使用 VEX IQ 塑料齿轮、链轮和皮带轮

当新用户开始组装他们自己的定制机器人设计时，他们可能会在某个时候想从他们的 VEX IQ 智能电机中获得更多。 VEX IQ 智能电机在任何可用的搭扣式机器人系统中可能具有最佳的性能和感应。 尽管如此，用户可能希望电机能够更快地移动物体、提升较重的物体或将机械装置远离电机。 VEX IQ 齿轮、链轮和皮带轮可以满足这些要求。

齿轮	链轮	滑轮

输出/输入比率

在讨论 VEX 塑料齿轮/链轮/皮带轮时，使用了一些标准术语：

• 驱动/输入 - 这是放置在智能电机强制旋转的轴上的齿轮/链轮/皮带轮。
• 从动/输出 - 这是放置在组件（例如轮子或手臂）轴上的齿轮/链轮/皮带轮，它们将被迫从输入旋转。
• 旋转速度 - 这是轴旋转的速度，通常以一分钟内旋转的次数来衡量，也称为每分钟转数 (rpm)。
• 扭矩 - 这是在一定距离处旋转负载所需的力。 例如，旋转更长的手臂或当手臂上放置的重量更大时需要更大的扭矩。 旋转较大直径的轮子或当轮子移动重物时也需要更大的扭矩。 扭矩通常以公制单位测量，它结合了力和距离，称为牛顿米 (Nm)。

有两个原则可以帮助用户了解如何使用 VEX 塑料齿轮、链轮和皮带轮：

增加扭矩： 当输入齿轮/链轮/皮带轮（组件）的直径小于输出组件的直径时，这会增加系统的输出扭矩。 然而，它会成比例地降低系统的输出转速。 换句话说，如果电机不能提升手臂，电机需要有一个较小的组件来驱动手臂轴上的一个较大的组件。

齿轮增加扭矩	链轮增加扭矩	皮带轮增加扭矩

增加速度： 当输入组件的直径大于输出组件的直径时，这将增加输出转速系统。 但是，它会成比例地降低系统的输出扭矩。 例如，如果用户希望轮子旋转得比电机旋转得更快，则电机需要有一个更大的组件来驱动轮轴上的一个较小的组件。

齿轮增加速度	链轮增加速度	滑轮增加速度

这些关系的数量可以通过输出/输入比率来计算。 这是：

• 输出齿轮齿数/输入齿轮齿数得出扭矩齿轮比。
• 输出链轮齿数/输入链轮齿数得出扭矩链轮比。
• 输出皮带轮的直径/输入皮带轮的直径产生扭矩皮带轮比。

VEX塑料齿轮比（60齿、36齿、12齿）

（24 齿和 48 齿齿轮可在 附加包中使用）

从上面的 VEX 塑料齿轮比图表可以明显看出，比率可以显着改变智能电机的输出转速和输出扭矩。 在使用输出/输入比率时，重要的是要意识到这些没有考虑机器人系统中的摩擦和其他因素。

例如，为传动系统建立 1:5 的齿轮比可能很诱人，因此机器人将移动得非常快 (500 rpm)。 有几个因素使这不切实际。 首先，60 齿齿轮比标准的 200 毫米旅行轮大，因此齿轮可以使车轮离开地面。 此外，输出扭矩将非常小 (0.08 Nm)，智能电机可能无法移动车轮/机器人。 即使可以使用这个比例，如果机器人以正常速度的五倍移动，也很难控制。

这个例子说明了当使用输出/输入比率时，目标是如何找到扭矩和速度之间的“最佳点”平衡。 确保组件适合机器人的设计也很重要。

VEX塑料链轮有五种不同尺寸的链轮（8齿链轮、16齿链轮、24齿链轮、32齿链轮、40齿链轮），可以组合使用。 VEX 塑料滑轮有四种可用尺寸（10 毫米、20 毫米、30 毫米、40 毫米）。

