乐高齿轮详解

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乐高齿轮基础教程

乐高齿轮基础教程

乐高齿轮基础教程乐高齿轮是乐高积木中的重要元素之一,它能够将动力传递到不同的部件,使得模型能够运转起来。

在乐高机器人和工程学习中,齿轮也是一个非常关键的组成部分,可以帮助孩子们了解机械传动的原理和运作方式。

本文将为大家介绍乐高齿轮的基础知识和使用技巧,希望可以帮助大家更好地理解和应用这一元素。

1.乐高齿轮的类型乐高齿轮主要有两种类型:直齿轮和斜齿轮。

直齿轮是最常见的类型,它们的齿轮轮廓是直的,可以互相咬合传递动力。

而斜齿轮则是将动力传递到其他部件的常用元素,通过斜坡的设计,可以将动力传递到其他方向。

此外,乐高还有其他类型的齿轮,如蜗轮、双齿轮等,它们在不同的场合下有着不同的应用方式。

2.齿轮的尺寸和齿数乐高齿轮的尺寸和齿数非常多样化,可以根据实际需要选择适合的齿轮来完成构建。

一般来说,齿数越多的齿轮传递动力效果更加平稳,但速度会相对较慢;而齿数较少的齿轮可以传递更高的速度,但效果可能不如相对平稳。

在进行构建时,需要根据具体的需求来选择合适的齿轮组合。

3.齿轮的咬合方式为了使齿轮能够更好地传递动力,需要保证它们的齿轮咬合是正确的。

一般来说,齿轮的齿数要能够整除对方的齿数,这样才能够确保两个齿轮能够良好地咬合在一起。

此外,还需要确保齿轮的轴线能够保持平行,这样才能够确保动力的传递效果。

4.齿轮的应用技巧在进行机械传动的构建时,乐高齿轮是非常重要的元素,可以通过不同的组合方式完成各种不同的机械传动效果。

例如,可以通过中间轴和多个齿轮的组合来实现不同速度的传递,也可以通过蜗轮和斜齿轮的结合来改变传动的方向等。

此外,还可以将齿轮和其他元素如皮带、链条等结合使用,来实现更加灵活和多样化的传动效果。

在构建过程中,需要灵活运用各种乐高元素,找到最适合的组合方式来完成设计。

总的来说,乐高齿轮是乐高机器人和工程学习中的重要元素之一,通过了解其基础知识和应用技巧,可以帮助孩子们更好地理解机械传动的原理和方法,培养他们的创造力和动手能力。

