【正文】 產(chǎn)生玩具汽車的動(dòng)力，但對(duì)電熱式發(fā)動(dòng)機(jī)來說，最初主要是由電熱塞引起爆發(fā)，此后再利用自身壓縮所產(chǎn)生的熱量，對(duì) 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 66 頁 混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火和使之爆發(fā)而產(chǎn)生汽車的動(dòng)力。 其工作原理及發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與實(shí)物汽車相同，其發(fā)動(dòng)機(jī)稱之為模型發(fā)動(dòng)機(jī)。并且在碳棒和鐵棒之間存在較高的電勢(shì)差，結(jié)果就是讓食鹽水發(fā)生電解！電解食鹽水產(chǎn)生的氯氣和 NaOH，這無疑又加速了鐵的腐蝕速度。當(dāng)鐵原子氧化后將產(chǎn)生兩個(gè)電子，而離子在水中又將與水分子和氧氣反應(yīng)，從而使水分呈堿性，這水分附著在鐵上時(shí)，就讓鐵發(fā)生氧化，氧化過程中又將發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移，而這產(chǎn)生的電子再被水分子中被溶解在水中的氧氣獲得，并和水發(fā)生作用生成氫氧根，而碳元素的存在將加速這一過程的發(fā)生： 4e + O2 + 2H20 =4OH 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 66 頁 當(dāng)鐵失去兩個(gè)電子而變成亞鐵離子時(shí)便也進(jìn)入到溶液中，且極易與氫氧根作用而生成氫氧化亞鐵： Fe+2 + 2OH =Fe(OH)2 氫氧化亞鐵本身不穩(wěn)定 易氧化，因此便被水中的氧氣氧化為氫氧化鐵： 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 氫氧化鐵本身也不是很不穩(wěn)定，因此立即分解為三氧化二鐵和水： 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O 在鐵生銹的過程中有電子轉(zhuǎn)移，即有電流產(chǎn)生。 其原理與鐵的生銹原理相同。而前輪則由兩個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)控制，并通過轉(zhuǎn)向橋連接，前輪的小型電動(dòng)機(jī)上的小齒輪與轉(zhuǎn)向橋上的齒條相嚙合，從而實(shí)現(xiàn)了小型電動(dòng)機(jī)控制前輪轉(zhuǎn)向。 控制系統(tǒng)的基本原理是：通過輸入的遙控器控制命令（轉(zhuǎn)向，前進(jìn)及后退命令），再由遙控器中的信號(hào)發(fā)射器產(chǎn)生信號(hào)，再由遙控器上的天線發(fā)射出去，之后在玩具汽車內(nèi)部的信號(hào)接收接收器接收到所發(fā)出的信號(hào)指令并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號(hào)，并通過控制信號(hào)控制電流從而控制電 動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的左右轉(zhuǎn)動(dòng)和前進(jìn)后退的命令。 我們所設(shè)計(jì)的玩具汽車是通過無線遙控來實(shí)現(xiàn)玩具汽車 4 個(gè)方向的靈活運(yùn)動(dòng)。 由于我們能力有限，所以無法自行設(shè)計(jì)出像歐美那些所謂的高端玩具汽車，所以 老師這次給我們定位的玩具汽車屬于中低端檔次的無線遙控玩具汽車。 但我們必須注意的的是塑料材料本身的安全問題，因?yàn)榻佑|玩具汽車的群體，大多數(shù)為兒童，且兒童的自身的抵抗能力較低，且有可能誤將玩具汽車放入口中，所以必須保證塑料材料的安全性。 當(dāng)然塑料材料也有不少缺點(diǎn)，大部分塑料都不耐熱，受熱容易膨脹，極易燃燒；尺寸穩(wěn)定性低且容易變形；并且多數(shù)塑料在低溫條件下容易變脆 且易老化；某些塑料還極易溶于某些溶劑。因此高分子化合物及大家常說的塑料便成為了最理想的制造材料。因此眼下國內(nèi)的玩具汽車制造企業(yè)應(yīng)不斷把工作重心致力于產(chǎn)品的發(fā)明創(chuàng)新，不斷提高玩具汽車的產(chǎn)品質(zhì)量，并研發(fā)出環(huán)保安全的玩具材料，不斷發(fā)掘玩具汽車的附加價(jià)值與娛樂功能和使用功能，才能在不久 的將來趕超歐美國家，使國內(nèi)的玩具汽車也能進(jìn)入高端檔次玩具的行列。再加上如今人們的生活水平的不斷提高，轎車正在逐漸成為家庭出行的重要工具之一，于此同時(shí)也將間接帶動(dòng)玩具汽車的銷售市場(chǎng)。 雖然中國的玩具汽車行業(yè)起步晚，生產(chǎn)水平還相對(duì)較低，但是據(jù)該行業(yè)相關(guān)的專業(yè)人士分析， 在中國玩具汽車行業(yè)至少有 45 億人民幣的市場(chǎng)。 