教育齿轮示例 2

产品编号:1772
¥0.00
产品分类:教学用品-教具

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教育齿轮示例 2
教育齿轮示例 2
教育齿轮示例 2

产品介绍

我的教学机械实例系列

这个模型是我基于80mm x 80mm 打印板制作的教学机械结构实例之一。
你可以在这个合集里找到该系列的所有模型 => [机械结构实例]

本套装

当前套装包含:

斜齿齿条齿轮机构
斜齿内齿轮
弧齿锥齿轮
多线蜗杆与蜗轮
斜齿冠齿轮
槽轮机构
阿基米德螺旋齿轮
间歇齿轮

 

蜗杆与蜗轮、锥齿轮、齿条与齿轮、冠齿轮以及内齿轮也包含在我的第一套教学实例中,但本模型提供了这些齿轮的斜齿或螺旋齿变体,同时提供了蜗杆与蜗轮的多线变体(双线、三线、四线)。

上排的齿轮属于本模型,下排的齿轮属于另一款模型(第一套齿轮实例)。

槽轮机构、螺旋齿轮和间歇齿轮未包含在第一套中。

正齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮以及螺旋齿轮仅包含在第一套中。

介绍视频

 

简要说明

斜齿齿条、斜齿内齿轮、弧齿锥齿轮和斜齿冠齿轮是它们的标准直齿版本的变体,直齿版本包含在我第一套齿轮实例中。由于它们的轮齿是沿着螺旋线逐渐啮合的,旋转过程中啮合与分离都是逐步进行的。与直齿齿轮相比,这会带来更顺畅的啮合以及更安静的运转。这类改进型齿轮适用于对运转顺畅度、低噪音或高转速有要求的场景。

 

多线蜗杆的螺旋角比我第一套齿轮实例里包含的单线蜗杆更大。本模型包含双线、三线和四线蜗杆,它们在柱体上分别有两条、三条、四条连续的螺纹齿。由于传动比很高,蜗杆与蜗轮之间的传动通常是单向的——蜗杆可以带动蜗轮,但蜗轮无法带动蜗杆。不过对于多线蜗杆来说,传动比可以小到让蜗轮能够带动蜗杆。当出现这种情况时,单向传动的特性就不再成立了。增加螺纹线的数量会让蜗轮每转一圈时蜗杆的转速更快,但会降低自锁效果。因此多线蜗杆适用于效率和速度优先级高于自锁需求的场景。

 

阿基米德螺旋齿轮是将齿条齿沿着阿基米德螺旋曲线扫掠形成的。当齿轮副被包含两个轴线的平面剖切时,截面轮廓与标准的齿条齿轮完全匹配。但由于螺旋齿不与半径垂直,从三维上看齿轮并不是简单的正齿圆柱齿轮,它和斜齿轮类似。更准确地说,齿轮的轮齿不是完全的螺旋形,而是会略微弯曲以配合配对齿轮的螺旋齿。阿基米德螺旋齿轮可以实现非常高的传动比,和蜗轮蜗杆的传动比相当。正因如此,传动通常仅能单向进行——也就是从螺旋齿轮传到齿轮,反向则无法传动。当空间限制让它比蜗轮更适用时,就会选用阿基米德螺旋齿轮。

 

 

间歇齿轮仅在部分旋转周期内传递运动,在其余周期内会锁定配对齿轮。本模型中的主动轮和从动轮都有两层结构:上层负责传递运动,下层在不传递运动时会锁住从动轮。这种设计下从动轮的速度会非连续地增减,启停都很突然。因此这类齿轮不适用于重载或高速场景。

 

 

 

 

槽轮机构也叫马耳他十字机构,是另一种间歇旋转传动机构。在该机构中,运动由沿径向槽运动的销钉传递,而从动轮在其余旋转时段会通过圆柱滑动接触被锁定。和之前的渐开线间歇齿轮设计相比,槽轮机构可以让从动轮从静止加速、减速到静止的过程更平稳。这会降低机构的振动、噪音和磨损。

这类间歇机构适用于需要步进或定时运动的场景,例如电影放映机、分度工作台和机械钟表。

 

参考资料
螺旋齿轮 https://karakurist.jp/?p=2149 
间歇齿轮 https://karakurist.jp/?p=85 
槽轮机构 https://karakurist.jp/?p=21 
收纳盒

这些模型可以和我第一套配套的收纳盒兼容。

本模型包含的八个齿轮实例中,除双线和三线蜗杆外,其余都可以放入单个收纳盒中。
请注意冠齿轮和锥齿轮、间歇齿轮和螺旋齿轮是相向放置以节省空间的。

打印
请使用名为???-printable.stl 的文件进行打印
名为???-assembled.stl的文件仅用于展示装配方式。
 
使用干燥充分的PETG以获得更好的尺寸精度。
使用0.1mm或0.08mm层高以获得更顺滑的表面。
悬垂部分使用较慢的打印速度。
选择“随机”接缝位置以获得更顺畅的旋转效果。
打印方向:
冠齿轮的蜗杆和齿轮的长轴应竖直放置打印。为它们添加底裙以提升打印成功率。
放置蜗杆时要让其沿轴向的扁平截面朝下。

锥齿轮的短轴也应该竖直放置打印。

螺旋齿轮的齿轮底座臂的打印方向要让轴线朝上。

 
打磨与修整

有时齿轮会出现拉丝或裙边效应,导致和轴的配合过紧(设计的径向间隙为0.15mm)。

如果轴表面因拉丝出现粗糙痕迹,可以用小片砂纸打磨掉凸起部分。

如果因裙边效应导致齿轮旋转不顺畅,可以用细圆锉稍微扩大孔位。

没有这些问题的话,齿轮应该可以在极小摩擦力下非常顺畅地旋转。

装配

除蜗杆外其余部件都不需要胶水。

蜗杆:如果感觉蜗杆和轴配合过松,可以用强力胶水粘牢。
齿条齿轮机构:先滑入齿条,再装入齿轮。
内齿轮:先装入内齿轮,再装入其他小齿轮。
锥齿轮:最后安装小齿轮的轴。
冠齿轮:较薄的齿轮可以沿轴向移动。你会发现无论它在轴向哪个位置,都能和冠齿轮完美配合。
螺旋齿轮:螺旋齿轮的齿轮轮齿经过弯折处理以更好地配合螺旋齿轮,装配时要注意方向正确。

 

其他教学模型

你可能也会对我制作的其他教学机械结构实例感兴趣。

可以在这个合集中找到它们: 更新记录
2025-11-13
补充上传了之前遗漏的螺旋齿轮STL文件。
2026-09-02
修正了槽轮机构的STL文件,解决了挡圈和槽轮存在重叠的问题。
致谢

我对齿轮产生兴趣是源于K.$uzuki出色的文章和YouTube视频。这个系列里的很多机构都来自于他网站上的介绍。他本人也制作优秀的齿轮模型,没有他的启发就不会有这个系列的存在。

我从Haguruma-No-Hanashi网站学到了很多关于齿轮齿廓设计的技术细节,对此我深表感谢。

 

许可协议(2026-03-13更新)
该3D模型使用知识共享署名4.0国际许可协议授权。(内容未改动)
本页面的文字和图片保留版权。(2026-03-13新增)
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