乐高齿轮二级减速原理

乐高齿轮二级减速原理

乐高齿轮二级减速原理
乐高齿轮是乐高积木中常用的组件之一,它可以实现机械运动的传递和转换。

在乐高机器人的设计中,齿轮的运用尤为重要。

二级减速是乐高机器人设计中常用的一种减速方式,它可以将高速旋转的电机减速并转换成大力矩的低速输出。

二级减速的原理是利用两个齿轮的不同大小来实现转速的减速。

较小的齿轮转速较快,而较大的齿轮转速较慢,两者之间的比例就是减速比。

通过将一个电机转子与一组两个不同大小的齿轮相连,可以实现高速旋转的电机输出低速大力矩的运动。

在乐高机器人的设计中,二级减速的应用非常广泛。

例如,在机器人手臂的设计中,需要通过减速使电机输出大力矩,这样机器人的手臂就可以承载更重的负荷。

此外,在竞赛中,机器人需要完成一些需要高精度控制的任务,这时候就需要利用二级减速来实现机器人的准确运动。

总之,乐高齿轮二级减速原理是乐高机器人设计中非常重要的一部分,它可以实现高速旋转的电机输出低速大力矩的运动,为机器人的设计和控制提供了强有力的支持。

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乐高齿轮左右摇摆知识点

乐高齿轮左右摇摆知识点

乐高齿轮左右摇摆知识点乐高齿轮是乐高积木系统中的一种常用构件,用来传递动力和控制运动方向。

齿轮可以左右摇摆,也可以用来传递转动运动。

下面将介绍一些关于乐高齿轮左右摇摆的知识点。

1.齿轮基础知识:乐高齿轮由一个或多个垂直排列的齿轮组成,齿轮之间通过齿距相等的齿对接,形成齿轮系统。

在一个齿轮系统中,齿轮的大小决定了齿轮之间的速比关系,小齿轮转动一圈,大齿轮转动的圈数较少。

2.齿轮摆动的机制:乐高齿轮系统中,齿轮的运动主要依靠齿轮之间的啮合来传递。

当一根轴通过旋转带动一个齿轮转动时,这个齿轮会与相邻的齿轮发生啮合,并将旋转运动传递下去。

这种啮合关系使得齿轮可以左右摆动,并且可以通过组合不同大小的齿轮实现不同的速度和运动方向。

3.齿轮的动力传递:乐高齿轮系统中,齿轮主要通过片状齿轮来传递动力。

片状齿轮(也称尼龙齿轮)是一种可弹性变形的齿轮,它能够在强力作用下稍稍变形,从而提供弹性连接。

这种弹性连接使得齿轮在传递动力时能够吸收一部分冲击力,保护其他部件不受损坏。

4.齿轮的控制运动方向:乐高齿轮系统中,通过改变齿轮的大小和位置,可以控制齿轮的转动方向。

一般来说,将一个齿轮固定在一根轴上并使其旋转,其他与之相邻的齿轮会跟随旋转,并在相应的方向上转动。

如果两个相邻的齿轮的大小不同,小齿轮转动一圈时,大齿轮的周长上的点会移动较少的距离,也即大齿轮转动角度较小;反之,大齿轮转动一圈时,小齿轮的周长上的点会移动较多的距离,也即小齿轮转动角度较大。