电力传输

VEX 塑料齿轮、链轮和皮带轮也可用于动力传输。 当设计不允许智能电机直接驱动车轮或其他部件的轴时，这是必需的。 在这种情况下，输入和输出齿轮/链轮/皮带轮的尺寸相同，因此扭矩或转速不会发生变化。 这通常称为 1:1 比率。

这方面的一些示例可能包括：

• 传动系统可以通过使用智能电机直接驱动一个车轮为一侧的两个车轮提供动力，并通过将它们与 1:1 链轮和链条连接在一起为另一个车轮提供动力。
• 传动系统可以有 3 个串联的齿轮（或任何其他奇数），并且有一个连接到第一个齿轮的轮子和一个连接到最后一个齿轮的轮子。 如果所有齿轮的尺寸相同，则电机可以驱动任何一个齿轮。

请注意，在传动系统中使用齿轮时，车轮之间的齿轮数必须为奇数。 这是因为当一个齿轮驱动另一个齿轮时，它们的旋转方向相反。 轮子之间的偶数个齿轮将使两个轮子相互转动。

动力传输链轮	动力传输齿轮

决定使用哪个组件：齿轮、链轮或皮带轮

有许多因素决定齿轮、链轮。 或滑轮应与机器人设计一起使用。 其中一些包括：

齿轮： 齿轮是三种组件中最可靠的一种。 除非齿轮轴的支撑之间的跨距太大，允许轴弯曲到足以使两个齿轮的齿分开；对于齿轮，当输入齿轮旋转时，输出齿轮也会旋转。 但是也有一些缺点：

• 齿轮必须以固定距离排列，以便一个齿轮的轮齿与下一个齿轮的轮齿相互啮合。
• 齿轮需要彼此对齐成一条直线。 （注意例外：将“初级”12/36/50 齿轮与“次级”24/48 齿轮混合使用。 二级齿轮需要偏移半个节距，或者需要在偶数长度的 1x 梁中使用额外的中间孔）。
• 如前所述，一行中的奇数个齿轮将使输入和输出齿轮的旋转方向相同，而偶数个齿轮将使输入/输出齿轮的旋转方向相反。

将“初级”12/36/60 齿轮与“次级”24/48 齿轮混合

特别注意：使用齿轮比时，只需要考虑输入齿轮尺寸和最后输出齿轮尺寸。 这两个齿轮之间的任何齿轮只传递运动，它们的大小对齿轮比没有影响。

VEX 塑料齿轮还有一个冠状齿轮，允许齿轮之间有 90^o 连接。 还有 蜗轮 和 差分 & Bevel Gear Pack 允许这样做。

皇冠齿轮	差动 & 锥齿轮	蜗轮

此外，Gear Add-on 套件中的 VEX 塑料齿条齿轮将允许线性运动。

齿条

链轮： 链轮也是不错的选择。 它们的轴可以以任意数量的不同节距分开，因为链条是由单独的扣合链节组装而成的，这些链节可以按自定义长度组合在一起。 输入链轮和输出链轮将始终以相同的方向旋转。 驱动链轮应至少有 120^o 条链条缠绕在其上，否则链条会在 Sprocket 上跳齿。 链轮也可以与 Tank Tread 连接在一起。

滑轮： 滑轮用于轻载。 它们受到可用橡胶带长度 (30mm. 40 毫米。 50 毫米。 60 毫米）。 与链轮一样，输入滑轮和输出滑轮同向旋转。 滑轮系统的橡胶带是光滑的。 如果系统试图移动的负载太大，皮带就会打滑。 （注：橡胶带可以交叉，以反转输出皮带轮方向。）

无论机器人设计是使用齿轮、链轮还是滑轮，都有大量选项可以更改 VEX IQ 智能电机的输出/输入比或功率传输。

安全隐患：

夹点 确保手指、衣服、电线和其他物体不会被移动的组件夹住。