陈浩的笔尖还悬在纸上,那行歪歪扭扭的字“什么是传动比?”像是刚从脑子里挤出来还没来得及消化。他没动,也没说话,只是盯着那几个字,仿佛多看两眼就能看出答案来。
娜娜没催他,终端屏幕上的进度条安静地走着,教学模块已经加载完毕,第一节动画静止在初始帧:一个手柄连着轮子,皮带延伸出去,末端是个高速旋转的锭子。
“你刚才说,小带大,转得慢但有力。”陈浩终于开口,声音有点干,“那我之前那个……是不是搞反了?”
“你用手摇的大轮去带动小轮。”娜娜调出上一节的结构图,“相当于用拖拉机拉自行车。”
“所以它不是不想转,是觉得我在侮辱它的物理尊严?”
“它只是按规律办事。”
“规律真不讲情面。”他挠了挠后脑勺,把记号笔往桌上一拍,“再来一遍吧,这次我认真听。”
娜娜点头,手指轻点终端,动画重新开始播放。画面里,一根手柄转动,带动一个小轮,皮带将动力传到一个更大的轮子上,转速明显变慢,但扭矩数值跳动上升。
“这就像——”她顿了顿,“我们修过的灌溉渠。主渠水流大,分出几条支流后,每条水量变小,但总压力还在。”
“哦!”陈浩眼睛一亮,“你是说,力气也得分家?”
“可以这么理解。”
“那我想让锭子飞起来,就得让它那边的小轮被大轮带?”
“正确。输入端用大力慢转,输出端才能实现小力快转。”
他低头在纸上画了个大圆套个小圆,连线打了个箭头,写上“减速增扭”。又反过来画一组,标注“增速减扭”。
“所以古人不是聪明,是试多了记住了套路?”
“人类文明大部分进步都靠重复犯错。”
“那我算不算正在为纺织史添砖加瓦?哪怕这块砖现在还没成型。”
“目前你在打地基。”
“还是漏水泥的那种。”他叹了口气,揉了揉发酸的眼睛,“可这些词……‘扭矩’‘滑动比’‘啮合角’……听着就像专门用来劝退懒人。”
“它们只是描述方式。你可以不用术语,只要理解现象。”
“问题是我不懂现象啊。”他指着动画里飞转的皮带,“为什么有时候它会打滑?上次那根橡胶带,明明套好了,一用力就弹飞。”
娜娜暂停画面,切换成受力分析图:两个轮子之间的接触面显示着压力分布,皮带张紧度用颜色深浅表示。
“当动力传递需要的摩擦力超过实际附着力时,就会相对滑动。”
“说人话。”
“皮带太松,或者轮子表面太光滑,转的时候抓不住。”
“就像穿拖鞋跑步,踩得再狠也容易甩出去?”
“类比成立。”
“那怎么办?拧紧?贴胶布?还是给轮子纹个身增加摩擦?”
“加张紧轮,或提升包角。”
“啥是包角?”
“皮带缠住轮子的那一段弧有多长。”她示意他看图,“包角越大,接触越牢。”
“所以不能只套一半,得绕过去半圈以上?”
“对。”
陈浩盯着图看了几秒,忽然抬头:“那咱们能不能……把锭子轴改短一点,加个副轮在旁边,让皮带多绕一段路?”
“技术上可行,但会增加结构复杂度。”
“可我不想再看橡胶带糊你脸上了。”
娜娜微微偏头,“那次是意外。”
“可我梦见好几次了。”他咧嘴一笑,随即又皱眉,“但我还是不明白……为啥非得绕弯?直连不行吗?”
“直接连接无法变速,也无法缓冲冲击。”她调出风车维修记录,“还记得上次叶片断裂吗?就是因为没有中间传动,强风时力量直接冲进轴承。”
“所以中间这些轮啊带的,其实是‘缓冲中介’?”
“也可以叫能量翻译官。”
“翻译官还挺贵,咱还没配齐。”
他沉默了一会儿,拿起笔,在本子角落写下三个问题:
1. 小轮怎么带动大轮不打滑?
2. 扭矩到底是个啥感觉?
3. 能不能不用皮带,改用别的?
写完,他吹了口气,像要把杂乱的思绪吹散。
“我一直以为机械就是拼零件。”他说,“谁想到还得学说话。”
“你不学,零件也不会听你的。”
“所以我得先学会跟它们讲道理?”
“至少得知道它们听得懂什么。”
他又低头看自己画的草图,手指沿着传动路径慢慢划过。突然,他抬头:“你说……如果我把手柄这边做得特别轻,转起来省力,但后面接个大轮慢慢转,再通过另一个小轮加速传到锭子上——这算不算两级变速?”
“理论上可以,叫多级传动。”
“听着像自动挡汽车。”
“原理相似。”
“那咱能做吗?”