Rastar 是廣東星輝車模股份有限公司的主打產(chǎn)品之一。 而相對(duì)于中國的玩具汽車行業(yè)則起步相對(duì)較晚，開始于改革開放后，而且目前的玩具汽車行業(yè)并沒有出臺(tái)相應(yīng)的玩具汽車統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此質(zhì)量參差不齊， 市場(chǎng)管理混亂，且生產(chǎn)出來的玩具汽車的合格率與質(zhì)量遠(yuǎn)低于歐美產(chǎn)品。 正是由于歐美玩具汽車行業(yè)起步早，工業(yè)與電子自動(dòng)化控制水平也普遍高于中國，所以玩具汽車市場(chǎng)在歐美已經(jīng)形成了較為規(guī)范的生產(chǎn)制造流程。 而在如今玩具汽車已經(jīng)不再是簡單的玩具而已了，如今許多國家都將遙控玩具汽車的技術(shù)應(yīng)用于軍事戰(zhàn)略項(xiàng)目中，而在一些地形勘探或是考古活動(dòng)中也能見到遙控玩具汽車的身影。這些玩具汽車不僅可以對(duì)汽車外形進(jìn)行改造甚至可以根據(jù)需要對(duì)玩具汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行少量的改造而達(dá)到預(yù)期目的。與此同時(shí)，人們開始將新 的動(dòng)力 —— 電，應(yīng)用于玩具汽車中。但隨著歐美鐵路事業(yè)的發(fā)達(dá)，火車的普及，玩具汽車?yán)镆查_始出現(xiàn)了以發(fā)條或蒸汽為動(dòng)力的汽車玩具。 `一些錯(cuò)誤與問題，希望老師們能予以糾正。尤其是塑料齒輪的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)也是設(shè)計(jì)中最難的一步。這個(gè)課題是在我們?cè)?jīng)的課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上的擴(kuò)展和延伸。而在后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與造型中我的分析能力與制圖和讀圖能力也得到了很大的提高。我們不僅要回顧之前所學(xué)習(xí)的知識(shí)，還要去學(xué)習(xí)探索在課堂里沒接觸的東西。通過這次設(shè)計(jì)不僅可以讓我們更加熟悉和鞏固之前所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，而且讓我們更加深入的了解了機(jī)械這一行業(yè)，并且這次設(shè)計(jì)是聯(lián)系到了生活中的實(shí)際問題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 共 66 頁 大學(xué)四年我們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下已經(jīng)做了很多的設(shè)計(jì)，但是，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們這四年最后一次設(shè)計(jì)，也是大學(xué)四年來最重要的一次設(shè)計(jì)。它是對(duì)我們這四年專業(yè)學(xué)習(xí)的最徹底的一次檢測(cè)和總結(jié)。由于這次設(shè)計(jì)的重要性與現(xiàn)實(shí)性，所以這次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)量也是這四年來最大的。這次設(shè)計(jì)我們進(jìn)行了大量的資料查詢，并運(yùn)用 了大量的設(shè)計(jì)手冊(cè)里的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及其許多網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)資料，這不僅加強(qiáng)了我的設(shè)計(jì)能力同時(shí)也在不只知不覺中提高了我的自學(xué)和查找資料的能力。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題是：“遙控玩具汽車的外形及機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”。既用到了曾經(jīng)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)又學(xué)習(xí)到了很多新材料的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與知識(shí)。雖然國外對(duì)于塑料齒輪的設(shè)計(jì)已經(jīng)不再是什么新鮮事，但在中國這一課題還只 是剛起步而已，很多設(shè)計(jì)并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以許多資料必須依據(jù)國外的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來完成，這也讓我感受到了我國機(jī)械行業(yè)與國外發(fā)達(dá)國家的差距之大。