機器人/設計基礎/機械元件
機器人: 設計基礎: 機械元件
齒輪是帶齒的機械部件，設計用於與另一部件上的齒齧合，從而傳遞或接收力和運動。切割的牙齒有時也稱為齒。其他如鏈鋸和電機中的齒可以進行調整。在機器人中，齒輪用於在軸之間傳遞旋轉力。它們可以改變速度和方向。軸可以位於任何方向，但是並非所有方向都可以用兩個齒輪完成。通常，齒輪用於降低電機的速度。當它們降低速度時，輸出軸的扭矩會增加。
下面探討了機器人中常用的齒輪型別。每種型別的齒輪用於不同的目的，並且各有優缺點。
參見 關於齒輪的維基百科文章。此頁面將介紹每種齒輪在機器人中的具體用途。
直齒輪是最常見的齒輪。它們是最簡單的齒輪形式，通常用於腳踏車、攪拌機等輕型機器。
它們不用於汽車，因為它們非常吵，並且其設計會給牙齒帶來很大的壓力。
您可以使用它們將旋轉從電機輸出軸（直接來自電機或齒輪箱）傳遞到連線車輪的軸上。這會帶來一個限制：電機輸出軸和車輪軸必須平行。
當您希望在同一平面上兩個垂直軸之間傳遞工作時，使用錐齒輪（如果將軸延伸，它們將發生碰撞）。它們可以具有直齒、螺旋齒或斜齒。
這是一種類似於螺釘的齒輪，具有平行的螺旋齒，並與普通的直齒輪齧合。蝸輪在大多數情況下是驅動齒輪，但也有一些例外，其中直齒輪驅動蝸輪。蝸輪可以實現比相同尺寸的直齒輪更高的傳動比。如果設計得當，可以獲得內建安全功能：如果驅動（蝸輪）失去動力，這種齒輪型別將自鎖，但如果小齒輪通電，則此功能不起作用。
齒條和齒輪可以將扭矩轉換為線性力。小齒輪是直齒輪，與齒條或齒杆齧合，可以認為是曲率半徑無限大的扇形齒輪。這種機構用於汽車，將方向盤的旋轉轉換為轉向杆的左右運動。
鏈條和皮帶可用於在較長距離上傳遞旋轉運動。兩者之間的主要區別在於皮帶會打滑。這並不一定是一件壞事，因為打滑發生在輸出軸承載過重時。在這種情況下，皮帶會打滑而不是電機停止。這可以保護電機，否則電機可能會因堵轉電流而損壞。
皮帶的缺點是由於它會打滑，因此旋轉量不會保持一致，例如，輸入軸可能旋轉 4 次，而輸出軸可能只旋轉 3.8 次。如果輸出軸的位置很重要，則應考慮這一點。