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(jí)考試中比重比較大的知識(shí)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(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械零件。

我們常在鐘表或電動(dòng)機(jī)等中看到齒輪：

齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)有一個(gè)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(dòng)力的。

齒輪在機(jī)械設(shè)計(jì)中有幾個(gè)作用：

1、傳遞動(dòng)力

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

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

2、改變運(yùn)動(dòng)方向

同學(xué)們想象一下，兩個(gè)齒輪如果按照上圖的方式運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是不是相反的呢？這體現(xiàn)了齒輪的一個(gè)重要作用，就是能夠改變運(yùn)動(dòng)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(gè)垂直嚙合的例子：

垂直嚙合可以將運(yùn)動(dòng)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(chǎng)景，我們想傳遞動(dòng)力，又不想改變動(dòng)力的方向，這時(shí)候怎么辦呢？負(fù)負(fù)得正，可以在兩個(gè)齒輪中間增加一個(gè)齒輪，使得第一個(gè)齒輪和第三個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。中間增加的這個(gè)齒輪我們稱之為惰[duò]輪。

3、改變運(yùn)動(dòng)的速度

還以這張圖為例，大齒輪帶動(dòng)小齒輪，大齒輪每轉(zhuǎn)一個(gè)齒，因?yàn)榇簖X輪和小齒輪是嚙合的，所以小齒輪也跟著轉(zhuǎn)一個(gè)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(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)幾圈呢？我們來計(jì)算一下，上圖的大齒輪是40個(gè)齒，小齒輪是24個(gè)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(gè)例子中，我們把主動(dòng)輪(大齒輪)除以從動(dòng)輪(小齒輪)的比值叫做齒輪的傳動(dòng)比：

傳動(dòng)比 = 主動(dòng)輪的齒數(shù) ÷ 從動(dòng)輪的齒數(shù)

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

一級(jí)考試實(shí)操模型中的手搖風(fēng)扇，就是一個(gè)典型的加速裝置，因?yàn)槲覀兿ＭL(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(gè)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(cuò)的動(dòng)力。齒輪和蝸桿的組合有一個(gè)重要的特性，即蝸桿可以輕易轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，而齒輪無法帶動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

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(dòng)轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動(dòng)。

齒輪的知識(shí)點(diǎn)到這里就講的差不多了，和其它運(yùn)動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)相比，齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)特性使得齒輪可以準(zhǔn)確傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)力大，同時(shí)，缺點(diǎn)也是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)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(gè)小問題：如果讓我們用積木搭建一個(gè)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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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