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 共 66 頁 1 緒論 玩具汽車開始于 19 世紀(jì)的歐美，并且都為無動(dòng)力玩具汽車。 而在 20 世紀(jì)開始，隨著以玩具促進(jìn)孩子成長的思潮的興起，具有啟蒙或是開發(fā)兒童智力的玩具開始成為玩具市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。因此玩具汽車成了最精致的玩具之一，它不僅在兒童中流行，同時(shí)也深受許多成年人的喜愛。 在兩次世界大戰(zhàn)之后，玩具汽車開始在玩具市場(chǎng)中占據(jù)一定數(shù)量的市場(chǎng)份額，而在之后電池的出現(xiàn)與無線遙控技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，也使得玩具汽車的形式與種類變的更加多種多樣。就連當(dāng)今的好萊塢大片中許多玩具汽車也成了影片中的電影明星。并且，美國早在 1961 年就頒布了第一部針對(duì)玩具制造而作出規(guī)定的法案《聯(lián)邦有害物質(zhì)管理法》，而且目前中國的海關(guān)入口商品玩具編碼產(chǎn)品中，有 70%的產(chǎn)品均是電動(dòng)玩具車系列。但在中國也不乏玩具汽車制造的佼佼者，如 Rastar 品牌玩具車模型，且產(chǎn)品銷售一直處 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 共 66 頁 于龍頭位置。廣東星輝車模股份有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)車模型的企業(yè)，生產(chǎn)世界上 20 家著名汽車企業(yè)如 “ 寶馬 ” 飛馳 ” 克萊斯勒 ” 悍馬 ” 等的車模，該公司是國內(nèi)擁有最多著名轎車企業(yè)授權(quán)生產(chǎn)玩具的車模型生產(chǎn)企業(yè)之一。因此市場(chǎng)份額還是相當(dāng)大的。如今的許多電影或動(dòng)畫中也不乏涉及玩具汽車的故事如《汽車總動(dòng)員》、《四驅(qū)兄弟》、《四驅(qū)小子》、《變形金剛》等都極大的促進(jìn)了玩具汽車市場(chǎng)的發(fā)展壯大。 由于玩具汽車體積小，市場(chǎng)需求量大，所以所需的制造材料必須成本低廉，容易成型，又不易損壞。因?yàn)榇蠖鄶?shù)塑料質(zhì)量較輕，化學(xué)性質(zhì)不易變化，不會(huì)生銹；耐沖擊性良好；具有很好的透明性和耐磨性；絕緣性極好，導(dǎo)熱性能低；一般易于成型和易于著色，加工成本也較低。但玩具汽車的使用并不處于極端溫度中，且很少能與有害的化學(xué)實(shí)驗(yàn)溶劑相接觸，因此這部分缺點(diǎn)并不影響玩具汽車的生產(chǎn)制造。 對(duì)于如今經(jīng)常在生產(chǎn)制造塑料常用的五大工程塑料為 PA、 PC、 POM、 PBT、 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 共 66 頁 PPO。汽車主要可以實(shí)現(xiàn)的功能是在無線遙控器的控制下玩具汽車可以靈活的實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)向的功能。并采用后輪驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向的運(yùn)動(dòng)方式。 機(jī)械傳動(dòng)是通過 4 個(gè) 7 號(hào)電池產(chǎn)生電力，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)小型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，之后再經(jīng)二級(jí)齒輪減速箱傳遞動(dòng)力到后車輪上而驅(qū)動(dòng)玩具汽車運(yùn)動(dòng)。 2 動(dòng)力選擇和設(shè)計(jì) （ 1）鹽水發(fā)電能源，作為新興的一種玩具汽車能源方式，這種能源已經(jīng)越來越受到大家的關(guān)注和玩具行業(yè)人士的興趣。生銹原理是：鐵本生屬于容易 氧化的金屬，而當(dāng)在潮濕環(huán)境時(shí)，更加加劇了鐵原子的氧化。 所以鹽水電池產(chǎn)生電的原理很簡單，和上面講的過程一樣，只是電子從鐵棒通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到碳棒上，而且反應(yīng)過程更激烈。 如今在市面上最 普遍采用這一能源的是鹽水動(dòng)力車如圖 圖 鹽水動(dòng)力車 (2)模型燃油提供動(dòng)力源，模型燃油的主要成份是：木精 (甲醇 )、潤滑油、硝基甲皖等物質(zhì)。而模型發(fā)動(dòng)機(jī)又分為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和電熱式發(fā)動(dòng)機(jī)。 