42042简介：这套履带起重机是2015年出的次旗舰，共含约1400块拼块。由电池马达驱动能实现的机械运动如下图

模型起重机背部2根拨杆可以滑移到A、B、C、D四个位置分别控制4种机械运动。A：吊臂角度升降；B：履带前后行走；C：上身左右旋转；D：爪盘上下移动。另外还可以手动调节爪盘开合与驾驶舱角度。具体动态视频演示可以移步B站：乐高履带式起重机42042速装。

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在LDD上搭建好的模型图：（嗯~ o(*￣▽￣*)o和官方样张差不多，就是没有贴纸）

然后我就要放大招了。。。把外壳和支架全部隐藏掉，只把传动部件保留暴露出来。

一眼看去还是一头雾水？别慌别慌，我们先把背部平行的11根重要轴标出来，分别按罗马字母标记为1-11。如下图把这11根轴单独提取出来，并分成2层来看，就更直观了，轴Ⅰ由电机直接驱动，是所有系统动力的源头。然后依照传动顺序标出各齿轮的转向。

值得注意的是：

1. 上层的所有红色齿轮中心孔是圆形的，不随截面形状为“十”字形轴同步转动，而其他齿轮孔为“十”字形，与轴同步转动。也就是说目前的状态下，下层轴与齿轮已经由电机带动，而上层红色齿轮自己空转，轴6-11并没有随之旋转。

2. 轴Ⅲ上前后两个一样齿数的灰色齿轮来带动上层两排红色齿轮，只不过前排是灰色齿轮直接传动，而后排是灰色齿轮带动轴Ⅴ齿轮再传导到后排红色齿轮。因此，上层同一根轴上（重点是轴Ⅵ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ）的前后两个红色齿轮配对，转速相同、方向相反。

有了以上的认识铺垫，就可以介绍“开关”控制部分了——同步器。

同步器在手动挡汽车的变速箱与机床床头箱中都有用到，用来切换，将独立转动齿轮的速度传导到轴上输出。同步器大致结构与工作原理如下（网上找的图，侵删）。

而乐高履带起重机上所用的同步器，就是由轴上前后2个红色齿轮+中间暗灰色的滑套，或者叫接合套组成的了，远没有实际的同步器复杂，因此能传递的扭矩十分有限，毕竟只是玩具。。┑(￣Д ￣)┍ 2个拨杆分别可以左右滑移到4个位置来控制这4个同步器。

通过这4个同步器，实现了轴Ⅵ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ正转、反转的控制。

所以，接下来，只需分别来看看这受控的轴Ⅵ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ分别连接传动到哪里就可以了。

轴Ⅵ —— 吊臂角度升降 & 轴Ⅺ —— 爪盘上下移动

这两个轴放在一起介绍，是因为他们传动机构原理相同。

图中红圈内标注的部分就是从轴Ⅵ、Ⅺ到绞盘的传动机构——涡轮蜗杆。

涡轮蜗杆机构动图

涡轮蜗杆的特点，一来可以传递两交错轴之间的运动和动力，就像这里的情况，传动轴和绞盘轴相互垂直；二来其传动比非常大，也就是说，蜗杆所在的传动轴转速快，而蜗轮所在的绞盘轴转速大大减慢，因此，电机功率一定、能传递到蜗杆扭矩一定时，绞盘可负荷的载荷更大，通俗地讲就是可以起吊更重的东西。之前不是说过乐高的简易同步器能传递的扭矩有限吗，蜗轮蜗杆机构的使用多多少少对此有点弥补，但是毕竟其涡轮齿数太小，传动比也不过是8，负载能力还是有限 ┑(￣Д ￣)┍。。。更值得吐槽的是，乐高没有专门制作涡轮零件，都是用普通齿轮代替的，外部轮廓是不是精确的渐开线姑且不论，单单齿厚截面形状不贴合蜗杆，受力面积就大打折扣了，还是那句话，毕竟只是玩具。。。

