Circuit Cubes 齒輪指南：了解齒輪比與速度

快速解答

Circuit Cubes 的齒輪比，簡單來說就是推動齒輪（主動輪）的齒數除以被推動齒輪（從動輪）的齒數。一個 24 齒的齒輪驅動一個 12 齒的齒輪，會讓小齒輪以大約兩倍的速度旋轉，但扭力減半。想要速度？用大齒輪驅動小齒輪。想要牽引力？用小齒輪驅動大齒輪。

大多數 Circuit Cubes 的組裝作品之所以會動，是因為馬達轉動軸心，而軸心再帶動齒輪。改變哪個齒輪接觸哪個齒輪，同一個馬達就能讓沉重的探測車緩慢爬行，或讓輕巧的風扇快速旋轉。本指南將說明 Circuit Cubes 中齒輪的運作方式、如何解讀齒輪比，以及如何逐步更換齒輪，以獲得您的作品所需的速度或扭力。

除了簡單的除法之外，您不需要任何數學知識，也不需要特殊工具。一個 Geared Motor Cube、少許積木齒輪，以及幾分鐘的測試，就足以感受其中的差異。

齒輪在 Circuit Cubes 組裝中的運作方式

齒輪是帶有齒的輪子。當兩個齒輪嚙合時，齒會互相推動，因此一個齒輪的旋轉會傳遞到下一個齒輪。連接到動力源的齒輪是主動齒輪；它轉動的齒輪是從動齒輪。每一對嚙合的齒輪都會改變速度和轉動力，而這種改變僅憑齒數即可預測。

在 Circuit Cubes 中，齒輪通常將馬達軸連接到輪子、車軸或另一個齒輪。Geared Motor Cube 已經包含內部減速：其馬達轉速超過 1,000 RPM，但軸上的小齒輪將輸出降低到大約 75 RPM。這種取捨降低了速度並提高了扭矩，這就是為什麼 Geared Motor Cube 可以轉動那些裸露的高速馬達會卡住的輪子和齒輪。

• 主動齒輪 = 連接到馬達的齒輪，或由前一個齒輪轉動的齒輪。
• 被動齒輪 = 接收推力並帶動下一個零件的齒輪。
• 如果齒輪組有多組齒輪對，請將每組齒輪對的比率相乘，即可得到總比率。

無需複雜計算即可讀取齒輪比

要找出單一齒輪組的比率，請將主動齒輪的齒數除以被動齒輪的齒數。一個 24 齒的齒輪驅動一個 12 齒的齒輪，得到 24 ÷ 12 = 2，通常寫作 2:1。這表示被動齒輪每轉一圈，主動齒輪轉兩圈，但扭力大約減半。反過來，你會得到 12 ÷ 24 = 0.5，或 1:2，這會使速度減半，扭力加倍。

如果你不知道齒輪的齒數，請數一次齒數，並用記號筆或小貼紙寫在齒輪上。這個習慣可以讓你在每次重新組裝時不必重新計算。當組裝使用多組齒輪時，請將比率相乘：一組 2:1 的齒輪組接續一組 2:1 的齒輪組，最終齒輪會得到整體 4:1 的速度提升。

• 速度比高於 1 表示輸出端比輸入端轉得更快。
• 速度比低於 1 表示輸出端轉得較慢，但推力更強。
• 1:1 的比率只改變方向，不改變速度或扭力。

選擇齒輪：速度 vs 扭力

要提升速度，需要一個大的驅動齒輪和一個小的從動齒輪。如果您有一個24齒的齒輪和一個12齒的齒輪，請將24齒的齒輪放在馬達側，將12齒的齒輪放在車輪或風扇側。輸出端旋轉速度快，適合輕型車輛、陀螺和阻力較小的風扇。

要提升扭力，則需要相反的配置：一個小的驅動齒輪和一個大的從動齒輪。將12齒的齒輪放在馬達側，將24齒的齒輪放在車輪側。輸出端旋轉速度慢，但可以推動較重的底盤或爬上更陡的斜坡。Geared Motor Cube 已經提供了約75 RPM 的扭力友好起點，因此在它之上添加一個小到大齒輪組是移動頑固物體的好方法。

