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技术笔记 · 第 148 期

减速组配件选型全记录

齿轮、轴承、输出轴、波箱——每一个零件的选择理由和踩坑记录

📅 2026-09-02 ✍️ 苏教练 🏷️ 动力系统 ⏱️ 约 7 分钟阅读

上一篇文章确定了减速组的方案(2:1 减速比 + 模 0.8 齿轮),这篇记录一下具体配件怎么选。中间踩了几个坑,也找到了巧妙的解法,整理出来给大家参考。

齿轮:最难的一步

踩坑最多

原以为齿轮最好买,结果是最折腾的一个。

第一个坑:5mm 内孔的模 0.8 齿轮,买不到

X2216 电机轴是 5mm 的,所以小齿轮内孔也得是 5mm。结果淘宝一搜,模 0.8 的小齿轮几乎全是 3.17mm 内孔的——因为模 0.8 这个级别,本来就是配小电机的,小电机轴大多是 3.17mm。

当时想了几个解决方案:

A变径套

5mm 轴套个变径套变成 3.17mm,然后用 3.17mm 的齿轮。可行,但多一个零件多一份重量,装配也麻烦。

B找店扩孔

买 3.17mm 孔的齿轮,找店家帮忙扩成 5mm。加几块钱加工费,但同心度没保证,齿轮偏了噪音大还磨损快。

C换 3.17mm 轴的电机 ✓

换一根前轴就是 3.17mm 的 X2216 电机。这样齿轮直接插上,不用任何转接,简单干净。

最终选方案 C:换 3.17mm 轴的电机。理由:少一个零件、少一个故障点、装配最简单。X2216 这个级别的电机,3.17mm 轴完全够用,强度上没有问题。

第二个坑:20T 和 40T 不在同一家

有些店只做小齿轮(15T~30T),大齿轮没有。找了好几家,最后找到一家万晟机械的 POM 凸台齿轮,模 0.8,从 15T 到 120T 全有,20T 和 40T 都能买到,还支持定制内孔。

齿轮参数 小齿轮(主动) 大齿轮(从动)
齿数 20T 40T
模数 0.8 0.8
材质 POM(赛钢) POM(赛钢)
内孔 Ø3.17mm(定制) Ø5mm(定制)
结构 凸台 + 双 M3 顶丝 凸台 + 双 M3 顶丝
价格 6.5 元/个 6.5 元/个
选尼龙不选金属的理由

金属齿轮虽然"更结实",但在 X2216 这个功率级别完全是强度过剩。尼龙齿轮轻(重量只有金属的 1/3)、噪音小、自润滑免维护、炸机还能保护电机轴。选配件不是选最强的,是选最合适的。

轴承:MR105ZZ,选空转款

最省心

轴承这个比较简单,输出轴是 5mm 的,对应型号就是 MR105ZZ

型号怎么读:

MR系列代号

微型深沟球轴承系列,航模、遥控车、电动工具里大量使用。

105尺寸代号

内径 5mm(看后两位数字)。外径 10mm,厚度 4mm。标准公式:5×10×4 mm。

ZZ密封形式

双面铁盖密封,防尘用的。还有 2RS 是橡胶密封,防水更好但阻力稍大,我们没必要。

GCr15材质

轴承钢,标准材质,硬度高、耐磨,航模用完全够。

空转款 vs 非空转款

买的时候看到有"空转"和"非空转"两个选项,区别是内部游隙大小:

对比项 空转款 非空转款
手感 一拨转好多圈 一拨很快停
内部间隙 大(游隙大) 小(有预紧)
转动阻力 小,效率高 稍大
刚性 稍软 硬,不晃
我们的选择 ✓ 选这个 不推荐
选空转款。我们的载荷很小(桨拉力才 1.5kg),空转款的刚性完全够用,阻力还小,效率更高。非空转的预紧是给高精度、高载荷场景用的,我们用不上。

数量

一架飞机(双发)需要 4 个轴承:每个减速组前后各一个。建议买 6~8 个备用,这东西便宜,多备几个没坏处。

输出轴:必须有轴向限位

容易忽略

输出轴这东西,看起来就是一根光杆,但轴向限位很重要——桨的拉力会拉着轴往前跑,如果没有东西挡住,轴直接从轴承里滑出来,桨就飞了。

前后怎么挡?

