Använda V5-axlar

VEX-metallsystemet använder fyrkantiga axlar snarare än runda axlar för att tillåta att enheterna snurrar eller roterar. Denna fyrkantiga form gör att axlarna passar in i en fyrkantig hylsa i motorerna och ger en fysisk anslutning till drivaxlarna, istället för en friktionsanslutning som används med runda axlar. Axlarnas fyrkantiga form gör det också möjligt för rörelsekomponenter som hjul, kugghjul och kedjehjul, såväl som sensorer som den optiska axelkodaren och potentiometern, att ha en fysisk drivanslutning för att snurra dem. Detta beror på att de har ett gjutet fyrkantigt hål i plast eller en metallinsats med ett fyrkantigt hål som är dimensionerat för att axlarna ska kunna glida genom komponenterna. Dessa axlar är också kända som drivaxlar.

Axlarna finns i ett antal olika längder upp till 12 tum och finns i två versioner, skaft och höghållfast skaft.

Axlar

Dessa axlar är av typen ⅛” fyrkantig stång. Axlar har varit en del av VEX EDR-systemet sedan introduktionen och är kompatibla med alla VEX Motion-produkter. Axlarna kan kapas till anpassade längder, men de kan vrida sig, böjas eller klippas av när de utsätts för extrem belastning.

Höghållfasta axlar

Dessa axlar är en ¼” fyrkantsstång. Höghållfasta axlar introducerades senare i VEX EDR-produktlinjen och de är endast kompatibla med VEX Motion-produkter som har utformats för att passa större axlar, såsom V5 Smart-motorn, höghållfasta kugghjul, höghållfasta kedjehjul och kedja samt 3,25-tumshjulen. Axlarna kan kapas till anpassade längder och tål hög belastning, men de kommer inte att passera genom de fyrkantiga hålen i konstruktionsmetall och kräver att ett specialborrat hål borras (5/16” eller 8 mm borr) om detta krav är en del av en monteringsdesign. Höghållfasta axlar väger mer än standardaxlar.

Axel	Höghållfast axel

Stödaxlar

Hålen i konstruktionsmetall är fyrkantiga, så det är viktigt att stödja en axel för att axeln ska rotera smidigt. Dessutom är det i nästan alla monteringar viktigt att tillhandahålla minst två parallella stödpunkter. Om två stöd inte finns för varje axel, kommer axeln att tillåtas att svänga något upp och ner på den enda stödpunkten och det kommer att göra axeln svårare att snurra. Ju tyngre robotaggregatet som axeln stöder, desto viktigare är det att tillhandahålla dessa två stödpunkter. Se följande video för mer information om stödaxlar.

Det finns ett antal delar tillgängliga för att ge dessa stöd.

Axlar

De delar som finns tillgängliga för att stödja ⅛” fyrkantiga axlar inkluderar:

• Lagerplattor är plastdelar med en serie av tre hål som stöder en axel i ett hål och gör det möjligt att använda skruvar och muttrar eller fästnitar för montering i de återstående hålen. Lagerplattan har plaststift på ena sidan som är utformade för att sättas in i metallens fyrkantiga hål. Om dessa spetsar saknas bör lagret kasseras eftersom lagret kan lossna under belastning. Lagerplattan är konstruerad så att alla 3 hålen är täckta med strukturell metall.
• Kuddblocklagerär kuddelblock av plast som gör att en axel kan förskjutas antingen ovanför, under eller till sidan av den strukturella metallstycket som lagret är monterat på. Pillowblock-lager säljs inte separat. De kan köpas i Pillow Block Bearing & Lock Bar Pack.
• 1-pols sexkantsmutterhållare med lagerytor är snabbmonterade plastlager. Ena änden av hållaren innehåller en stolpe som är dimensionerad och formad för att säkert passa in i det fyrkantiga hålet i konstruktionsmetallstycket. Hållarens mitthål är dimensionerat och slitsat för att säkert passa en sexkantsmutter, vilket gör att en #8-32-skruv kan dras åt utan att en skiftnyckel behövs för att hålla fast muttern. Den andra änden av hållaren har ett hål för en axel att passera igenom. 1-pols sexkantsmutterhållare är konstruerad för att stödjas av strukturell metall.

