流行的直升機有幾大特點，一是價格很吸引人；二是用料好，以前以發(fā)泡膠為主，已損壞，現(xiàn)基本以耐撞擊的 EEC 為主；三是容易操縱，在很小的空間里就可以玩。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 共 66 頁 總體方案設(shè)計 及材料選擇 總體方案設(shè)計 經(jīng)過研究我設(shè)計的這款遙控玩具飛機將采用如下方案：將飛機設(shè)計成為典型的共軸雙槳、尾翼導向直升機，采用無線電遙控的方式控制飛機的起飛，前進，后退，左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎等基本動作。使用電動機為原動機，電池為能源。為獲得較高的性價比，我將盡量使該玩具飛機的結(jié)構(gòu)簡單，但同時外觀新穎，操作靈活。 本款飛機將采用共軸雙槳四旋翼作為驅(qū)動結(jié)構(gòu)，主旋翼分為 A、 B 兩組，分別由兩個電動機帶動， A 組主旋翼設(shè)置在上方，順時針旋轉(zhuǎn)， B 組主旋翼設(shè)置在下方，逆時針旋轉(zhuǎn)。 A、 B兩組旋翼旋轉(zhuǎn)作為飛機起飛的 驅(qū)動動力。 本款飛機將采用尾翼作為導向結(jié)構(gòu)，尾翼順時針旋轉(zhuǎn)時飛機左轉(zhuǎn)彎，逆時針旋轉(zhuǎn)時飛機右轉(zhuǎn)彎。為了不使飛機結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，本款飛機將不具備后退飛行的能力。 機械傳動位于原動機和工作機之間，用以傳遞運動和動力或力矩，改變運動方式。傳動裝置方案設(shè)計是否合理，對整個機構(gòu)的工作性能，尺寸，重量和成本影響都很大。因此，傳動方案的設(shè)計是遙控玩具飛機機械及控制部分設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。 合理的傳動方案，首先應(yīng)滿足工作機的工作需求，其次還應(yīng)該滿足工作可靠、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低廉、工藝性好等要求。任何一個方案，要滿足上述所有要求都相當困難。因此要統(tǒng)籌兼顧，抓主要矛盾，滿足最重要和最基本的要求。 在中部的齒輪箱內(nèi)，我的設(shè)計是：安排兩個電動機，分別帶動一組齒輪，一組齒輪和 A組旋翼聯(lián)接，一組齒輪和 B組旋翼聯(lián)接，并且兩組齒輪的設(shè)置是對稱的。齒輪組設(shè)計圖如下： 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 共 66 頁 圖 齒輪方案圖 材料選擇 塑料為合成的 高分子化合物 ，又可稱為高分子或巨分子 。 大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學性穩(wěn)定，不會銹蝕；耐沖擊性好；具有較好的透明性和耐磨耗性；絕緣性好，導熱性低；一般成型性、著色性好，加工成本低； 當然塑料也有不少 缺點， 大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；容易老化；某些塑料易溶于溶劑。 因為本設(shè)計是遙控玩具汽車，對材料的很多要求不是很多，因而這些缺點和本設(shè)計本不沖突。 聚酰胺 Polyamide（簡稱 PA，俗稱尼龍 ） 尼龍 6（ PA6） 尼龍 6 又叫 PA6，聚酰胺 6。學名： 聚己內(nèi)酰胺 尼龍 6 為 由單體 己內(nèi)酰胺 經(jīng)開環(huán)聚合 反應(yīng)生成的線 線型聚酰胺 ，具有唚NH(CH2)5CO 重復(fù)單元結(jié)構(gòu)。 尼龍 6 的熔點較低，而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性比尼龍 66塑料要好 ,但吸濕 性也更強。 彈性比 PA66大，疲勞彈性 為了提高尼龍 6 的機械特性，經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑，有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠，如 EPDM 和 SBR 等。對于沒有添加劑的產(chǎn)品，尼龍 6 塑膠原料的收縮率在 1%到 %之間。加入 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 共 66 頁 玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到 %（但和流程相垂直的方向還要稍高一些）。