这种速比关系使得可以通过齿轮的组合来控制运动方向。

5.齿轮的左右摇摆:乐高齿轮系统中的左右摇摆通常是通过齿轮的运动和位置的变化来实现的。

通过改变齿轮的大小和位置,可以使得齿轮在系统内左右摆动,从而实现不同的功能。

比如,可以通过组合不同大小和位置的齿轮,使得一个齿轮通过旋转驱动另一个齿轮在一些角度范围内左右摆动,从而产生一种特定的运动效果。

总结:乐高齿轮系统中的左右摇摆是通过改变齿轮的大小、位置和组合来实现的。

乐高齿轮基础教程

乐高齿轮基础教程

乐高齿轮基础教程乐高齿轮是乐高积木系统中的重要组件之一、它们可以用于创造各种机械结构以及实现各种运动。

本教程将介绍乐高齿轮的基础知识和使用方法。

第一部分:乐高齿轮的类型乐高齿轮有多种类型,每种类型都有不同的功能和用途。

以下是一些常见的乐高齿轮类型:1.标准齿轮:标准齿轮是最常见的齿轮类型。

它们有不同的大小和齿数,可以用于传递运动和力量。

2.错位齿轮:错位齿轮由两个大小不一的齿轮组成,齿数也不同。

它们可以改变轴的速度和方向。

3.斜齿轮:斜齿轮有斜齿,它们可以将运动从一个平面传递到另一个平面,同时改变传递的方向。

4.渐开线齿轮:渐开线齿轮是一种特殊类型的斜齿轮,它们提供更平滑和高效的传动。

第二部分:乐高齿轮的使用方法乐高齿轮可以与其他积木部件结合使用,创造各种机械结构。

以下是一些常见的使用方法:1.传递运动和力量:乐高齿轮可以用于传递代谢能量和力量。

通过连接和旋转齿轮,可以将运动从一个轴传递到另一个轴,同时改变其速度和方向。

2.改变速度和方向:通过使用不同大小和齿数的齿轮,可以改变轴的速度和方向。

较小的齿轮会使轴快速旋转,而较大的齿轮会使轴缓慢旋转。

错位齿轮可以改变轴的方向。

3.实现复杂的机械运动:乐高齿轮可以使用在复杂的机械结构中,如车辆或机器人。

通过组合不同类型的齿轮,可以实现各种各样的机械运动,如转动、摆动和抬升等。

第三部分:乐高齿轮的挑战和技巧使用乐高齿轮可能会遇到一些挑战和技巧。

以下是一些常见的挑战和技巧:1.齿轮的间隙:齿轮之间需要一定的间隙,以确保它们之间的顺畅运动。

使用正确的连接方法和合适的齿轮尺寸可以帮助减少齿轮之间的间隙。

2.轴的定位:在将齿轮连接到轴上时,务必确保轴的定位正确。

不正确的定位可能导致齿轮之间的不顺畅旋转。

3.齿轮的选择:选择合适的齿轮是非常重要的。

根据需要的运动速度和力量,选择适合的大小和齿数的齿轮。

总结:。

乐高齿轮解密盒教程10级版

乐高齿轮解密盒教程10级版

乐高齿轮解密盒教程10级版乐高齿轮解密盒是一款乐高教育系列的拼装玩具,它的10级版是其中的一个难度较高的版本。

本文将为大家介绍乐高齿轮解密盒教程10级版的具体步骤和一些技巧。

我们需要准备好乐高齿轮解密盒的所有零件。

这些零件包括各种大小不同的齿轮、连接件、支架等。

在开始拼装之前,建议将零件按照不同的类型进行分类,以便于后续的拼装工作。

接下来,我们可以根据盒子中提供的拼装示意图开始拼装。

首先,我们可以选择一个基础部件作为底座,然后根据示意图上的指引,将其他的零件逐步拼装在底座上。

在拼装的过程中,需要特别注意齿轮的方向和位置。

齿轮的方向决定了它们之间的传动关系,而齿轮的位置则会影响整个机构的运行效果。

因此,确保齿轮的方向正确并将它们固定在正确的位置上是非常重要的。

还需要注意各个零件之间的连接方式。

乐高教育系列的零件通常采用插入式连接,即将一个零件的插钉插入到另一个零件的插孔中。

在连接时,要确保零件连接紧密且稳固,以免在后续的拼装过程中松动或脱落。

在完成拼装后,我们可以尝试转动齿轮,观察各个部件之间的运动关系。

如果发现齿轮转动不畅或者出现卡顿的情况,可以检查一下是否有零件安装错误或者零件之间的摩擦过大。

在调整和修复这些问题后,应该能够使齿轮正常运转。

除了按照示意图进行拼装外,我们还可以根据自己的创意和想法进行一些改动和升级。

例如,可以尝试添加一些额外的齿轮或者机械臂,以增加机构的复杂性和功能性。

通过自己的设计和创造,可以进一步提高对齿轮传动原理的理解和应用能力。

在拼装完成后,我们可以将整个乐高齿轮解密盒放置在一个平整的地面上进行展示。

这款拼装玩具不仅可以提供一种乐趣和挑战,还能培养孩子的动手能力、逻辑思维和创造力。

总结一下,乐高齿轮解密盒教程10级版是一项对拼装能力和创造力要求较高的挑战。

通过按照示意图进行拼装,并注意齿轮的方向和位置,我们可以完成整个机构的拼装。

同时,也可以根据自己的创意进行改动和升级,提高对齿轮传动原理的理解和应用能力。

乐高齿轮详解

乐高齿轮详解

前言:译者的话这是一篇偶然为之的译文,原因是我在镇上搜齿轮相关的文章,搜到了一篇乐高中文爱好者翻译自Sariel.pl的文章《Scaling Tutorial for Vehicles》(“按比例缩放搭建乐高车辆模型教程中文版”),而作者在他的原文中提到了他另一篇教程,也就是本文《Gears Tutorial》(首次发表于2009年9月29日),一时兴起,也想多了解点乐高齿轮的知识,就动手翻了,由于入科技坑时间尚短,有些专用术语翻得不够妥帖,也请各位前辈指正。

另外,原文中引用的一些连接在译文中也有体现,但引文中的内容无力一一翻译,欢迎有兴趣的玩家接力。

转载本译文请注明出处及译者,本人不同意任何商业用途的转载或发表。

by Jeroo 2013.12.11 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 正文这是一篇详细的关于乐高齿轮的介绍,如何应用它们的一些基础机械准则,以及它们的优缺点。

本文作于2010年2月19日。

当我描述我的作品或点子,以及它们的功能时,我假设本文的读者应当具备基础的机械及齿轮运行知识。

不过这个假设貌似有时候是错的,当这种(错误假设的)情况出现时我会有挫败感,但我没有理由去忽略这部分没有充分了解齿轮如何工作的读者,或者去否认搭建乐高科技系列带给他们的快乐。

