齿轮¶
齿轮是机械传动中最基础的零件,它能把一个轴的旋转传递到另一个轴上。更重要的是,通过搭配不同大小的齿轮,你可以调节转速和扭矩:
- 想要更大的扭矩?用小齿轮带大齿轮,转速会变慢但扭矩会增强
- 想要更快的转速?用大齿轮带小齿轮,扭矩会减弱但转速会提升
参数¶
| 名称 | 说明 | 计算公式 |
|---|---|---|
| 面宽 (Face Width) | 齿轮齿的宽度 | 固定不变 |
| 总宽 (Overall Width) | 齿轮的整体宽度 | 固定不变 |
| 齿顶圆直径 (Outer Diameter) | 齿轮最外圈的直径 | (齿数+2) / DP |
| 径节 (Diametral Pitch) | 每英寸圆周上的齿数 (齿轮规格标准) | 齿数 / PD |
| 节圆直径 (Pitch Diameter) | 两个齿轮真正接触工作时的圆直径 | 齿数 / DP |
| 齿轮比 (Gear Ratio) | 两个齿轮的齿数比 | 驱动齿轮齿数 / 从动齿轮齿数 |
齿轮比 - 转速与扭矩的转换¶
两个齿轮咬合在一起时,它们的大小比例 (齿轮比) 决定了输出的转速和扭矩。如果两个齿轮一样大,转速和扭矩都不会改变。
减速比 - 降低转速,增加扭矩¶
什么时候用: 需要更大的力量
怎么做: 用小齿轮 (驱动齿轮) 带动大齿轮 (从动齿轮)
举例: 20齿的小齿轮带动60齿的大齿轮
- 齿数比是 1:3
- 输出转速降低到原来的 ⅓
- 输出扭矩提升到原来的 3倍
加速比 - 提高转速,减少扭矩¶
什么时候用: 需要更高的最大速度
怎么做: 用大齿轮 (驱动齿轮) 带动小齿轮 (从动齿轮)
举例: 40齿的大齿轮带动20齿的小齿轮
- 齿数比是 2:1
- 输出转速提升到原来的 2倍
- 输出扭矩降低到原来的 ½
旋转方向¶
齿轮还有一个重要作用:改变旋转方向。
- 两个齿轮: 输入和输出方向相反 (一个顺时针,另一个就逆时针)
- 三个齿轮: 输入和输出方向相同
什么时候使用齿轮传动¶
齿轮传动特别适合以下情况:
- 距离近: 需要传动的两个轴距离很近
- 空间小: 在有限的空间里需要很大的减速效果
- 反向转: 需要两个轴往相反方向旋转
中心距计算¶
中心距就是两个齿轮轴心之间的距离,计算公式如下:
\[
中心距=\frac{齿轮1的节圆直径}{2}+\frac{齿轮2的节圆直径}{2}+余量
\]
余量¶
在实际安装时,我们通常会在理论中心距的基础上加一点点余量 (0.03mm~0.05mm),这样可以:
- ✅ 减少齿轮磨损
- ✅ 让齿轮转动更顺畅
- ⚠️ 但会增加一点 backlash (齿轮之间的空隙)
推荐余量:
- 精确配合:+0.000mm (理论值,齿轮贴合最紧)
- 余量配合:+0.03mm ~ +0.05mm (推荐使用,运行更顺畅)
齿间距¶
重要技巧
只要两个齿轮的齿数总和不变,你就可以随意更换不同齿数的齿轮来调整速度和力量,而不需要改变齿轮箱的结构!
举例:
| 驱动齿轮 | 从动齿轮 | 齿数总和 | 齿轮比 | 中心距 |
|---|---|---|---|---|
| 20T | 60T | 80T | 1:3 | 50.8mm (2") |
| 32T | 48T | 80T | 1:1.5 | 50.8mm (2") |
上面两组齿轮的中心距完全相同 (都是50.8mm),但齿轮比不同,让你可以灵活调整机器人性能。
NICE 20DP 齿轮¶
我们的所有20DP齿轮使用统一标准:
- 压力角: 14.5°
- 齿宽: 9.5mm
这意味着你可以直接更换不同齿数的齿轮来调整性能,不需要重新设计齿轮箱结构!
½" 六角孔铝制齿轮¶
特点:
- ½″ 六角孔,兼容标准½"六角轴及圆六角轴
- 7075-T6 铝合金材质,黑色硬质阳极氧化处理
- 强度高,耐磨损
- 齿宽 9.5mm
清单:
| 齿数 | SKU | 重量 (g) | 工图 | CAD | Onshape |
|---|---|---|---|---|---|
| 20T | NICE-02-01-001 | ||||
| 22T | NICE-02-01-002 | ||||
| 24T | NICE-02-01-003 | ||||
| 26T | NICE-02-01-004 | ||||
| 28T | NICE-02-01-005 | ||||
| 30T | NICE-02-01-006 | ||||
| 32T | NICE-02-01-007 | ||||
| 34T | NICE-02-01-008 | ||||
| 36T | NICE-02-01-009 | ||||
| 38T | NICE-02-01-010 |
½" 六角孔铝制镂空齿轮¶
对于40齿以上的大齿轮,我们提供镂空减重版本,在保证强度的同时减轻重量。
特点:
- ½″ 六角孔,兼容标准½"六角轴及圆六角轴
- 7075-T6 铝合金材质,黑色硬质阳极氧化处理
- 齿宽 9.5mm
- 镂空减重设计,最薄处腹板厚度 2.5mm
- 重量减轻但强度依然可靠
清单:
| 齿数 | SKU | 重量 (g) | 工图 | CAD | Onshape |
|---|---|---|---|---|---|
| 40T | NICE-02-01-011 | ||||
| 42T | NICE-02-01-012 | ||||
| 44T | NICE-02-01-013 | ||||
| 46T | NICE-02-01-014 | ||||
| 48T | NICE-02-01-015 | ||||
| 50T | NICE-02-01-016 | ||||
| 52T | NICE-02-01-017 | ||||
| 54T | NICE-02-01-018 | ||||
| 56T | NICE-02-01-019 | ||||
| 58T | NICE-02-01-020 | ||||
| 60T | NICE-02-01-021 | ||||
| 62T | NICE-02-01-022 | ||||
| 64T | NICE-02-01-023 | ||||
| 66T | NICE-02-01-024 | ||||
| 68T | NICE-02-01-025 | ||||
| 70T | NICE-02-01-026 | ||||
| 72T | NICE-02-01-027 |