机器人/设计基础/机械组件
机器人: 设计基础: 机械组件
齿轮是带齿的机械部件，设计用于与另一部件上的齿啮合，从而传递或接收力和运动。切割的牙齿有时也称为齿。其他如链锯和电机中的齿可以进行调整。在机器人中，齿轮用于在轴之间传递旋转力。它们可以改变速度和方向。轴可以位于任何方向，但是并非所有方向都可以用两个齿轮完成。通常，齿轮用于降低电机的速度。当它们降低速度时，输出轴的扭矩会增加。
下面探讨了机器人中常用的齿轮类型。每种类型的齿轮用于不同的目的，并且各有优缺点。
参见 关于齿轮的维基百科文章。此页面将介绍每种齿轮在机器人中的具体用途。
直齿轮是最常见的齿轮。它们是最简单的齿轮形式，通常用于自行车、搅拌机等轻型机器。
它们不用于汽车，因为它们非常吵，并且其设计会给牙齿带来很大的压力。
您可以使用它们将旋转从电机输出轴（直接来自电机或齿轮箱）传递到连接车轮的轴上。这会带来一个限制：电机输出轴和车轮轴必须平行。
当您希望在同一平面上两个垂直轴之间传递工作时，使用锥齿轮（如果将轴延伸，它们将发生碰撞）。它们可以具有直齿、螺旋齿或斜齿。
这是一种类似于螺钉的齿轮，具有平行的螺旋齿，并与普通的直齿轮啮合。蜗轮在大多数情况下是驱动齿轮，但也有一些例外，其中直齿轮驱动蜗轮。蜗轮可以实现比相同尺寸的直齿轮更高的传动比。如果设计得当，可以获得内置安全功能：如果驱动（蜗轮）失去动力，这种齿轮类型将自锁，但如果小齿轮通电，则此功能不起作用。
齿条和齿轮可以将扭矩转换为线性力。小齿轮是直齿轮，与齿条或齿杆啮合，可以认为是曲率半径无限大的扇形齿轮。这种机构用于汽车，将方向盘的旋转转换为转向杆的左右运动。
链条和皮带可用于在较长距离上传递旋转运动。两者之间的主要区别在于皮带会打滑。这并不一定是一件坏事，因为打滑发生在输出轴承载过重时。在这种情况下，皮带会打滑而不是电机停止。这可以保护电机，否则电机可能会因堵转电流而损坏。
皮带的缺点是由于它会打滑，因此旋转量不会保持一致，例如，输入轴可能旋转 4 次，而输出轴可能只旋转 3.8 次。如果输出轴的位置很重要，则应考虑这一点。