基于此,我准备了这个教程,覆盖了我所有关于齿轮的认知并且尝试用菜鸟的认知角度去描述。

我希望这个教程可以同时帮到初学者和有经验的乐高玩家,为更加清晰我会分两部分来分别描述。

目录1.齿轮简介2.基础理论3.齿轮的种类4.传动比5.传动效率6.齿轮啮合间隙7.附录1.齿轮简介齿轮有什么用?一个非常常用的回答是:将动力从发动机传递到最终的机械装置。

这是对的,但并不全面。

齿轮的最终目的是将发动机的特点通过最佳方式改造成我们想要的样子。

乐高——齿轮背后的强大力量.42009的齿轮工作原理详解

乐高——齿轮背后的强大力量.42009的齿轮工作原理详解

无意中浏览乐高官网看到的一篇文章,应该是42009的设计师所做,简直是太精辟了。

官网以后要是更新没了就可惜了,于是就转载下来和大家分享一下。

扭力的秘密-齿轮背后的强大力量如果没有使用2300年前既已发明出来的小小钝齿轮,乐高科技就不会拥有现在的科技能力,也不会带来这么多拼砌乐趣。

钝齿轮和传动装置通过各种现代阐释,不仅成为了乐高科技的重要组成部分,而且还在您接触到的众多机械组件中发挥主要作用。

不论何时使用带有旋转部件的装置,几乎肯定会用到齿轮,例如在乐高科技模型中,尽管一般不是很明显!那么从动力工具到动力功能装置,从钟表到移动式起重机,齿轮的作用是什么呢?!?继续阅读,您将走进齿轮的世界,了解移动式起重机MKII中的齿轮如何以各种难以置信的奇妙方式运行。

为什么我们需要齿轮?齿轮承担了各种至关重要的机械作业,其中最重要的就是齿轮减速:一部小型马达可以发出大量的功率,但是经常不足以创造旋转力或扭矩。

减少马达输出速度可以增加扭矩。

例如,像电动螺丝刀这样的小型马达工具,如果没有齿轮的话将无法工作。

除了可以减少(或增加)旋转速度以外,通常齿轮还可以用于以下任务:倒转旋转方向将旋转运动移动至其他轴使两个轴的旋转保持同步许多科技模型,尤其是配备动力功能的模型,主要依赖多齿轮和传输功能运行。

在我们登上(使用众多齿轮的)移动式起重机MKII了解齿轮的运行方式之前,我们需要考虑其他一些事情:齿轮的形状和尺寸各种各样!正齿轮是最常见的齿轮类型。

它们拥有直轮齿,安装在平行的传动轴上。

正齿轮的组合使用可以带来大量的齿轮减速。

标准应用:动力工具、洗衣机、钟表等等!斜齿轮与正齿轮非常相似,只是轮齿与正面成一定角度,使得斜齿轮在相同面积内接触更多。

斜齿轮比正齿轮更平滑,运转更平静。

标准应用:汽车变速器。

锥齿轮用于改变传动轴的旋转方向。

它们通常安装在呈90度的传动轴之间,也可以通过设计用于其他角度。

标准应用:火车、飞机和汽车的驱动!涡轮用于在90度传送动力以及需要高缩减的地方。

乐高机器人—齿轮篇

乐高机器人—齿轮篇

乐高机器人---运动篇8.1简介灵活的思维造就出了许许多多的机器人,运动使创造物获得了生命,带来无限的乐趣,同时也对自己的创造力进行了挑战。

大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。

虽然轮子在光滑的表面很有效,但是在凹凸不平的地面上运动,腿提供了更有力的方式。

底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况,因此,在实际搭建中还需对此结构加固。

8.2简单的差动装置机器人具有很多优点(尤其具有简单性),至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。

差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成,单独提供动力,另外有一个或多个轮脚(万向轮)用于支撑重量并不是没有作用(图8.1)。

注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的(它与差速齿轮没有关系,此装置上没有使用差速齿轮)。

当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时,机器人作直线运动。

如果两个轮子转动速度相同,但方向相反时,机器人会绕着连接两轮线段的中心点旋转。

根据轮子不同的转向,表8.1列出了机器人的不同运动状态。

图8.1简单差动装置表8.1 轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态组合不同方向和速度,机器人可以做任意半径的旋转。