Höghållfasta axellager

Den enda delen som är tillgänglig för att stödja höghållfasthetsaxeln är höghållfasthetsaxellagret. Dessa är plastdelar som liknar lagerplattan, med undantaget att mitthålet är dimensionerat för att ¼-tumsaxeln ska kunna passera igenom. Höghållfasta axellager kan användas genom att välja en höghållfast axel som har exakt den längd som ska placeras mellan två lager som är fästa mellan två bitar av konstruktionsmetall. I denna konfiguration kommer dock axeln inte att ha passerat genom konstruktionsmetallen och kommer endast att stödjas av lagrets plast, som kan fallera när den utsätts för belastning. Annars måste ett specialborrat hål borras genom konstruktionsmetallen, tillräckligt stort för att höghållfasthetsaxeln ska kunna rotera fritt efter att den har förts in genom lagret och metallen. Höghållfasta axellagret är konstruerat så att alla tre hålen är täckta med konstruktionsmetall.

Lagerplattor	Pillow Block-lager	1-pols sexkantsmutterhållare	Höghållfasta axellager

Exempel på två stödpunkter

1 stödpunkt (dålig)	2 stödpunkter (bra)	2 stödpunkter (bra)

Fånga axlar

Axlar måste fångas upp för att axeln ska kunna rotera fritt och ändå inte glida ur enheten. Dessutom måste delar som axeln är avsedd att snurra fångas upp och/eller fixeras på axeln så att de snurrar med axeln.

Det finns några delalternativ för att fånga ⅛” axlar. När man fäster en axel som placeras i en motorsockel är det viktigt att fixera en krage i en orientering så att den kommer an mot en strukturell komponent mittemot motorn. Detta kommer att hålla axeln säkert på plats i motorn. Det är också viktigt att säkra hjul, kugghjul och kedjehjul från att glida fram och tillbaka på en axel. Ett sätt att göra detta är att fästa en krage på axeln på varje sida av komponenten. När kragar placeras mot en bit av konstruktionsmetall eller ett lager kan placering av en bricka mellan delen och komponenten minska friktionen.

Följande delar kan användas för att fånga en ⅛” axel:

• Klämaxelhylsor är plastcylindrar med ett ⅛” fyrkantigt hål som löper genom cylinderns mitt. Cylindern har en längsgående sprund längs med sin längd med ett vinkelrätt skruvhål för en #8-32 skruv att passera igenom och säkras med en nylockmutter. Dessa kragar är utformade så att axeln förs in genom det fyrkantiga hålet och sedan dras #8-32-skruven åt för att klämma fast kragen på axeln. Klämaxelkragen är den bredaste av de delar som används för att fånga axlar, utrymme och axellängd måste utformas i enheten för att rymma denna bredd.
• Gummiaxelkragar är en tunn gummicylinder med en ⅛” fyrkantig insats som löper genom cylinderns mitt. Dessa kragar är utformade så att skaftet förs in genom fyrkanten och kragen fångar skaftet genom den pålagda friktionen. Gummiaxelkragarna är de tunnaste delarna som används för att fånga axlar, men de har ingen klämskruv som applicerar tryck på axeln som klämaxelkragarna, eller en ställskruv som har dragits åt mot axeln som axelkragarna.
• Axelkragar är metallcylindrar med ett runt hål som löper genom mitten, dimensionerade så att en ⅛” axel kan glida genom hålet. På sidan av kragen finns ett vinkelrätt gängat hål #8-32 med en ställskruv i. Dessa kragar är utformade för att dra åt ställskruven mot axeln. Ställskruvarna kräver en 5/64” insexnyckel för att dra åt skruven. Det gängade hålet #8-32 i kragen gör att ställskruven kan tas bort och antingen en #8-32 skruv eller en #8-32 koppling för distanser kan bytas ut. Dessa byten kan leda till en del kreativa sammansättningar. Ställskruven i kragen kan skapa ett borr i axeln om den dras åt för hårt. Om detta händer bör borren filas slät innan skaftet används igen.
• Höghållfasta axelkragar är de enda delarna som finns tillgängliga för att fånga en höghållfast axel såvida inte axeln fångas upp genom att den är placerad mellan två lager som stöds av konstruktionsmetall enligt beskrivningen ovan. Den höghållfasta axelkragen är nästan identisk med den klämaxelkragen i plast, med undantag för att kragen har ett ¼” fyrkantigt hål som löper genom mitten.

Den här videon förklarar skillnaderna mellan gummiskaftkragar och skaftkragar och när man ska använda var och en av dem.

