齿轮联动螺旋轨道弹珠玩具结构设计

当初做这套结构的时候，最先踩的坑是锥齿轮啮合的侧隙没留够，第一次3D打印样件装上去，转半圈就卡得死死的，齿面的层纹都磨出白印子，后来反复调了三次齿厚偏移量，才把转动阻尼调到手指轻拨就能顺滑走完整圈的程度。螺旋轨道的衔接处最费心思，一开始做的等宽槽，弹珠走到齿轮拨片位置总容易卡滞，后来把入珠口的槽宽做了0.8mm的渐变扩口，还在拨片接触端倒了R1.2的圆角，试了二十多次走珠，再也没出现过弹珠跳出轨道的情况。做结构取舍的时候特意把所有支撑筋都做了1.5mm的壁厚，既保证打印的时候不会出现翘边，也不会因为壁厚太硬让小朋友玩的时候硌手，立柱顶端的拨叉角度调了四次，才保证弹珠从上层轨道落下来的时候刚好能被拨叉接住，顺着螺旋槽滑到下层齿轮的拨送位置。之前跨软件转格式的时候，螺旋面的曲率一度出现破面，花了快两个小时补面修顺，才保证轨道内壁没有突兀的折角，弹珠滚动的时候不会因为凸起卡顿。整个传动链路没有加额外的轴承，全靠齿轮轴和安装孔的间隙配合来实现顺滑转动，特意把轴孔的配合公差调到了0.1mm，既不会晃荡产生异响，也不会因为公差太小转不动。玩的时候只要转动侧面的齿轮组，锥齿轮就会带动竖直的立柱转动，顶端的拨叉把弹珠拨到螺旋轨道入口，弹珠顺着三层螺旋轨道滑到底端，又会被下层的齿轮拨片重新送回提升位置，形成循环走珠的效果，整个结构没有额外的电子元件，全靠纯机械传动实现连续运转，不管是做机械原理的演示教具，还是给孩子做益智玩具都很合适，装起来也不用额外的紧固件，所有零件都是卡扣配合，拆改调整都很方便。