因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。

另外,由于它很容易实现,所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。

假如你想跟踪机器人的位置,那差动装置又是比较好的选择,仅仅需要简单的数学知识。

这种结构只有一种弊端:它不能保证机器人笔直的运动,因为两个马达的功效总有差别,一个轮子会比另外一个轮子转动的快一点,因此使得机器人略微偏左或偏右。

在某些应用中这中情况不会有问题,可以通过编程来避免,比如使机器人沿线走或在迷宫中寻找路线行走,但是让机器人在空地上走直线恐怕不行。

8.2.1直线运动使用简单差动装置有许多方法可以保持直线行走,最简便的方式是选择两个速度相近的马达。

如果你有两个以上的马达,尽量找两个速度最匹配的马达,这种方式也不能确保机器人走直线,但至少能减小走偏的情况。

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前言:译者的话这是一篇偶然为之的译文,原因是我在镇上搜齿轮相关的文章,搜到了一篇乐高中文爱好者翻译自Sariel.pl的文章《Scaling Tutorial for Vehicles》(“按比例缩放搭建乐高车辆模型教程中文版”),而作者在他的原文中提到了他另一篇教程,也就是本文《Gears Tutorial》(首次发表于2009年9月29日),一时兴起,也想多了解点乐高齿轮的知识,就动手翻了,由于入科技坑时间尚短,有些专用术语翻得不够妥帖,也请各位前辈指正。

另外,原文中引用的一些连接在译文中也有体现,但引文中的内容无力一一翻译,欢迎有兴趣的玩家接力。

转载本译文请注明出处及译者,本人不同意任何商业用途的转载或发表。

by Jeroo 2013.12.11 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 正文这是一篇详细的关于乐高齿轮的介绍,如何应用它们的一些基础机械准则,以及它们的优缺点。

本文作于2010年2月19日。

当我描述我的作品或点子,以及它们的功能时,我假设本文的读者应当具备基础的机械及齿轮运行知识。

不过这个假设貌似有时候是错的,当这种(错误假设的)情况出现时我会有挫败感,但我没有理由去忽略这部分没有充分了解齿轮如何工作的读者,或者去否认搭建乐高科技系列带给他们的快乐。

基于此,我准备了这个教程,覆盖了我所有关于齿轮的认知并且尝试用菜鸟的认知角度去描述。

我希望这个教程可以同时帮到初学者和有经验的乐高玩家,为更加清晰我会分两部分来分别描述。

目录1.齿轮简介2.基础理论3.齿轮的种类4.传动比5.传动效率6.齿轮啮合间隙7.附录1.齿轮简介齿轮有什么用?一个非常常用的回答是:将动力从发动机传递到最终的机械装置。

这是对的,但并不全面。

齿轮的最终目的是将发动机的特点通过最佳方式改造成我们想要的样子。

传输动力实际上是这个过程中的一个边际效应。

齿轮可以用在每一种动力装置中,比如电动机,手动曲柄,风力发电机,水车等等。

在本文中我们设定动力是由电动马达提供的,因为这是乐高科技系统最常用的动力解决方案,而且被齿轮传递的动力可由常量计算。

每个马达根据其型号都有它独有的机械动力。

乐高拥有一系列不同型号的马达,有一些可以输出较大的动力。

重要的是,马达的机械动力包含两个要素:转速和扭矩。

这两者均可通过齿轮传递。

转速就是马达在指定的时间间隔内其传动轴所转的圈数的一个简单数字,转速越高,我们获得的数字就越大。

在机械学中,转速通常用“RPM”衡量,即每分钟转动次数。

1RPM 指马达传动轴每分钟转一圈,当然这是非常慢的速度。

绝大多数乐高马达都提供100RPM以上的转速。

扭矩指马达传动轴转动时所带的动力。

扭矩越高,传动轴转动时就越难停止。

所以我们通常更喜欢高扭矩的马达,因为这样就可以比普通马达驱动一些更重的机械或更复杂的结构。

扭矩通常用N.cm计量,我们需要知道的是N.cm数值越大,扭矩就越大。

简单来说,机械动力就是马达扭矩和转速的乘积(译者按:作者在这里用了“quotient”一词,字面意义为商,我只能改成乘积了,否则无法理解)。

如果我们增加扭矩和/或转速,机械的动力就相应提升。

实际上,马达的扭矩是固定的,如果不改变马达的本身结构,扭矩就不会变化。

而另一方面,速度则取决于加在马达上的电压值。

电压越高,转速越大,所以通过调节马达电压就可以改变马达的动力。

乐高马达的官方标准电压是9V,相当于6节AA 电池的电压。

最近发布的乐高可充电电池提供7.4V电压。

这就意味着用这种充电电池驱动的马达输出的动力要小于用普通AA电池组电源,但这仅是理论上的,因为AA电池组提供的电压会随时间推移而降低,但可充电电源提供的电压则相对稳定。

