1.齿轮简介

齿轮有甚么用？一个非每每用的回复是：将动力从带动机传达到终究的机器装配。这是对的，但并不总共。齿轮的终究目标是将带动机的特性经过最好方法革新成咱们想要的模样。传输动力现实上是这个历程中的一个规模效应。齿轮能够用在每一种动力装配中，譬如电动机，手动曲柄，风力发机电，水车等等。

每个马达凭借其型号都有它私有的机器动力。乐高占有一系列不同型号的马达，有一些能够输出较大的动力。严重的是，马达的机器动力包罗两个因素：转速和扭矩。这两者都可经过齿轮传达。转速即是马达在指定的时候距离内其传动轴所转的圈数的一个容易数字，转速越高，咱们赢得的数字就越大。在机器学中，转速通罕用“RPM”掂量，即每分钟转嫁次数。1RPM指马达传动轴每分钟转一圈，固然这是特别慢的速率。绝大大都乐高马达都供给RPM以上的转速。扭矩指马达传动轴转嫁时所带的动力。扭矩越高，传动轴转嫁时就越难中止。于是咱们每每更爱好高扭矩的马达，由于如此就能够比每每马达启动一些更重的机器或更繁杂的布局。操纵齿轮组，咱们能够把扭矩转折为速率，或把速率转折为扭矩。这边有两个特别严重，却特别容易的法则：

——当咱们用一个小齿轮启动一个大齿轮，将会提拔扭矩但消沉转速。——当咱们用一个大齿轮启动一个小齿轮，则会抬高转速但消沉扭矩。

最好的状况是咱们能够将动力的一部份因素转折为另一种因素，咱们不必转折全体。在跑车的案例中，咱们就能够经过上述两条准则中的第二条，用过剩的扭矩来赢得额外的速率。咱们能够更改几多残余扭矩取决于这辆车有多轻，于是分量是每个乐高模子都要面临的其它一个值。有阅历的玩家能够经过车辆的分量和所采纳的马达型号来推断能够转折的扭矩界限。根基的规矩是：速率和扭矩是成反比的。这象征着假若咱们消沉一半速率，则扭矩就会强化。另一个不同的例子是穿梭铁路的栅栏。咱们能够经过马达腾越或着陆栅栏，但任何马达的准则转速对这个栅栏来讲都太快了。栅栏每每须要几秒钟来全面腾越或着陆，但大大都的乐高马达转速都在RPM以上。咱们须要用齿轮来消除过剩的速率，由此赢得的扭矩能够用来启动更长或更重的栅栏。这边咱们就要用到上述的第一条法则。此刻咱们曾经晓得了齿轮能够用来做甚么，接下来让咱们学一些理论。

2.基本理论

在第一部份，咱们懂得了对于转速和扭矩之间彼此转折的两个理论。咱们也晓得了能够用齿轮来做甚么，此刻咱们要来进修何如运用齿轮。咱们须要懂得一些小学问。咱们说当用齿轮组来更改马达属性时，最少须要两个齿轮彼此啮合，每个齿轮装配在不同的轴上。离马达近来的齿轮称做传动齿轮，采纳传动齿轮动力的齿轮称做从动齿轮。不才图中传动和从动齿轮别离标为绿色和赤色。

险些总共的机器装配都有它的传动和从动齿轮，每一双啮合在一同的齿轮组都由一个传动轮和一个从动轮形成。知道传动齿轮是输出动力，从动齿轮是采纳动力就能够了。在上图中，你或许注意到每一边的齿轮和轴都标为统一种颜色。这是由于同形色齿轮同样，咱们也能够如此来形色齿轮住址的轴。现实上，良多机器装配城市遮盖或潜藏齿轮，但能够看到轴，于是如此的办法能够更直觉。在上图中，咱们称绿色轴为输入轴，而赤色轴则为输出轴。即：输入和输出，就好似传动和从动。绝大大都的机器构造中每每惟有一根输入轴（由于一个马达只可插一根轴），但或许会有几根输出轴。每每咱们所说的差动布局即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，咱们再有空转齿轮。假若一系列齿轮彼此啮合，则惟有第一个是传动齿轮，结尾一个是从动齿轮。总共两者之间的齿轮都称为空转齿轮，这是由于他们原来能够不存在。他们的存在并不影响扭矩和转速的传输：惟有传动和从动齿轮才决计这两个数值。

在上图中，大的灰色齿轮与双方的传动和从动齿轮啮合。这即是榜样的空转齿轮：与多个齿轮同时啮合。空转齿轮每每同时与两个齿轮啮合，而传动和从动齿轮只和一个其余齿轮啮合。这是一个容易的分辩空转齿轮的办法，但也有不同。

上图中显示了两组齿轮，左侧的齿轮组有一个传动齿，一个从动齿和其余两个在中心的齿轮，每此中心齿轮各啮合了一个齿轮。两此中心齿同轴，并且他们是同尺寸的，这象征着它们即是空转齿轮。由于在统一根轴上同尺寸的多个齿轮只会以一种方法运转，不论是2个依旧个。右侧的齿轮组同样囊括了一个传动齿，一个从动齿和两此中心齿，但这两此中心齿轮的尺寸不同。假若它们尺寸不同但又装配在统一根轴上，它们不能被做为空转齿。这是由于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——两此中心齿轮同轴，于是它们的转速好似，但他们的尺寸不同。有了这些观念，咱们此刻能够子细看看乐高齿轮的品种。

3.齿轮的品种

在科技系列的产物汗青中，乐高颁布了洪量各类表率的齿轮。下图是当前在用的齿轮清单：

如你所见，这边有13种保守的圆形齿轮，和一种非凡的齿轮称为蜗杆（译者按：也可称做螺旋齿轮）。别的，圆形齿轮能够分为两组：占有方形齿的旧例齿轮和占有圆形齿的斜面齿轮。这两组齿轮中的任何齿轮都可彼此啮合。斜面齿轮的非凡之处在于它们便可水准啮合也可笔直啮合。由于尺寸适合，它们能够特别便利的和带孔臂一同运用。但是，它们不能用乐高链条联结。让咱们用容易的说话形色一以下表中的各个齿轮（斜面齿轮会在定名中插手“斜齿”）：

现有产物中最小的齿轮，也是特别易碎的一种。不适于高扭矩场所，但很罕用，尤为在降速时（由于最小，于是最有用）。8齿至罕有三种变体，有一种在轴和齿之间用一层额外的塑料加固的版本是当前最受

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