变速箱内部¶
从根本上说，变速箱只是一组齿轮和连接它们的外壳。齿轮箱有一个 输出比 ，即电机输入和最终输出之间的最终齿轮减速比 shaft 。
术语
- 齿轮减速¶
也称为齿轮比。在任何旋转动力传输系统中（通常涉及电机和 servos in FTC® ），齿轮比定义了系统输入的旋转圈数和输出的旋转圈数。
例如，一个 NeveRest 20 齿轮减速电机由一个未修改的 NeveRest Motor 和一个齿轮比为20:1（或称”20比1”）的行星齿轮箱组成。这意味着，为了使齿轮箱的输出轴旋转1次，电机的输入轴必须旋转20次。齿轮比是动力传输组件最重要的设计考虑因素之一。
任何电机或伺服系统都有两个特性：速度和扭矩（或旋转力）。这两种特性成反比，即速度越快，扭矩越小，反之亦然。例如，如果有人希望通过将 20:1 变速箱的速度提高一倍，从而在牺牲扭矩的情况下提高机械装置的速度，那么他就会将齿轮比降低 2 倍。 由于 20 除以 2 等于 10，因此新的理想齿轮比将是 10:1（这被称为齿轮升速）。但是，如果希望将扭矩增加一倍，在牺牲速度的情况下使系统更加强大和坚固，则需要将齿轮比增加 2 倍，使齿轮比达到 40:1（这被称为齿轮减速）。
最常见的升档或降档方法是使用齿轮箱、齿轮、链轮和皮带驱动轮，所有这些都有不同的尺寸。
在 FTC 中，齿轮箱可能比您想象的更为常见。几乎每台电机和伺服电机都附带或内置有一个齿轮箱。这些齿轮箱要么是正齿轮箱，要么是行星齿轮箱。
正齿轮箱¶
术语
- 正齿轮箱¶
正齿轮变速箱的正齿轮相互叠加。通过同一平面上不同尺寸的齿轮实现齿轮减速。
正齿轮箱由 :term:` 齿轮比<Gear Reduction>` 排列而成，通常叠加以实现较大的复合比（例如 40:1）。每个单独的传动比只有两个 gear，一个可能是 8:1，另一个可能是 5:1，但最终的传动比是 40:1。这些齿轮箱用于 AndyMark NeveRest Classic 系列和 goBILDA 的 5201 系列电机，以及 REV HD Hex Motors。由于这些变速箱的构造性质，每个减速机只有 gear 的几个齿啮合，而这些齿承受着变速箱的全部负荷。正齿轮箱很容易因冲击负荷而损坏，如果一个 gear 坏了，整个齿轮箱就会停止工作。
小技巧
不建议在传动系统或机械臂等高负荷应用中使用正齿轮变速箱。相反，应使用行星齿轮箱。
伺服器内的正齿轮箱示例。请注意所有齿轮都只与一个齿轮啮合。¶
正齿轮箱的优点¶
危险
与行星齿轮箱相比，正齿轮箱的使用寿命较短，机械弹性较低，因此不推荐用正齿轮箱。如果要购买新电机，强烈建议购买行星齿轮箱电机。应注意不要在正齿轮箱的输出轴上施加负载。特别是，正齿轮减速电机不应用于高负载场合，如传动系统。
一般来说，正齿轮变速箱比行星齿轮变速箱便宜。不过，在 FTC 中，这种价格变化往往微乎其微。REV 的一个高清六角电机 + 超级行星齿轮箱套件只比高清六角电机 + 正齿轮箱贵 10 美元左右，而且灵活性/可定制性更强。
不同供应商生产的正齿轮箱不能互换。不过，它们的性能相当，几乎没有差别。这里需要考虑的主要因素是 所需的减速器、所需的电机连接和所需的输出轴类型 。
行星齿轮箱¶
行星齿轮箱使用更复杂的齿轮系统，在紧凑的空间内实现强劲的减速。在汽车工程中，行星齿轮组可以在不改变齿轮尺寸的情况下实现几种不同的传动比，但你在 FTC 中看到的所有行星齿轮箱都只能实现一种传动比。
术语
- 行星齿轮¶
行星齿轮传动由一个中心齿轮（太阳齿轮）和围绕其旋转的较小齿轮（行星齿轮）组成。外半径有一个环形齿轮，用于固定其他齿轮。
行星齿轮箱用于 AndyMark NeveRest Orbital 和 Hex 齿轮减速电机、REV HD Hex UltraPlanetary 电机，以及 goBILDA 的各种 Yellow Jacket 行星齿轮减速电机。从下图中可以看出，每级啮合的齿数多于正齿轮箱。
行星齿轮箱级示例。请注意太阳齿轮如何与多个齿轮啮合。¶