桨夹 + 轴肩 推荐

桨夹本身有夹紧结构,拧紧后夹住前轴承内圈,挡住轴不往前跑。轴上最好有个台阶(轴肩)更保险,但桨夹夹紧力一般也够了。

M5 螺母锁紧 推荐

轴末端车一段 M5 螺纹,拧一个螺母顶住后轴承内圈。既可以调节轴承松紧,拆装也方便。最实用的方案。

输出轴的选购建议

可以直接买 Ø5mm 的光轴自己加工(车螺纹),也可以搜"5mm 输出轴 带 M5 螺纹"看看有没有现成的。现成的省事,自己加工的灵活。

波箱:自己设计,3D 打印

最自由

波箱(齿轮箱外壳)是唯一需要自己设计的零件。一开始想找成品减速箱,但匹配的太难找了——减速比、电机孔位、输出轴规格很难全部对上。最后决定自己设计、3D 打印。

为什么 3D 打印可以?

很多人觉得波箱要受力,打印的不行。其实波箱受力真不大:

受力类型 大小(估算) 3D 打印扛得住吗?
齿轮径向撑开力 ~16 kg(两轴承分摊) 绰绰有余
桨的轴向拉力 ~1.5 kg 小菜一碟
电机反扭矩 很小 可以忽略

波箱的主要作用是"定位"而不是"承重"——它的核心任务是把齿轮和轴承的位置固定准,强度要求其实不高。

波箱结构

结构非常简单,就是前后两块板,用螺丝一夹:

前盖

两个孔:小齿轮侧通孔(让轴穿过)、大齿轮侧轴承孔(Ø10mm,镶嵌前轴承)。厚度约 5mm。

后盖 + 电机座

两个轴承孔 + 电机安装螺丝孔(X2216 标准 16×19mm,M3)。后盖外侧有凸台定位电机。厚度约 7mm。

4 颗 M2 螺丝

前后盖四角用 M2 螺丝锁紧。建议用通孔+螺母的方式,比直接拧塑料里耐用。

中间空腔

前后盖之间的空间放齿轮,齿宽 6mm + 间隙 1~2mm,总间距约 8~10mm。

打印材料

推荐排序:PETG > 尼龙 > PLA

PETG 最好打,层间强度不错,韧性也好。尼龙(PA)强度更高但容易翘边,对打印机要求高。PLA 太脆别用。有碳纤维尼龙(PA-CF)的话是最佳选择,刚性最好。

打印注意:轴承孔的精度是关键。建议先打一个测试件,量一下实际孔径,再根据打印机的收缩率调整模型尺寸。一般留 0.1~0.2mm 的余量,太紧压不进去,太松会跑外圈。

BOM 清单(单减速组)

汇总
单个减速组配件清单
序号零件规格数量备注
1小齿轮模0.8 / 20T / 内孔Ø3.17 / POM / 凸台带顶丝1主动轮,装电机轴
2大齿轮模0.8 / 40T / 内孔Ø5 / POM / 凸台带顶丝1从动轮,装输出轴
3轴承MR105ZZ(5×10×4mm)GCr15 空转款2前后各一个
4输出轴Ø5mm / 末端带 M5 螺纹1长度约 28~30mm
5波箱前盖3D 打印(PETG/尼龙)1待设计建模
6波箱后盖3D 打印(PETG/尼龙)1带电机安装位
7连接螺丝M2 × 12mm + 螺母4套前后盖紧固
8电机螺丝M3 × 6mm4固定电机到后盖
9桨夹内孔Ø5 / 适配12寸桨 / 带M5螺纹1兼做前轴向限位
10轴端螺母M5 六角螺母1后轴向锁紧

目前齿轮和轴承已经下单,等配件到手后量实际尺寸,就可以开始波箱的建模和打印了。下一篇更新波箱设计过程。

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经验总结:选型这件事,最怕的是"想当然"——以为齿轮随便买都能用,结果内孔不对、模数不对、齿数不全。做项目的时候,每一个零件都要把参数核对到底,差 0.1mm 都可能装不上。宁可下单前多问客服一句,也别等收到货才发现用不了。
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