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欢迎学习乐高齿轮传动原理！齿轮是机械传动系统的核心部件，在乐高积木中有着广泛应用。齿轮的基本术语包括齿数、节圆、模数和传动比等概念。乐高齿轮系统包含多种规格，常见的有8齿、16齿和24齿等不同大小的齿轮，它们通过不同的颜色进行区分，便于识别和使用。
齿轮啮合是齿轮传动的核心原理。两个齿轮要正常啮合，必须满足几个重要条件：首先是相邻齿轮的模数必须相同，其次是齿轮中心距要准确，最后是齿面接触要良好。在这个演示中，蓝色的8齿主动轮带动红色的24齿从动轮，传动比为1比3，即主动轮转3圈，从动轮转1圈。黄色点显示了齿轮啮合时的接触点位置。
传动比是齿轮传动系统的核心参数，它决定了速度和扭矩的变化关系。传动比等于从动轮齿数除以主动轮齿数。在这个演示中，8齿齿轮驱动24齿齿轮，传动比为3，这是减速传动，主动轮转3圈，从动轮只转1圈，但扭矩放大3倍。相反，如果24齿驱动8齿，传动比为1/3，这是加速传动，从动轮转速提高3倍，但扭矩减小到1/3。通过合理选择齿轮组合，可以实现所需的速度和力矩匹配。
复合齿轮系统通过多级传动实现更大的传动比和更精确的控制。在这个三级传动系统中，蓝色8齿输入齿轮驱动红色16齿齿轮，第一级传动比为2。红色齿轮与绿色8齿齿轮同轴，绿色齿轮再驱动橙色24齿输出齿轮，第二级传动比为3。总传动比等于各级传动比的乘积，即2乘以3等于6。这意味着输入轴转6圈，输出轴只转1圈，但扭矩放大6倍。复合齿轮系统具有传动比范围大、结构紧凑、传动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动在乐高机械中有着广泛的实际应用。齿轮传动具有传动效率高、传动比精确、结构紧凑、可靠性强等优势。主要应用场景包括减速以提高扭矩、加速以提高转速、改变转动方向，以及实现精确的位置控制。以乐高起重机为例，它采用多级齿轮传动系统：电机的8齿齿轮驱动24齿齿轮，传动比1比3；然后8齿齿轮驱动40齿齿轮，传动比1比5；总传动比达到1比15。这样的大传动比设计使起重机能够举起重物，同时实现精确的高度控制。通过合理的齿轮组合设计，乐高机械能够实现各种复杂的运动功能。