成型組裝的收縮率主要受材料結(jié)晶度和吸濕性影響。實際的收縮率還和塑件設(shè)計、壁厚及其它工藝參數(shù)成函數(shù)關(guān)系。尼龍 6 注塑干燥處理由于尼龍 6 很容易吸收水分，因此加工前的干燥特別要注意。 尼龍 6 注塑工藝參 數(shù)熔料溫度： 240250℃ ，對于增強品種為 250~280C。 尼龍 6抗拉強度和耐磨性優(yōu)異，有彈性，主要用于制造合成纖 聚己內(nèi)酰胺維，也可用作工程塑料。 其 典型應(yīng)用范圍由于有很好的機械強度和剛度被廣 泛用于結(jié)構(gòu)部件。由于有很好的耐磨損特性，還用于制造軸承 、齒輪 。汽車用高性能增強尼龍 6 復(fù)合材料制造發(fā)動機周邊部件，如進氣歧管、發(fā)動機罩蓋。 尼龍 610(PA610) 尼龍 610 易于成型，性能介于尼龍 6 和尼龍 66 之間。最大特點是吸水變化很小，尺寸穩(wěn)定，硬度較高，耐磨性比尼龍 6 稍差，但可替代尼龍 6和尼龍 66 制作精密尺寸 產(chǎn)品。 尼龍 66 ： 尼龍 66 為聚已二酰已二胺，工業(yè)簡稱 PA66。常制成圓柱狀粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般為 萬～ 2 萬。各種聚酰胺的共同特點是耐燃，抗張強度高（達 104 千帕），耐磨，電絕緣性好。尼龍 66主要用于汽車、機械工業(yè)、電子電器、精密儀器等領(lǐng)域。從最終用途看，汽車行業(yè)消耗的尼龍 66 占第一位，電子電器占第二位。大約有 88%的尼龍 66 通過注射成型加工成各種制件，約 12%的尼龍 66 則通過擠出、吹塑等成型加工成相應(yīng)的制品。由于尼龍 66優(yōu)良的耐熱性、耐化學藥品性、強度和加工方便等，因而在汽車工業(yè)得到了大 量應(yīng)用，目前幾乎已能用于汽車的所有部位，如發(fā)動機部位，電器部位和車體部位。發(fā)動機部位包括進氣系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)，如發(fā)動機氣缸蓋罩、節(jié)氣門、空氣濾清器機器外殼，車用空氣喇叭、車用空調(diào)軟管、冷卻風扇及其外殼、進水管、剎車油罐及灌蓋，等等。車體部位零部件有：汽車擋泥板、后視鏡架、保險杠、儀表盤、行李架、車門手柄、雨刷支架、安全帶扣搭、車內(nèi)各種裝飾件等等。車內(nèi)電器方面如電控門窗、連接器、保鮮盒、電纜扎線等。 PA66 可生產(chǎn)電子電器絕緣件、精密電子儀器部件、電工照明器具和電子電器的零部件等，可用于制作電飯鍋、電動吸塵器、高 頻電子食品加熱器等。 PA66 具有優(yōu)良的耐焊錫性，廣泛用作接線盒、開 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 66 頁 關(guān)和電阻器等的生產(chǎn)。阻燃級 PA66 可用于彩電導線夾、固定夾和聚焦旋鈕。列車客車的門把手、貨車的制動器接合盤等可用 PA66 制作。其它如絕緣墊圈、擋板座、船舶上的渦輪、螺旋槳軸、螺旋推進器、滑動軸承等也可以用 PA66 制作。高抗沖擊性尼龍 66 還可制作管鉗、塑料模具、無線電控制車身等。未增強級尼龍 66 通常用于制造低蠕變、無腐蝕的螺母、螺栓、螺釘、噴嘴等；增強級尼龍66用于生產(chǎn)鏈條、傳送帶、扇葉、葉輪和腳手架固定腳扣等。 在家具行業(yè)中，也經(jīng)常采用尼龍 66制造的連接件、裝飾品、抽屜滑輪、滑軌等。另外，大量的用品用具也直接以尼龍 66來制造，如：齒輪、扇葉、縫紉機凸輪、洗衣機腳，一些以汽油為動力的機械，如割草機。軍事上，刺刀鞘、密件套和火藥帶等。 45 鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達 45～ 52HRC。 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機械性能。 軸承鋼 GCr15 和彈簧鋼 65Mn，經(jīng)調(diào) 質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達 50～ 58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。 精密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸）可選用 38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。 