有些试验中尝试用12V 电源驱动马达,虽然这样可以获得更高的动力,但需要注意的是乐高马达都是为9V电压而设计的,而不是12V,过高电压可能会对马达形成致命损伤。

在本文中我们假定所有马达都在相同电压下运行,不管是9V还是7.4V。

如需获知所有乐高马达的动力表现,请访问此处。

我们需要用转速和扭矩来做什么?对于不同的机械结构来说,答案是不同的。

如果考虑的是一辆跑车,我们需要它更轻更快。

这意味着我们需要更高的转速而不是扭矩,因为一辆较轻的车不需要太大的扭矩去驱动。

利用齿轮组,我们可以把扭矩转化为速度,或把速度转化为扭矩。

这里有两个非常重要,却非常简单的法则:——当我们用一个小齿轮驱动一个大齿轮,将会提升扭矩但降低转速。

——当我们用一个大齿轮驱动一个小齿轮,则会提高转速但降低扭矩。

最好的情况是我们可以将动力的一部分要素转化为另一种要素,我们不用转化全部。

在跑车的案例中,我们就可以通过上述两条原则中的第二条,用多余的扭矩来获得额外的速度。

我们可以转换多少剩余扭矩取决于这辆车有多轻,所以重量是每个乐高模型都要面对的另外一个值。

有经验的玩家可以通过车辆的重量和所采用的马达型号来预测可以转化的扭矩范围。

基本的规则是:速度和扭矩是成反比的。

这意味着如果我们降低一半速度,则扭矩就会加倍。

另一个不同的例子是穿越铁路的栅栏。

我们可以通过马达升起或降下栅栏,但任何马达的标准转速对这个栅栏来说都太快了。

栅栏通常需要几秒钟来完全升起或降下,但大多数的乐高马达转速都在100RPM以上。

我们需要用齿轮来消除多余的速度,由此获得的扭矩可以用来驱动更长或更重的栅栏。

这里我们就要用到上述的第一条法则。

现在我们已经知道了齿轮可以用来做什么,接下来让我们学一些理论。

2.基础理论在第一部分,我们了解了关于转速和扭矩之间互相转化的两个理论。

我们也知道了可以用齿轮来做什么,现在我们要来学习怎么使用齿轮。

我们需要了解一些小知识。

我们说当用齿轮组来转变马达属性时,至少需要两个齿轮互相啮合,每个齿轮安装在不同的轴上。

离马达最近的齿轮称作传动齿轮,接受传动齿轮动力的齿轮称作从动齿轮。

在下图中传动和从动齿轮分别标为绿色和红色。

几乎所有的机械装置都有它的传动和从动齿轮,每一对啮合在一起的齿轮组都由一个传动轮和一个从动轮构成。

理解传动齿轮是输出动力,从动齿轮是接受动力就可以了。

在上图中,你可能注意到每一边的齿轮和轴都标为同一种颜色。

这是因为同描述齿轮一样,我们也可以这样来描述齿轮所在的轴。

实际上,很多机械装置都会覆盖或隐藏齿轮,但可以看到轴,所以这样的方法可以更直观。

在上图中,我们称绿色轴为输入轴,而红色轴则为输出轴。

即:输入和输出,就类似传动和从动。

绝大多数的机械构造中通常只有一根输入轴(因为一个马达只能插一根轴),但可能会有几根输出轴。

通常我们所说的差动结构就是一个很好的一输入轴+多输出轴的例子(下图)。

除了传动齿轮和从动齿轮,我们还有空转齿轮。

如果一系列齿轮互相啮合,则只有第一个是传动齿轮,最后一个是从动齿轮。

所有两者之间的齿轮都称为空转齿轮,这是因为他们其实可以不存在。

他们的存在并不影响扭矩和转速的传输:只有传动和从动齿轮才决定这两个数值。

在上图中,大的灰色齿轮与两边的传动和从动齿轮啮合。

这就是典型的空转齿轮:与多个齿轮同时啮合。

空转齿轮通常同时与两个齿轮啮合,而传动和从动齿轮只和一个其他齿轮啮合。

这是一个简单的分辨空转齿轮的方法,但也有例外。

