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乐高齿轮基础教程
(2013-01-31 09:32:23)
标签：分类：机器人竞
赛班
齿轮
中文乐高
传动比
科技
乐高
教育
从根本上说，齿轮是将旋转运动从一根轴传递到另一根轴的装置。
某些形式的齿轮也可以将旋转运动转化成直线运动。在工业应用中，有
几十
种不同形式的齿轮，其中的一些在乐高中被复
制出来。
乐高齿轮的
出现，实际上比科技系列
(
Technic)
和专家搭建系列
(
Expert
Builder Line
)
还要早，可以追溯到上个世纪
60<
/p>
年代的奇丽齿轮套装
(
Samsonit
e gear
wheels
)
。下面
介绍下各种不同齿轮的功能和用法。
齿数比
看最简单的例子，如果一对齿
轮的齿数相同，输入轴和输出轴会以
同样的速度转动。事实上
，在大多数情况下，齿轮的作用是在保证优越
的机
械性能下改变各个轴的速度。
就像在乐高中用的简单齿轮一样，只
我们
要数出每个齿轮的齿数，用输出
齿轮的齿数除以输入齿轮的齿数，
就能计算出齿数比。例如，输入齿轮是
8
个齿、输出齿轮是
24
个齿，
那么齿数比就是
24/8=3
。标准表达方法是用与
1
相比较的带分号表达式，
写
叮叮小文库
成
3:1
齿
数比
3:1
是什么意思呢？首先，这是轴的转速比，齿数少的齿
轮
转的
更快些，在这个例子里，
8
齿齿轮的速度是
24
齿齿轮的
3
倍。其次
,
扭矩比
与齿数比是反比例关系，在这个例子里，
齿齿轮的
1/3
。
当你使用齿轮提高转速时，扭矩会减小，这叫做
齿轮增速”可以
当使用齿
8
齿齿轮的扭矩是
24
用这种方式来保护下游的组件，使其免受电机大扭矩的冲击。
轮降低转速时，扭矩会增大，这叫做
齿轮减速”可以使用这种方法利
用小
电机或曲柄来提升重物。有时，你也会选择既不增速、也不减速，
只是
使用齿轮将扭矩从一点传递到另一点，在这一过程中转速和扭矩都
不会发生
变化。
直齿轮
直齿轮用于两根平行的轴上。
在下面的动画演示中，安装在绿色轴
上
的灰色齿轮是驱动轮，安装在黄色轴上的红色齿轮是从动轮。
注意看
,
这两
个齿轮的的速度比是
3:2
,
这和它们的齿数比
24:16
是一样的。再
注意看，
齿轮上每个齿的轮廓不是平直的，我们称之为渐开线，这种形
状可以使齿轮
做相对的转动，
而不是滑动，这样可以最大限度地减少摩
擦力，提高传动
效率。我们还会看到，每根轴都有两个
轴承一样起支撑作用。一般来说，每根轴至少需要
Tech nic
砖块像
2
个轴承支撑来平衡
齿轮的载荷（尽管每个轴销都可能降低使用效率）。轴承（就像黑色的
砖
块）越靠近齿轮，其支撑作用就越有效。在齿轮的两侧设置支撑轴承
2
叮叮小文库
（就像蓝色的砖块）效果要好于把轴承设置在齿轮的一侧。一对直齿轮
3
叮叮小文库
的作用之一，就是让输出轴与输入轴以反方向做旋转运动，
这一点在动
画演示中可以清楚地看到。直齿轮是
Tech
nic
组建中最常见的齿轮。
在科技系列（
Technic
）和专家搭建
系列（
Expert Builder
Line
）出现
之前，就已经有直齿轮了，它们出现在上个世纪
60
和
70
年代，是
9
至
y
42
齿的大型齿轮（如下图）。本文对此不作详细介绍。
< br>
■
........
.
>?*9^
X
-
--
下图是
标准”的直齿轮。
3
个浅灰色的（
8
齿、<
/p>
24
齿和
40
齿
）出现
于
1977
< br>年，目前仍在生产。
16
齿的浅棕色齿轮
1979
年面世。深灰色的
24
齿
齿轮，出现于
1998
年，是老式
24
齿齿轮更强壮的替代品。白色的
24
齿齿
轮
是“离合”齿轮，当扭矩超出限值时，会产生滑动，在
1997
年开始被使用。所有这些直
齿轮都具有相同的齿形，任意两个齿轮都可
以配合使用。同时，这些齿轮的齿数都是
8
的倍数，在计算齿数比时
,
4
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