• 輕巧且快速：大齒輪驅動小齒輪。
• 沉重且強勁：小齒輪驅動大齒輪。
• 如果組裝卡住或發出吱吱聲卻無法移動，請在增加馬達功率之前先加入減速裝置。

測試與調整齒輪系

組裝齒輪對時，讓齒牙完全嚙合但不要過緊。太鬆時齒牙會在負載下跳齒；太緊時齒輪會卡住，拖累馬達並更快耗盡電池。在通電前，用手轉動從動齒輪。它應該能順暢轉動，並帶有少量的背隙，即齒牙之間的微小間隙。

一旦運作起來，請在真實負載下測試：在地板上，使用實際的輪子，而不是懸在空中。如果組裝速度比您想要的慢，請換成較大的驅動齒輪或較小的從動齒輪。如果它停滯，則反向更換。一次只更換一對，這樣您就能知道真正造成差異的是什麼。

• 聆聽是否有節奏性的咔嗒聲：這通常表示齒輪齒在跳動。
• 馬達過熱或電池快速耗盡，通常指向卡滯，而不是馬達無力。
• 將備用齒輪按齒數分類，以便快速調整。

逐步指南：設定和調整 Circuit Cubes 齒輪組

1. 步驟 1：先決定速度或扭力： 在觸碰齒輪之前，先寫下目標。輕型風扇或快速車輛需要速度；重型探測車或舉升臂需要扭力。這個選擇決定了哪個齒輪要安裝在馬達側。 檢查點：如果您無法用一句話說出目標，輕型結構請選擇速度，任何需要推動或攀爬的結構請選擇扭力。
2. 步驟 2：計算齒數並標記您的齒輪： 計算您要使用的每個齒輪的齒數，並將齒數標記在齒輪上。每個齒輪只需執行一次，即可讓比率計算瞬間完成。 常見錯誤：根據大小猜測齒數。兩個外觀相似的齒輪可能相差數個齒，這會使比率變化超出您的預期。
3. 步驟 3：正確嚙合驅動齒輪和從動齒輪： 將齒輪壓在一起，使齒完全重疊，但齒輪對仍能用手自由轉動。驅動齒輪是連接到馬達或前一個階段的齒輪。 檢查點：用手轉動從動齒輪。它應該順暢移動並帶有少許背隙，不應發出摩擦聲或鬆動搖晃。
4. 步驟 4: 為您的目標設定比例： 若要提升速度，請使用較大的驅動齒輪和較小的從動齒輪。若要提升扭力，請使用較小的驅動齒輪和較大的從動齒輪。若使用多組齒輪，請將各組比例相乘以獲得整體變化。 常見錯誤：在重型結構上堆疊速度齒輪組。在空中轉得快，但在地板上會停止。
5. 步驟 5: 在實際負載下測試： 在表面上使用實際承載的零件進行組裝測試。觀察車輪速度，聆聽是否有打滑聲，並感受馬達是否吃力。 檢查點：如果停滯，請增加減速比（小驅動輪、大從動輪）。如果太慢，則反向操作。
6. 步驟 6：每次更換一對齒輪： 每次測試之間只更換一對齒輪，以便知道哪項變更有幫助。記錄齒數和結果，以便日後輕鬆重建良好的設定。 常見錯誤：一次更換多個齒輪，然後不知道哪次更換導致了改善或停滯。

Circuit Cubes 齒輪傳動的重要零件

• 齒輪馬達方塊： 此馬達內部轉速超過每分鐘 1,000 轉，但軸上的小齒輪將輸出降至約每分鐘 75 轉，以獲得最大扭力。它是高扭力組裝的自然起點，並為您提供已知的基準，以便進行升速或降速齒輪傳動。
• 藍牙升級套件: 套件包含一個 Bluetooth Battery Cube、兩個 Cubit 馬達，以及總共 36 個零件，包括齒輪、輪子、車軸、積木和連接線。兩個馬達和齒輪組合讓您可以並排測試速度和扭力設定，而應用程式控制則讓您無需每次重新組裝開關即可輕鬆比較運行結果。
• NO/NC 開關方塊: 在 NO 位置，按下控制桿臂會閉合電路；在 NC 位置，電路會保持閉合，直到您按下控制桿臂將其斷開。可預測的開/關控制讓齒輪測試具有重複性，因此您可以判斷某項變更是否確實改善了速度或扭力。

齒輪比只是齒數的比較，但它們決定了 Circuit Cubes 的組裝是強勁地緩慢移動，還是輕快地高速前進。從齒輪馬達方塊約 75 RPM 的輸出開始，選擇大驅動小以獲得速度，或小驅動大以獲得扭力，並在實際負載下進行測試。一次更換一對，您會立即感受到差異。