轴Ⅶ ——履带前后行走 & 轴Ⅹ —— 上身左右旋转

这两个轴放在一起介绍，是因为他们之间传动有一点点关联，也有一点点小复杂。

先看看轴Ⅶ，整个履带起重机其实是“后轮驱动”，由于电机与轴Ⅶ在上半身，而履带轮在下半身，为了上身下身之间能相对旋转运动，传动链只能通过上身的旋转中心——竖直的一根轴将动力传递到下身。因此整个传动链非常长，先后经过了1个十字轴万向节联轴器、3组锥齿轮和1组直齿轮，才最终把动力传递到了后部履带轮的轴上。无一例外的是小齿轮带动大齿轮，传动比大于1，除了万向节联轴器，每个传动副都是在为驱动减速。

无论十字轴万向节联轴器还是锥齿轮都可以传递两交错轴之间的运动和动力，这点与蜗轮蜗杆机构相同，但是锥齿轮传动比比较小，而联轴器传动比是1，直接没有减速/加速的作用，况且十字轴万向节还有一个硬伤，那就是输入匀速旋转时，输出转速不均匀，时快时慢，这就是为什么这套积木前进/后退时会一卡一卡的( ╯□╰ )。。。

十字轴万向节动图

但如下图某些汽车上同时用2组十字轴万向节传动，那就只是中间轴转速不均匀，最终输出又重新均匀了呢。

2组十字轴万向节动图

当然也有单个万向节等速输出的结构，比如轿车常用的球笼式万向节。

球笼式万向节动图

至于为什么乐高选用的是十字轴万向节作联轴器，一来此处支架纵横，空间不够放锥齿轮；二来两轴呈一个任意的钝角，而非标准直角，专门生产与之适应的锥齿轮不合算；三来，十字轴万向节结构简单，没必要制造结构更复杂的等速万向节，毕竟没人把它当布加迪来开╮(╯▽╰)╭

最后介绍带动上半身旋转的轴Ⅹ。最最关键的部分就是中部转盘。转盘分为上下两个部分，浅色部分在上，深色在下，深浅两部分可以独立转动，所有上半身支架全部连接在上部分浅色6孔中，而下半身履带的支架则全部连接在下部分深色6孔中，这样一来，上半身下半身没有其他刚性连接，可以依托转盘独立转动。

传动部分，轴Ⅹ→轴Ⅳ后再经过了2对直齿轮减速，最终传递到小黑齿轮，并与转盘下部外沿的一圈齿形啮合，说白了，黑齿轮与转盘的啮合本来也是个锥齿轮组嘛。如果把上半身作参照物静止，小黑齿轮驱动转盘下部分旋转，带动下半身旋转起来；如果把下半身作参照物静止，那就是小黑齿轮围着转盘齿轮“行走”打转（如同磨盘），带动上半身旋转起来咯。

然而当上半身转起来的时候，有没有觉得哪里不对？(・∀・(・∀・(・∀・*)？是的，这个运动对履带的运动有一点点影响，轴Ⅶ驱动履带的传动链中，传动经过万向节联轴器后的那个锥齿轮组骨架是固定在上半身的，它也会跟着上半身转起来。。。。,,ԾㅂԾ,,这是神马情况？

—— 行星齿轮。

行星齿轮动图

外圈去掉，行星齿轮实质就是在齿轮啮合转动中，给其中一个齿轮轴心附加一个围绕另一齿轮轴心旋转的运动，像行星围绕恒星转，既有自传又有公转一样，因此得名，中心的齿轮就称为太阳轮。在这里，上半身旋转就是附加给小锥齿轮一个围绕大锥齿轮（也就是太阳轮）的附加旋转运动。由于轴Ⅹ与轴Ⅳ转速相同，轴Ⅹ到上半身旋转运动经过了4级齿轮减速了，而轴Ⅳ到太阳轮只经过1级锥齿轮减速，何况这组锥齿轮传动比还不大，因此有前提