燃料玩具遙控汽車外形與動(dòng)力結(jié)構(gòu)形式與現(xiàn)實(shí)汽車 十分接近，如圖 ，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易操作，且對(duì)燃油的使用不當(dāng)極易發(fā)生危險(xiǎn)事故，因此不適合兒童使用。隨著現(xiàn)代科學(xué)的高速發(fā)展，電池也已經(jīng)衍生出了許多種類。而這些電池也各有優(yōu)點(diǎn)。來源豐富、適合大量自動(dòng)化生產(chǎn)。適于中小放電率和間 歇放電使用。鋅錳干電池的保存相當(dāng)重要，若放置于炎熱和濕度大的環(huán)境中，便會(huì)使得電池正極的金屬鋅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而產(chǎn)生嚴(yán)重的自放電現(xiàn)象。 如今干電池的發(fā)展已經(jīng)十分廣泛已經(jīng)廣泛的被運(yùn)用到了國家軍事防御、科學(xué)研究、深海或陸地鉆探石油和礦質(zhì)、電 子通訊設(shè)備、航空航海設(shè)備的備用能源、 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 共 66 頁 一般醫(yī)療、天氣氣象檢測(cè)以及日常的工業(yè)與農(nóng)業(yè)中的生產(chǎn)和生活照明、計(jì)算器、錄音機(jī)和錄音機(jī)、攝影機(jī)、電子鐘、電子表等電源，從而成為了國家產(chǎn)業(yè)和人們生活中十分重要的一部分。但它與蓄電池也存在著不一樣的地方，其主要在于它可以通過外界的兩個(gè)電極區(qū)域持續(xù)不斷地往內(nèi)部補(bǔ)充燃料和氧化劑并且不必充電。他的兩個(gè)電極具有催化化學(xué)能量反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能的作用，并且是多孔寬免的結(jié)構(gòu)，使其確保具有足夠的活性面積以促進(jìn)電池工作。 燃料電池可以把通過化學(xué)燃料燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)能迅速轉(zhuǎn)化為電能，因此它具有極高的電能轉(zhuǎn)化率，大約是熱機(jī)電能轉(zhuǎn)化能力的二倍以上。所以，目前它已經(jīng)在航空航天領(lǐng)域中得到應(yīng)用和實(shí)踐，在軍用領(lǐng)域和人們的日常生活中也也具有極其廣泛應(yīng)用的前景。它是 60 年代以后發(fā)展起來的新型高能量電池。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是厚度小、重量輕、容量大、內(nèi)阻小、形狀可定制、放電特性良好、易于設(shè)計(jì)。大力發(fā)展動(dòng)力電池和新的正極材料的出現(xiàn)，特別是磷酸亞鐵鋰材料的發(fā)展，對(duì)鋰電發(fā)展有很大幫助。對(duì)于鎳鎘、鎳氫電池電池放置一段時(shí)間后將進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)容量低于正常值，使用時(shí)間亦隨之縮短。所以你最好是連續(xù)二到三次都充 10 多個(gè)小時(shí)，當(dāng)然不能擱置太久。因此新買的鋰電池在激活過程中，不必使用特殊的方式和設(shè)備。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 共 66 頁 圖 鋰電池 太陽能電池如圖 ，太陽能電池也被人們叫作“太陽能芯片”，是一種通過利用和吸收太陽所發(fā)出的能量通過物理和化學(xué)手段將能量轉(zhuǎn)變成電能。 圖 太陽能電池板 太陽能的研究起始于 90 世紀(jì)，但一直到了 1970 年代能源危機(jī)時(shí)，世界各國才察覺到開發(fā)太陽能能源的 重要性并開始將太陽能能源運(yùn)用到人民的日常生活中去。 光 —— 熱 —— 電轉(zhuǎn)化，一般是由太陽能吸熱器將其收集到的熱能變換成工質(zhì)的蒸氣，從而使汽輪機(jī)工作發(fā)電。太陽能的熱能發(fā) 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 66 頁 電的缺點(diǎn)是熱電轉(zhuǎn)換的效率不高并且成本也非常高，預(yù)計(jì)它的價(jià)格最少都要比一般的火力發(fā)電站貴了好幾倍。 光 —— 電轉(zhuǎn)化，太陽能電池發(fā)電是根據(jù)特定材料的光電性質(zhì)制成的。當(dāng)這些光線投射在不同的導(dǎo)體元件及半導(dǎo)體元件上后，光子將能量傳遞給這些元件上的電子，從而使電子獲得自由運(yùn)動(dòng)的能量，而成為自由電子并隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流。 則由上述可知，由于以鹽水為動(dòng)力的 小車雖然能源環(huán)保，容易得到，并且安全可靠，但是無法控制電源的開關(guān)，在實(shí)際中的實(shí)用性并不理想，所以不予考慮。而當(dāng)今的太陽能電池雖然環(huán)保，