带万向联轴器的螺丝刀.doc

带万向联轴器的螺丝刀 黄骏指导教师：黄建通螺丝刀是一种常用的工具。几百年来，它的外形和操作办法已牢牢地铭刻在人们的心里，如果告诉你，有一种能屈能伸的螺丝刀，你一定会觉得惊奇。现有的螺丝刀在紧固或拆卸螺钉时，它的旋杆与螺钉应基本保持在一条直线上才能进行有效的操作。一次偶然的事件使我萌发了设计一种可拐弯螺丝刀的念头。有一天，我的磁带录音机出了故障，当我想把它拆开时，发现位于磁带盒下方的两颗螺钉被磁带上方倾斜的盖子遮挡住，无法用螺丝刀把它拆卸下来。我想如果把螺丝刀旋杆的前端折弯就可以解决这个问题，于是我将一把小螺丝刀在酒精灯上加热后折弯，果然可以把螺钉拆卸下来了。然而，螺丝刀是一种常用的工具，需用到有折角的螺丝刀的地方并不多，因此固定折角的螺丝刀的使用范围就受到限制。假如设计一种能曲能直，同时又能转动的螺丝刀，就能在不同的场合中使用了。于是，我先后构思了下面几种方案：我的第一个设想是将旋杆截成两段，在截开处分别焊上一个两环相套的圆环组，旋杆和螺丝刀头就可以在一定的折角范围内转动。但是这种方案的最大弱点是圆环上焊点强度不够，容易损坏，没有实用价值。 我的第二个构思是受到汽车驱动后轮的万向联轴器的启示。我是一个车迷，经常翻阅有关汽车的报刊杂志和广告，我印象最深的就是万向联轴器，汽车正是因为采用了万向联轴器，才有可能使转轴在一定的折角范围把机器的动力传递到不断跳动的后轮轴上。万向联轴器的中间是一个相互垂直的十字头，十字头的两端分别与两个转轴上的叉形接头相联，当第一个转轴的方向固定后，第二个转轴可在0-45范围内连续转动并相互传动。如果在螺丝刀旋杆的中部增设一个万向联轴器，就可以把普通的螺丝刀变成可拐弯的螺丝刀了。指导老师按我的意图用手工帮我制作出第一把带万向联轴器的螺丝刀，经过试验，在0-45范围内可连续旋转螺钉，在45-90范围内可间断地旋转螺钉，并能提供较大的转距。然而，这把螺丝刀也存在着两个明显的缺陷：其一，螺丝刀头的形状通常有“一”字型和“十”字型，况且还有大小号之别，如果螺丝刀头与万向联轴器的一端固定，势必限制了使用范围；其二，在实际操作中，使用折角的次数并不多，当不需要折角时，这种螺丝刀不如普通螺丝刀好用。为了克服以上缺点，我又提出了第三种设计方案：在万向联轴器的两端设有六角形的沉孔，一端与六角形的螺丝刀接头组件对接，另一端与六角形旋杆对接，螺丝刀旋柄通过夹头与旋杆连接（见图1）。这种设计的好处在于可按实际需要随意更换螺丝刀接头组件，在不需要折角时，卸下万向联轴器及旋杆和接头，插上常规的螺丝刀旋杆即可当作普通的螺丝刀使用。在通常情况下万向联轴器的下端用手指扶持即可，若手指的位置受到限制，可另套上一个支架进行补助。与现有的螺丝刀相比，我认为这种能屈能直的螺丝刀套装组件有明显的进步和实质性的特点，其通用性强，操作灵活，尤其适合在零件密布的家用电器中进行螺钉的紧固和拆卸，可作为一种电器生产和维修行业以及家庭使用的轻便工具。今年4月份，我带着作品参加了福建省第十八届青少年科技创新大赛，经过角逐，本项目获得了一等奖。得奖后，我又进行了第四次改进。这次改进的重点是在万向联轴器的部位增设一个有内螺纹的套筒，当套筒固定住万向联轴器时，本作品当作普通的螺丝刀使用（见图2）；当旋出套筒时，就变成了可拐弯的螺丝刀了。这种改进的特点就是把普通螺丝刀应用的普遍性和可拐弯的螺丝刀的特殊性巧妙地结合起来，其通用性更强，而且把原来的一盒组合工具简化为一把便于携带的工具（螺丝刀接头组件和支架可藏置在旋柄内）。本件作品从发现问题到样品制成前后经历了近一年的时间，在这个过程中，先后应用了缺点列举法、组合法、移植等发明技法，学到了许多课本中没有的科技知识，多次的改进和完善让我体验到了创造的艰辛和欢乐。由于工艺上的原因，本作品在制作的过程中，得到了老师多方面的指导和帮助。老师常说