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--熱烈祝賀我會(huì)聯(lián)辦的科普活動(dòng)被中國科協(xié)評(píng)為--優(yōu)秀科普活動(dòng)
12月21日，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)辦公廳印發(fā)《關(guān)于對(duì)2020年全國科普日有關(guān)組織單位和活動(dòng)予以表揚(yáng)的通知》（科協(xié)辦函普字【2020】158號(hào)），江蘇省機(jī)械工程學(xué)會(huì)、南京工程學(xué)會(huì)和江蘇省學(xué)會(huì)服務(wù)中心聯(lián)辦的“2020年全國科普日暨第一屆‘天印筑夢·科普智行’”活動(dòng)，被評(píng)為優(yōu)秀科普活動(dòng)。
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齒輪比和接觸比的計(jì)算方法
時(shí)間：2020/9/23 11:25:14 瀏覽次數(shù)：9337
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初次進(jìn)入齒輪世界時(shí)，您可能會(huì)遇到幾個(gè)術(shù)語：齒輪比和接觸比。您不必知道如何計(jì)算齒輪比來選擇合適的齒輪比，就可以在產(chǎn)品說明中找到它，但是了解它的工作原理將使您的選擇更加明確。
一、根據(jù)齒輪軸的方向，存在三個(gè)主要的祖列：
1.平行軸列：齒平行于軸
在大多數(shù)情況下，當(dāng)有人聽到“齒輪”一詞時(shí)，就會(huì)想到一個(gè)簡單的正齒輪。支線類型廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，并且最容易在市場上找到所有尺寸的支線。
2.螺旋線
帶有螺旋齒的圓柱齒輪（與齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線成一定角度）比正齒輪可承受更大的負(fù)載力，但效率較低。在運(yùn)動(dòng)過程中，兩個(gè)斜齒輪之間存在滑動(dòng)接觸，這會(huì)產(chǎn)生齒輪軸的軸向推力并增加熱量。
3.齒輪齒條
這是由正齒輪（小齒輪）組成的線性齒輪（齒條）。小齒輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)引起齒條的線性運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)齒條會(huì)導(dǎo)致小齒輪旋轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)并反向轉(zhuǎn)換的最簡單的工具。您可以在此處閱讀有關(guān)線性驅(qū)動(dòng)器及其優(yōu)勢的更多信息。
4.內(nèi)齒輪
這是另一個(gè)圓柱形的，但這里的齒在環(huán)內(nèi)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這些齒輪存在于行星機(jī)構(gòu)中。由于這種設(shè)計(jì)，行星驅(qū)動(dòng)器的振動(dòng)和損耗很小。旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性提高了機(jī)芯的可靠性和可重復(fù)性。行星傳動(dòng)比其他系統(tǒng)提供更高的效率和準(zhǔn)確性。
二、相交軸系：齒輪軸在某個(gè)點(diǎn)處相交
1.斜角
在錐齒輪中，軸的軸線相交。通常，軸之間的角度為90度，但火車也存在其他角度（0度和180度除外）。這種角度靈活性使我們可以廣泛使用斜角系統(tǒng)來改變力的方向。例如，從水平到垂直。根據(jù)齒的形狀和數(shù)量，有斜切，螺旋和直錐齒輪。
三、非平行軸系統(tǒng)：
1.蝸輪
蝸輪組由一個(gè)普通的正齒輪（蝸輪）和一個(gè)有一個(gè)齒的齒輪（蝸輪）組成，但是這個(gè)齒就像一個(gè)螺紋。車輪和齒輪的運(yùn)動(dòng)是滑動(dòng)和滾動(dòng)動(dòng)作的混合?；瑒?dòng)會(huì)產(chǎn)生摩擦和熱量，從而使列車的效率降低多達(dá)50％。同時(shí)，這種類型的嚙合可確保非常安靜的性能，這使蠕蟲適合在應(yīng)將噪聲降至最低的環(huán)境中使用。即使效率相對(duì)較低，蝸輪蝸桿也能提供很高的減速比。