“材料有限,但简化版可以尝试。”
“也就是说,我不是非得一次到位,可以先搭个‘传动培训班’,让每个零件学会自己的动作?”
“你这个比喻……勉强合格。”
陈浩咧嘴笑了下,肩膀松了下来。他伸手去拿水壶,发现空了,干脆放回原位。
“以前上学,老师讲齿轮比,我就走神。”他望着天花板,“总觉得这些东西离我十万八千里。结果现在,我不学,就没衣服穿。”
“生存改变了优先级。”
“可不是嘛。”他活动了下手腕,“那咱们接着来?我还有个问题没搞懂——扭矩匹配是啥意思?总听你说这个词,跟念咒似的。”
娜娜调出新页面,显示一组数据对比:不同直径的轮子组合下,输入与输出的扭矩变化曲线随之波动。
“匹配是指让每一级传递的力量和速度适合下一环节的需求。”她说,“比如你骑自行车,起步要用低档,不然蹬不动;速度快了再换高档,不然累死也追不上。”
“所以传动系统得会换挡?”
“理想状态下是。”
“可咱这纺车不会自己换,只能固定一套。”
“那就选最适合常用工况的一组参数。”
“也就是说,我要决定它是‘猛男型’还是‘耐力型’?”
“如果你非要这么分类。”
“那我肯定选耐力型。”他摸着下巴,“反正我不赶工期,就是别老坏。”
“建议传动比设定在三比一到四比一之间,手动操作最省力。”
“三到四?”他在纸上写下来,“那我得算算轮子多大合适。”
他翻出之前测量的数据本,一页页翻找,找到锭子轴和手柄轴的直径记录,又掏出计算器按了几下,眉头越皱越紧。
“不对啊。”他嘀咕,“按这比例,输出轮得比桌子还宽。”
“空间受限,可用多级传递压缩尺寸。”
“又是多级?”
“否则难以兼顾效率与体积。”
陈浩靠回椅子,仰头看着屋顶横梁,“所以说,想偷懒反而要动更多脑子?”
“所有省力装置的背后,都是更复杂的思考。”
“真是坑爹的设计逻辑。”
他坐正身子,重新摊开纸,这次画得更仔细了些:第一级是手柄带动一个小轮,通过皮带连到一个大轮;大轮同轴再带一个小轮,第二级皮带传到最终的小锭轮。
“这样?”他指着草图,“两级增速?”
“结构合理。”
“但零件得精确对位,不然皮带乱跑。”
“需要定位槽和调节螺丝。”
“调节螺丝……仓库里有废打印机拆下来的微调杆,能用吗?”
“材质符合,精度足够。”
“那就行。”他松了口气,“我还怕又要现造螺纹。”
“暂时不需要。”
陈浩盯着图纸看了好久,忽然笑了笑:“你知道我现在最怕什么吗?”
“什么?”
“怕我刚弄明白,你就断电重启,把我这笔记全忘了。”
“我的存储系统不会丢失数据。”
“可你会不会哪天突然说‘根据新指令,纺织项目取消’,然后把这页纸撕了?”
“目前没有收到此类指令。”
“那就好。”他低头继续写,“我这可是冒着秃头风险在学物理。”
娜娜看了他一眼,光学镜头轻微调整焦距。
“你的发量目前稳定。”
“谢了,机器人还会安慰人。”
“我只是陈述事实。”
他笑着摇摇头,把本子往前推了推,指着刚画完的图:“那接下来,是不是该算具体尺寸了?比如皮带长度、轮子间距?”
“可以开始建模计算。”
“等等。”他忽然抬手,“让我再捋一遍——我想让手摇轻松点,锭子转快点,中间用两级皮带传动,每级大约三比一,总共九比一左右?”
“接近十比一更理想。”
“十比一?”他瞪眼,“那我不成发电机组了?”
“你转一圈,锭子转十圈,效率提升明显。”
“可我胳膊不是马达。”
“可通过延长手柄降低所需力量。”
“加长手柄……”他摸着下巴,“倒是省力,就是占地儿。”
“可在使用时展开,收纳时折叠。”
“还能这么玩?”
“结构设计允许。”
陈浩愣了几秒,猛地一拍大腿:“哎哟,这不就跟晾衣架伸缩杆一样嘛!”
“原理类似。”
“那你早说啊!”他笑出声,“害我愁半天。”
“你没问。”
“我是没想到能混搭。”他抓起笔,迫不及待在图纸边上画了个可折叠手柄,“这下既省力又不占地方,完美!”
他画完,喘了口气,整个人像是卸了包袱。眼神亮了些,不再迷茫,而是带着点跃跃欲试的劲头。
“原来不是机器不听话。”他低声说,“是我一直没找对聊天方式。”
娜娜看着他,终端界面已准备加载下一节课程:《齿轮与皮带的选用原则》。
“接下来。”她的声音平稳,“我们看扭矩匹配的具体计算方法。”