Klämaxelkrage	Gummiaxelkrage	Axelkrage	Höghållfast axelkrage

Fästning av komponenter på axlar

En annan typ av axelinfästning är att fixera en komponent på axeln så att den roterar med axeln. Många komponenter kan enkelt fästas på axeln eftersom de antingen har ett gjutet fyrkantigt hål eller en metallinsats med ett fyrkantigt hål som nämnts ovan. När en metallkomponent behöver fästas på en axel behövs en ytterligare del. För ⅛”-axeln inkluderar dessa delar:

• Drivaxelns låsstång är en metallplatta som har två ändhål dimensionerade för en #8-32 skruv och fästmutter för att montera stången på en metallkomponent och tre ⅛” fyrkantiga hål, vilket gör att en axel kan föras in genom det mittersta fyrkantiga hålet så att axeln kan driva metallkomponenten att rotera. Observera att de två fyrkantiga hålen på sidorna av det mittersta fyrkantiga hålet kan användas med den utgående metallen med ¼” stigning.
• Låsstång är en plaststång som har två ändhål dimensionerade för en #8-32 skruv och fästmutter för att montera stången på en metallkomponent. Det finns en metallinsats med en ⅛” fyrkant i mitten som gör att axeln kan föras in genom det fyrkantiga hålet, vilket gör att axeln kan driva metallkomponenten att rotera. Metallinsatsen sätts in i ett spår i plaststången som har en spärrtandsdesign som gör att metallinsatsen kan tas bort och sedan sättas in igen i spåret med det fyrkantiga hålet orienterat i en annan position. Det är viktigt att låsstången är monterad på metallkomponenten så att den är orienterad med stångens metallinsatssida i jämnhöjd med metallen, annars kan axeln trycka ut metallinsatsen från stångens spår och lossa metallkomponenten från axeln. Låsstänger säljs inte separat. De kan köpas i Pillow Block Bearing & Lock Bar Pack. Låsstängerna i plast är mer benägna att gå sönder under extrem belastning än låsstängerna i metall för drivaxeln.

Vid tidpunkten för skrivandet av denna artikel finns det inga tillgängliga låsstänger från VEX för höghållfasta axlar. Icke desto mindre kan ett specialborrat hål borras genom metallkonstruktionskomponenten och ett höghållfast kugghjul eller ett höghållfast kedjehjul med monteringshål monteras på metallen. Sedan kan höghållfasthetsaxeln föras in genom metallkomponenten och kugghjulet/kedjehjulet. Det monterade kugghjulet/kransen fungerar som en låsstång som gör att axeln kan driva metallkomponenten att rotera. Om det finns specialverktyg tillgängliga kan ett av hålen i en metallplatta eller en metallstång förstoras till ett ¼” fyrkantigt hål med en broschyr för att göra en specialanpassad låsplatta för den stora axeln. För närvarande finns det en eftermarknadsleverantör som säljer VEX-metallstänger i olika längder med ett hål utbrutsat till en ¼-tums kvadrat.

Drivaxelns låsstång	Låsstänger	Metallstång med ett ¼” hål brutsat

Exempel på axelinfångning

Frispinnande montering

Det finns en omständighet då ett kugghjul, ett kedjehjul, en metallkomponent eller ett hjul kanske inte är önskvärt att fästa vid en axel. I det här fallet skulle komponenten (hjul eller metallstruktur) ha monteringshål och vara monterad på den drivna eller "utgångs" sidan av ett kugghjuls- eller kedjehjulssystem. Det drivna kugghjulet eller det drivna kedjehjulet och hjulet kan använda rundhålsinsatser för att låta dem snurra fritt på axeln. Hjulet eller metallkomponenten som är monterad på det drivna kugghjulet/kedjehjulet kommer att rotera från det drivande (ingående) kugghjulet eller det drivande kedjehjulet och kedjan och inte från axeln som det är insatt på. Den fritt roterande enheten har inte den extra friktionen som kommer att orsaka att både axeln och enheten snurrar.

Robotverklighet

Att stödja och fånga axlar är en viktig aspekt av att montera en robot. Oavsett om det är en klassrumsmatch eller en utslagningsmatch i en stor robottävling, finns det inte mycket som är så nedslående som att titta ut på planen och se ett kugghjul, ett hjul eller ett kedjehjul från roboten ligga på marken eller att röra en joystick på robotens kontrollenhet och ingenting händer eftersom en axel har glidit ur en motor.

Säkerhetsrisk:

Nyppunkter Se till att fingrar, kläder, sladdar och andra föremål inte fastnar mellan rörliga komponenter.

Axlar och hårdvara kan köpas på https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motion.