2.螺絲
螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是一對(duì)交叉的斜齒輪，它們?cè)诖怪钡幌嘟坏妮S之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。它們?cè)诮换ミ^程中沒有標(biāo)準(zhǔn)的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而是螺旋運(yùn)動(dòng)（這就是螺旋運(yùn)動(dòng)的原因）。
齒輪比
每種提到的列車類型都有其優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)，但嚙合齒輪的主要參數(shù)仍然是傳動(dòng)比。由于火車中的每個(gè)部分都有不同的齒數(shù)，因此每個(gè)齒輪都以不同的速度旋轉(zhuǎn)。齒輪比顯示出這種差異。
了解機(jī)器人項(xiàng)目中的比例對(duì)于以下方面至關(guān)重要：
查找驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速。
達(dá)到速度和扭矩平衡。如果傳動(dòng)比為1：1，則扭矩量相同，速度相同。例如，以1：4的比率，您將獲得更少的扭矩，但獲得更快的速度。比例為4：1時(shí)，您可以降低速度，但可以提高扭矩。
最佳伺服電機(jī)尺寸。如果電動(dòng)機(jī)慣性相對(duì)于負(fù)載慣性而言過高，則電動(dòng)機(jī)會(huì)更大，這意味著它比生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)所需的成本昂貴，并且電動(dòng)機(jī)消耗的能量超過了應(yīng)用所需的能量。
最小化錯(cuò)誤并提高準(zhǔn)確性。理想的齒輪比是能夠產(chǎn)生最大加速度而不會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定，過熱或不準(zhǔn)確的最低慣性。
如何計(jì)算齒輪比？
讓我們從只有兩個(gè)嚙合齒輪的最簡單的齒輪系開始。附在電動(dòng)機(jī)軸上的第一齒輪稱為“驅(qū)動(dòng)器”。連接到負(fù)載軸齒輪的第二個(gè)齒輪是“從動(dòng)”齒輪。
計(jì)算每個(gè)零件上的齒數(shù)。在我們的示例中，較小的驅(qū)動(dòng)器有21個(gè)齒，從動(dòng)器有28個(gè)齒。此外，當(dāng)我們談?wù)撜X輪時(shí)，齒數(shù)較多的稱為“齒輪”，而齒數(shù)較少的稱為“小齒輪”。
用從動(dòng)齒輪齒數(shù)除以驅(qū)動(dòng)齒輪齒數(shù)。在我們的示例中，它是28/21或4：3。該齒輪比表明，較小的驅(qū)動(dòng)器齒輪必須旋轉(zhuǎn)1.3倍，以使較大的從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)一整圈。
現(xiàn)在，保持冷靜并振作精神：高數(shù)字齒輪比稱為“低速齒輪”。低數(shù)字齒輪比是“高齒輪”。低速檔會(huì)導(dǎo)致快速加速，適用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)。高導(dǎo)致更好的巡航和更高的最高速度，因此它們適用于功率更大的發(fā)動(dòng)機(jī)。
齒輪
但是，如果系統(tǒng)包含兩個(gè)以上的元素怎么辦？中間齒輪或所謂的“空轉(zhuǎn)輪”用于保持或改變旋轉(zhuǎn)方向，
您可以將比率公式應(yīng)用于每對(duì)車輪，但實(shí)際上并不需要這樣做?；疖嚿嫌卸栎啠罱K傳動(dòng)比是駕駛員與從動(dòng)輪之間的比率，為便于計(jì)算，您可以使用此Lego Online比率計(jì)算器。
接觸率
選擇齒輪時(shí)的另一個(gè)重要參數(shù)是接觸比。它表示同時(shí)嚙合的齒數(shù)。如果有多個(gè)齒接觸，則可以分擔(dān)負(fù)載，并且可以延長機(jī)構(gòu)的使用壽命。
了解機(jī)器人項(xiàng)目中的接觸率對(duì)于以下方面至關(guān)重要：
扭矩：更多的齒接觸=該機(jī)構(gòu)傳遞并承受更大的扭矩。
剛度：更高的接觸比=更少的剛度變化。這意味著較小的齒偏斜和傳動(dòng)誤差。
準(zhǔn)確性：更高的接觸比=良好的準(zhǔn)確性，更少的錯(cuò)誤以及統(tǒng)一的系統(tǒng)性能。
