齒輪是一種非常常見的機(jī)械結(jié)構(gòu)，也是機(jī)器人一級考試中比重比較大的知識點(diǎn)之一。今天，鯨魚叔叔就給同學(xué)們介紹下齒輪。

齒輪是一種輪緣上有齒并且能連續(xù)嚙[niè]合傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)械零件。

我們常在鐘表或電動機(jī)等中看到齒輪：

齒輪嚙合運(yùn)動有一個非常重要的前提，就是能夠嚙合的輪齒必須是一樣大小的，齒的規(guī)格如果不同，是無法傳遞動力的。

齒輪在機(jī)械設(shè)計中有幾個作用：

1、傳遞動力

上面的三個齒輪，旋轉(zhuǎn)任意一個齒輪都會帶動另外兩個齒輪轉(zhuǎn)動，動力從一個齒輪傳遞給了另外兩個齒輪。

我們給其中一個齒輪安裝上搖把并用力轉(zhuǎn)動，安裝搖把的齒輪我們叫它主動輪，跟著旋轉(zhuǎn)的齒輪叫從動輪。

2、改變運(yùn)動方向

同學(xué)們想象一下，兩個齒輪如果按照上圖的方式運(yùn)動，這兩個齒輪的轉(zhuǎn)動方向是不是相反的呢？這體現(xiàn)了齒輪的一個重要作用，就是能夠改變運(yùn)動的方向。

齒輪的常見嚙合方式有兩種，平行嚙合和垂直嚙合。上面的圖都是平行嚙合的齒輪，下圖是一個垂直嚙合的例子：

垂直嚙合可以將運(yùn)動的方向改變90度，也是常用的齒輪用法。

在一些應(yīng)用齒輪的場景，我們想傳遞動力，又不想改變動力的方向，這時候怎么辦呢？負(fù)負(fù)得正，可以在兩個齒輪中間增加一個齒輪，使得第一個齒輪和第三個齒輪的轉(zhuǎn)動方向相同。中間增加的這個齒輪我們稱之為惰[duò]輪。

3、改變運(yùn)動的速度

還以這張圖為例，大齒輪帶動小齒輪，大齒輪每轉(zhuǎn)一個齒，因為大齒輪和小齒輪是嚙合的，所以小齒輪也跟著轉(zhuǎn)一個齒，大齒輪轉(zhuǎn)一圈，小齒輪就要轉(zhuǎn)超過一圈。

那么，轉(zhuǎn)一圈的大齒輪帶動小齒輪轉(zhuǎn)幾圈呢？我們來計算一下，上圖的大齒輪是40個齒，小齒輪是24個齒，所以大齒輪轉(zhuǎn)一圈小齒輪轉(zhuǎn)40÷24=1又2/3約等于1.67圈。在這個例子中，我們把主動輪(大齒輪)除以從動輪(小齒輪)的比值叫做齒輪的傳動比：

傳動比 = 主動輪的齒數(shù) ÷ 從動輪的齒數(shù)

傳動比大于1的時候，從動輪轉(zhuǎn)的快，這樣的齒輪就是加速裝置，相反地，傳動比小于1的時候，主動輪轉(zhuǎn)的快，就是減速裝置。

一級考試實(shí)操模型中的手搖風(fēng)扇，就是一個典型的加速裝置，因為我們希望風(fēng)扇轉(zhuǎn)的快，才能帶來更多的涼風(fēng)。

小結(jié)一下，齒輪的三個作用：

除了平行嚙合的齒輪和垂直嚙合的齒輪外，齒輪還有幾種常用的用法：

齒輪和蝸桿的組合：

齒輪和蝸桿的組合

上圖中，齒輪下面的螺旋結(jié)構(gòu)就是蝸桿。蝸桿常用來傳遞垂直交錯的動力。齒輪和蝸桿的組合有一個重要的特性，即蝸桿可以輕易轉(zhuǎn)動齒輪，而齒輪無法帶動蝸桿轉(zhuǎn)動。

齒輪和齒條的組合：

齒輪和齒條的組合

上圖中的組合可以將齒輪的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動。

齒輪的知識點(diǎn)到這里就講的差不多了，和其它運(yùn)動機(jī)械結(jié)構(gòu)相比，齒輪的嚙合運(yùn)動特性使得齒輪可以準(zhǔn)確傳遞運(yùn)動，傳動力大，同時，缺點(diǎn)也是因為運(yùn)動必須嚙合，所以輪齒容易損壞斷裂，噪音也比較大。

最后，鯨魚叔叔給同學(xué)們提一個小問題：如果讓我們用積木搭建一個摩天輪，應(yīng)該怎么搭？摩天輪是加速還是減速裝置？

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的机器人等级考试一级教具_机器人等级考试一级之“齿轮”的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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