【志博】魔方的弹力与调试

forecastyou

    最近好像这个话题说得比较多，我借此机会说一下自己的看法吧。一开始发的帖子确实有一些问题，现在重发一下。
    先普及一下基本概念。
    轴距：等于螺丝底部到弹簧仓的距离。一般情况这个距离下，弹簧没有达到最大形变量。所以可以通过一些手段来改变弹力。
    大垫片：国甲螺丝组一般会有大垫片，作用是防止中心块的摆动。而大雁的螺丝没有配备大垫片，原因是大雁的螺丝头比较大，相当于加了大垫片的国甲螺丝。大垫片在防摆圈活动，不能进入弹簧仓。
    小垫片：最基本的作用其实是防止魔方在转动中，弹簧磨损中心块。
    弹力：F=kx=k(a-b-c)。F就是我们要讨论的弹力，那么k就是弹力系数，决定于弹簧的种类，各弹簧弹力见附。x是形变量，我们把它设定为，x=弹簧原长（a）-弹簧仓高度（b）-轴距（c）。这里我们首先讨论同一个弹簧的弹力变化，所以先假设原长是一定的，变量只有b和c。分别看一下影响他们的因素。
   
    弹簧仓高度：弹簧仓顶端到中心块底部的距离。可以通过增加小垫片的方法来减小，加得越多就越小，但是b小了，反过来x就大了，弹力就大了。
    结论：在弹簧正常压缩范围内，即弹簧没有压到最紧的情况下，增加小垫片，可以增加弹力。
    轴距：即大垫片底端到弹簧仓的高度。如果没有大垫片就是螺丝底部到弹簧仓的高度，所以大垫片加与不加对c没有影响。只要把螺丝多拧一些，减小轴距，就能使弹力增大。
    结论：大垫片对于弹力没有影响。其它相同的情况下，轴距越小，弹力越大。
    剪弹簧：
    同样的弹簧，剪了以后长度就短了（貌似废话哈），a就小了，但是弹力系数同样会发生变化，即k变了。k应该是变大了，貌似与力臂力矩有关，等物理大神分析吧。但是剪短的距离与原长相比可以忽略，所以我们认为k不变。所以剪弹簧以后，a变小，x变小，弹力就变小了。
    附不同弹簧的弹力比较：（常用）大雁<国甲<圣六<V
    讲一下弹力对于手感的作用吧，我们拿到一个魔方，什么样的弹力是合适的呢，多大的轴距是合适的呢？
    弹力越小，魔方越顺滑，阻力、粘滞感越小，过容错的手感越软；轴距越小，弹力越大，越不容易pop，容错越小。我们拿到魔方时首先要确定的是轴距，然后再调整弹力。轴距并没有绝对，适合自己才是最好的，所以要找到一个自己使用不pop的最大轴距。然后就是弹力的调整，如果你觉得这个轴距下，魔方粘，阻力大，那么就要应用我们上文提到的方法减小弹力；如果你觉得这个轴距下，魔方太滑了，或者觉得松松垮垮的，那么增加一些弹力就好了。但是实际操作中，没有经验不一定能找到合适的轴距，那么我推荐可以从弹力入手，通过调整螺丝，找到合适弹力的手感。然后就是大量的还原，如果觉得爱pop，那么你的轴距就是大了，如果觉得容错太小了，经常会卡，那么就是轴距小了。这样就可以确定轴距了，最后反过来再调整弹力。高阶同理。
    谢谢feifucong的指正，希望能够帮助到大家。然后就是原谅我的渣画吧，只会画图，不会PS...

feifucong

“但是螺丝只能拧进4个单位就到头了，无法取得更大的弹力。这时我们加入一个厚度为1的小垫片，由于相当于改变了弹簧仓的长度，弹簧在初始就有了1个单位压缩量的弹力。我们再把螺丝拧进4个单位，神奇的事情就发生了，相比没有垫片的时候，弹簧有了5个单位的形变量，即弹力变大了。“
                                                                                                                                 ——————————————————这种情况，轴距为1个单位


”但是我想说的是，如果在开始的时候，螺丝就可以拧进5个单位，这时弹簧已取得最大弹力，那么即使再加垫片，也不会增加任何弹力的。“
                                                                                                                                 ——————————————————这种情况，轴距为0个单位

恶魔之眼

zhan占板凳

forecastyou

feifucong 发表于 2013-2-3 16:35
“但是螺丝只能拧进4个单位就到头了，无法取得更大的弹力。这时我们加入一个厚度为1的小垫片，由于相当于改 ...

两种情况轴距都是0
上面是5（弹簧压缩后长度）+4（螺丝深度）+1（垫片厚度）=10（弹簧仓总长度），此时弹簧仓长度相当于10-1=9。弹簧压缩量=4+1=5
下面是5（弹簧压缩后长度）+5（螺丝深度）=10（弹簧仓总长度）。弹簧压缩量=5，与刚才相等，所以弹力相等。
轴距=弹簧最大可压缩长度-目前已压缩长度，这两种情况都是5-5=0
我忘写了一个弹簧的初始长度，刚刚补上了。

祭司zhangcy

我感觉这句话不对:轴距=弹簧最大压缩长度-目前压缩长度

forecastyou

祭司zhangcy 发表于 2013-2-3 17:34
我感觉这句话不对:轴距=弹簧最大压缩长度-目前压缩长度

轴距=弹簧最大可压缩长度-目前已压缩长度
差个字，呵呵。就是一共能压缩5，现在压缩4，还剩1，就是轴距

forecastyou

feifucong 发表于 2013-2-3 16:35
“但是螺丝只能拧进4个单位就到头了，无法取得更大的弹力。这时我们加入一个厚度为1的小垫片，由于相当于改 ...

图刚刚补上了，呵呵

feifucong

额。。。LZ啊。。。从你的图里面看出了一个很致命的错误。。。
螺丝的头部是比弹簧仓要大的，所以螺丝头是进不到弹簧仓里面去的

轴距拉伸至最大的时候，弹簧并没有被压缩至最短，而是螺丝的螺丝头和弹簧仓顶部顶住了，下不去了。


所以“轴距=弹簧最大可压缩长度-目前已压缩长度”这个概念是错误的。
应该是：轴距=螺丝头底部到弹簧仓顶部的距离

feifucong

这张图片LZ肯定是看过的，注意图中这4个情况均是中心块被拉伸至最大轴距的时候
很明显此时弹簧并没有被最大限度地压缩

LZ再仔细分析一下这张图，把这张图分析透你就会明白了

回梦游仙

轴距一样弹簧一样加了个垫片弹力肯定大了啊。。F=kx，这么简单一个公式还有什么好讨论的。你说相同轴距下加了垫片弹簧的压缩量不就大了么。。这还不是弹力大了？？