一位機械工程師的齒輪使用小訣竅

四月 21, 2016
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攝影:Hep Svadja

不論是要減速、加速或改變運動的方向,所需齒輪的技術資訊都很容易找到。但是在使用上,尤其是訂做的齒輪,情況就比較複雜,因為每個齒輪必須精確地配合。以下是我從使用齒輪的經驗中學到的一些知識。

模數(MOD)是什麼?

齒輪模數是輪齒和直徑的比例,其中直徑以和嚙合點(一個齒輪的齒和另一個齒輪的齒咬合的地方)的距離計算。舉例來說,MOD 2直徑30mm的齒輪有15齒。這個數值能簡化齒輪軸之間距離的計算。

製造

» 很大型的齒輪可以手工切割。我曾經用砂輪機切割出時鐘的所有輪齒。大型的輪齒比較容易,因為輪軸間的距離影響較小。
» 雷射切割金屬齒輪時,在兩個齒輪之間保留一個小間隙(我在MOD 2齒輪採用0.4mm間隙)。完成的齒輪會有點搖晃(因為有齒隙),但寧可如此也不要讓齒輪太緊(產生大量摩擦)。

齒輪替代品

» 我通常用來把DC馬達減速為四分之一的做法是把馬達和二極體串聯;這麼做時馬達損失的功率非常少。
» 不要用齒輪來為無齒輪馬達減速,如此一來具有內建變速箱的馬達會噪音較低,力量更強。
» 如果調整速度範圍小於五分之一,使用皮帶或絞鏈會更容易。

資源

» 各類現成齒輪可以向McMaster Carr等供應商購買。(*中文編輯部註:在臺北,您可至興城街購買。)
» 在Gear GeneratorWood Gears等網站上設計齒輪和齒輪系簡單又好玩。
» CRC Press出版的《實用齒輪設計手冊》(暫譯)(Handbook of Practical Gear Design)有關於齒輪及齒輪設計的詳盡介紹,包含正確齒輪的選擇和齒輪計算。
» 507movements網站收集了各式各樣的齒輪組合,以及從滑輪、槓桿到連桿組等各類的機械運動。

延伸閱讀
關於機械原理入門與製作,您可參閱《讓東西動起來》一書。 

(譯:屠建明)
[原文]

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