1. 上半身的转动附加运动速度远远小于太阳轮自传速度；

2. 小锥齿轮传动比不随上半身转动改变，则行星轮自转速度一定。

所以影响结果就是，当上半身转动方向与太阳轮自转方向相同时（图中所示的情况），附加运动速度（公转速度）将叠加在太阳轮自转上，使其转速加快，起重机模型前进/后退速度加快。反之，当上半身转动方向与太阳轮自转方向相反时，附加运动速度抵消部分太阳轮自转速度，使其旋转减慢，从而起重机模型前进/后退速度降低。

至此，42042 Crawler Crane履带起重机模型套件里的所有电动传动，从机构布置到原理再到相互的关系与影响，就差不多介绍完了。感谢各位还有耐心看到这(lll￢ω￢) 如果有不周到的地方或谬误(ˉ▽ˉ；)...望各路高人及时提点指出(^人^)

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结尾的话，放个小彩蛋吧φ(゜▽゜*)♪ —— LDD模型 之 WALL·E

萌萌哒(*^_^*)~ 望大家都能享受LEGO乐高积木的乐趣咯~

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原答案结束，更新补充RC套件说明

42042 RC 除了可实现普通版中所有运动 A：吊臂角度升降；B：履带前后行走；C：上身左右旋转；D：爪盘上下移动；E：调节爪盘开合；F：驾驶舱角度。还额外实现了 G： 左右履带差分运动转向 。具体动态视频演示可以移步B站：乐高履带式起重机遥控版 42042 RC。（感谢up主油管搬运，也感谢油管大神的分享。）

以下从几个方面介绍改装（建议了解前面原版 机械传动原理 作为基础 ）：

1. 新增核心零部件及其功能
2. 传动机构的变化

• 新增核心零部件及其功能

原手动控制中仅有一个电机作为单动力源，通过连轴同步器，配合手动拨杆控制不同机构组的运动；而遥控控制中，不同机构组由不同电机独立控制。因此去除了之前单动力源驱动所需的联动机构，直接新增了5个电机及其信号通路。

实测 L(Large)-电机更大更有力，M(Medium)-电机更轻巧。因此2个L-电机分别带动左右两个履带运动(B、G)，4个M-电机分别带动2个绞盘转动(A、D)、上机身旋转(C)、驾驶舱俯仰(F)。（若还需实现爪盘开合运动(E)，则需在爪盘上方再增加一个M-电机及接收器。）

信号通路如下图：

电池提供9V电压，与接收器和电机通过导线连接，遥控器由AA电池独立供电；遥控器发射的红外信号到接收器之间不能有障碍物（与电视遥控器原理相同），一对遥控/接收器可以并行传递两组信号以控制两个电机，所以6个电机的控制共需要3组遥控/接收器。另外需注意，遥控/接收器上均有频道（channel）选择开关（ch1-4），同一组遥控/接收器需选用同一组频道，并区别于其他组的频道。导线模块由4端口（Vcc、GND、C1、C2）的排线组成，积木堆叠拼接，可形成端口对应的并联连接。

• 传动机构的变化

最直观的改变就是，原先在机身后部用来传动到各功能轴的并排齿轮组，全部换成了独立电机直接驱动。

其中电机M1、M3就相当于驱动之前的轴Ⅵ、轴Ⅺ，以实现吊臂角度升降、爪盘上下移动的驱动和控制。电机M4连接到起重机驾驶室下方的轴，实现驾驶舱俯仰运动。电机M2驱动的轴相当于之前的轴Ⅹ，在正中心，带动机身旋转，L1、L2分别通过万向节、锥齿轮传动到下方独立驱动左右两个履带。

最后只需解释一个问题，由于机身能独立转动，L1、L2两路传动链路，都必须且只能通过中心轴线进行传动，而L1链路目前已经占据了中心轴，因此L2链路则只能通过套在中心轴上的同心齿轮来传动（相当于用了之前介绍的同步器，两端同时连接两个不随中心轴转动的独立运动同心齿轮）。至此所有机械传动变更就介绍清楚了。

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