上图中显示了两组齿轮,左边的齿轮组有一个传动齿,一个从动齿和其他两个在中间的齿轮,每个中间齿轮各啮合了一个齿轮。

两个中间齿同轴,而且他们是同尺寸的,这意味着它们就是空转齿轮。

因为在同一根轴上同尺寸的多个齿轮只会以一种方式运行,无论是2个还是200个。

右边的齿轮组同样包括了一个传动齿,一个从动齿和两个中间齿,但这两个中间齿轮的尺寸不同。

如果它们尺寸不同但又安装在同一根轴上,它们不能被算作空转齿。

这是因为不同的齿数会影响传动齿和从动齿之间转速和扭矩的传输——两个中间齿轮同轴,所以它们的转速相同,但他们的尺寸不同。

有了这些概念,我们现在可以仔细看看乐高齿轮的种类。

3.齿轮的种类在科技系列的产品历史中,乐高发布了大量各种类型的齿轮。

下图是目前在用的齿轮清单:如你所见,这里有13种传统的圆形齿轮,和一种特殊的齿轮称为蜗杆(译者按:也可称作螺旋齿轮)。

此外,圆形齿轮可以分为两组:拥有方形齿的常规齿轮和拥有圆形齿的斜面齿轮。

这两组齿轮中的任何齿轮均可互相啮合。

斜面齿轮的特殊之处在于它们即可水平啮合也可垂直啮合。

由于尺寸合适,它们可以非常方便的和带孔臂一起使用。

然而,它们不能用乐高链条连接。

让我们用简单的语言描述一下列表中的各个齿轮(斜面齿轮会在命名中加入“斜齿”):8齿齿轮:现有产品中最小的齿轮,也是非常易碎的一种。

不适于高扭矩场合,但很常用,尤其在降速时(因为最小,所以最有效)。

8齿至少有三种变体,有一种在轴和齿之间用一层额外的塑料加固的版本是目前最受关注的。

12齿齿轮(单面斜齿):现有产品中最小的斜面齿轮。

它在降速或增速场合中并不常用,但在差速齿轮组中是不可或缺的部分。

而且在狭小空间中需要作垂直传动时,该齿轮也非常常用。

在高扭矩下非常容易折断,这导致差速齿轮在重型卡车模型中全面缺席。

12齿齿轮(双面斜齿):现有产品中最小的双面斜齿。

与单面版本相比,双面斜齿强度更高,通常与20齿双面斜齿轮一起使用。

14齿齿轮(单面斜齿):是12齿单面斜齿轮的前任。

这是为差速系统设计的第一代齿轮,但由于非常易折而被后来的12齿取代。

官方的乐高模型中已经不使用这种齿轮,而且玩家也不常用它。

16齿齿轮(标准方齿):强度适中的靠谱齿轮。

这是可以驱动乐高链条的最小尺寸齿轮,借助其合适的尺寸,16齿也是一种很常用的齿轮。

在2011年,新版本的标准16齿面世,详见附录B。

16齿齿轮(带咬合扣):专有的深灰色是它的标志,是一款专为变速箱设计的齿轮。

它比标准版更脆,而且不能驱动链条(因为齿较短而容易打滑)。

而它的独有能力是可以锲入或脱离动力输送环(译者按:原文为transmission driving rings,不知是否妥当)。

当脱离输送环时,齿轮与轴松弛连接(不传动)。

它还可以与一种老式的带齿半轴套(meshed with anold-type halfbush-the one with teeth)连接从而可以用轴驱动。

20齿齿轮(单面斜齿):12单面斜齿的大齿数版,这中齿轮非常稀少且不常用,因为细小的身板会导致在大扭矩下图软断裂。

通常和12齿和20齿的双面斜齿配合使用。

20齿齿轮(双面斜齿):非常常用、高强度及可靠的齿轮。

常用于和12齿双面斜齿轮搭配,但在其他搭配中也很有用(原文:but useful in different setups too).24齿齿轮(标准版):另一个常用、高强度的可靠齿轮。

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