45 號鋼廣泛用于機械制造，這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好， 45 號鋼可以淬硬至 HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮 45鋼 優(yōu)越的機械性能，常將 45鋼表面淬火 (高頻淬火或者直接淬火 )，這樣就能得到需要的表面硬度。 1. 45號鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于 HRC55（最高可達 HRC62）為合格。 實際應(yīng)用的最高硬度為 HRC55（高頻淬火 HRC58）。 2. 45號鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 共 66 頁 調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì) +表面淬火提高零件表面硬度。 如果用 45號鋼滲碳，淬火后芯部 會出現(xiàn)硬脆的馬氏體，失去滲碳處理的優(yōu)點。現(xiàn)在采用滲碳工藝的材料，含碳量都不高，到 %芯部強度已經(jīng)可以達到很高，應(yīng)用上不多見。 %從來沒見過實例，只在教科書里有介紹?？梢圆捎谜{(diào)質(zhì) +高頻表面淬火的工藝，耐磨性較滲碳略差。 GB/T6991999標準規(guī)定的 45鋼推薦熱處理制度為 850℃正火、 840℃淬火、 600℃回火，達到的性能為屈服強度≥ 355MPa GB/T6991999標準規(guī)定 45鋼抗拉強度為 600MPa，屈服強度為 355MPa，伸長率為 16%，斷面收縮率為 40%，沖擊功為 39J 合金鋼 ： 合金鋼 alloy steel 鋼里除鐵、碳外，加入其他的元素，就叫合金鋼。 在普通碳素鋼基礎(chǔ)上添加適量的一種或多種合金元素而構(gòu)成的鐵碳合金。根據(jù)添加元素的不同，并采取適當?shù)募庸すに?，可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。 合金鋼種類很多，通常按合金元素含量多少分為低合金鋼（含量 5%），中合金鋼（含量 5%～ 10%），高合金鋼（含量 10%）；按質(zhì)量分為優(yōu)質(zhì)合金鋼、特質(zhì)合金鋼；按特性和用途又分為合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金 彈簧鋼和特殊性能鋼（如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼）等。 在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、碳元素以外，還含有一定量的合金元素，鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、硌、礬、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種，這種鋼叫合金鋼。各國的合金鋼系統(tǒng)，隨各自的資源情況、生產(chǎn)和使用條件不同而不同，國外以往曾發(fā)展鎳、硌鋼系統(tǒng)，我國則發(fā)現(xiàn)以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統(tǒng) 合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中約占百分之十幾，一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為 8大類，它們是：合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼，電工用硅鋼。調(diào)質(zhì)鋼 1．中碳型合金鋼，合金元素含量較低； 2．強度較高； 3．用于高溫螺栓、螺母材料等。 彈簧鋼 含碳量比調(diào)質(zhì)鋼高； 2經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，強度較高 抗疲勞強度較高； 3用于彈簧材料。 滾動軸承鋼 1高碳型合金鋼，合金含量較高； 2具有高而均勻的硬度和耐磨性； 3用于滾動軸承。 合金工具鋼 量具鋼 1高碳型合金鋼，合 南華大學機械工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 共 66 頁 金元素含量較低； 2具有高的硬度和耐