乐高搭建合集 — 卷四：非官方乐高科技搭建指南

来源：Paweł “Sariel” Kmiec 著《The Unofficial LEGO Technic Builder’s Guide》| 原始行范围：332-1445 | 图片：153 张

前言

你即将阅读的这本书有一个简单的目标：教给你我20多年来玩乐高科技搭建学到的一切知识。当然，“一切”这个范围太大，一本书不可能完全包含，某些省略是必要的。这本书是为现代建造者写的——那些能接触到当今乐高套装的人，但也包含一些对老套装有历史爱好者的内容。如果你是重新发现乐高搭建乐趣的成年人，你会在这些页面中找到很多帮助和灵感。

我鼓励你自己探索我在本书中不得不省略的主题。这些主要包括乐高科技发展历史上的各种死胡同和一些极其专业的现代元素。乐高MINDSTORMS和NXT套件几乎没有提及，因为有很多其他书籍专门介绍它们。

与其给你完整乐高模型的搭建说明，本指南试图让你装备好，进行自己的乐高科技冒险。它通过介绍乐高结构工作的原理，并向你展示零件机构，比如变速箱或悬挂系统，然后你可以将它们融入你自己独特的创作中。乐高套装通常为你提供完整的说明，不解释工作原理。我决定采取相反的方法。我坚信玩乐高就是释放你自己的创造力，而不是跟随说明。

请不要将本书中的任何结构视为最终或明确的设计。总有调整和改进的空间：事实上，本指南中展示的一些结构故意使用基本乐高零件，帮助那些尝试用有限乐高资源搭建的人。如果你有幸拥有更新、更复杂的零件，不要犹豫，尝试升级改造。如果你收藏不多，记住创造性思维可以克服几乎任何限制。

本指南使用BrickLink的零件编号、零件名称和颜色名称。我决定依赖BrickLink (http://www.bricklink.com/)，不仅因为它是最大最准确的零件数据库，还因为它的零件目录事实上就是市场。无论你住在哪里，只需点击几下就可以买到你找到的任何零件。

我最真诚的愿望是这本书不辜负你的期望。但记住，它只给你工具去探索——剩下的由你自己提供。创造新东西，看到它按照你的意图工作，这比搭建即使是最酷的乐高发布套装更有回报。享受创造吧。

作者介绍

致谢

在写这本书的时候，我有幸得到了乐高粉丝社区无私和坚定不移的支持。许多杰出的创作者帮助和专业知识改进了这本书。最重要的是，我要感谢Eric “Blakbird” Albrecht耐心纠正我，他的洞见和精辟的评论，完全可以写成另一本书。我还要感谢Philippe “Philo” Hurbain，他多次帮助我，他庞大的（免费）作品对任何乐高科技建造者来说都是无价之宝。我相信，如果没有Fernando “Conchas” Correia和他的TechnicBRICKs博客，我永远没有机会写这本书，他多次展示我的作品，让我获得认可，并与全球社区联系。

感谢我的父母，20多年前开始这一切，为他们的孩子选择了最好的玩具，甚至从未模糊地想到这最终会走向何方。

感谢许多启发我、帮助我或以某种方式为本书做出贡献的才华横溢的建造者，包括Paul “Crowkillers” Boratko, Jetro de Château, Jennifer Clark, Kris Kelvin, Arjan “Konajra” Kotte, Peer “Mahjqa” Kreuger, Erik Leppen, David Luders, Marek “M_Longer” Markiewicz, Emil “Emilus” Oklinski, Marcin “Mrutek” Rutkowski, Ingmar Spijkhoven, and Maciej “dmac” Szymanski。

我也感谢波兰乐高社区LUGPol，无论好坏都一直支持我；成为许多令人敬畏的鼓舞人心的建造者、人物和创作的家园；总是推动我更加努力；向我展示乐高技术产品线之外，还有整个乐高世界。

特别感谢乐高集团的Monica Pedersen和Gaute Munch，他们让我看到即使是大公司也可以有非常人性化的一面。

我还要感谢No Starch Press团队的Tyler Ortman、Alison Law等人，感谢他们对一位未经考验的作者和富有挑战性的计划给予信任。

最后但同样重要的是，我要感谢多年来一直关注我作品的许多人，通过交流、建议和挑战表达他们的兴趣。我希望这本书对你来说就像你的支持对我一样有收获。

第一部分：基础概念

本章解释我们将要探索的基本概念。请注意，它的目标是严格实用的知识。它的目标是让你熟悉搭建工作乐高机械装置涉及的物理定律，而不是涵盖执业工程师或物理学家需要知道的一切。让我们开始吧。

速度

速度描述物体移动的快慢。当你想到速度时，你可能会想到车辆在一定时间单位内行驶的距离。我们称之为线速度，我们将用公里/小时（kph）来测量。

但还有另一种速度，叫做转速，它告诉我们物体旋转有多快。我们需要了解转速，因为大多数乐高机械装置由旋转的轴驱动，轴的旋转运动通过车轮或坦克履带转化为车辆的线速度。转速以每分钟转数（RPM）来测量。不同类型的乐高电机提供不同的RPM，从不到20 RPM到超过1,000 RPM。

扭矩

扭矩描述作用在物体上的转动力。例如，当乐高电机驱动轴时，它就在对轴施加扭矩。电机施加的扭矩越大，旋转越强，需要越大阻力才能 stopping 电机。例如，一个有足够扭矩驱动1公斤车辆的电机，尝试驱动2公斤车辆时可能会停下来。

在乐高科技中，乐高电机的扭矩可以用牛顿厘米（N•cm）单位测量。电机的扭矩对于给定的电源是恒定的：例如，最弱的乐高电机提供0.5 N•cm的扭矩，而最强的提供16.7 N•cm。手动驱动机构情况不同——扭矩量可变，取决于你施加的体力。

理解扭矩对于理解电机及其驱动机构的能力以及乐高零件的极限至关重要。高扭矩产生的压力会损坏和摧毁乐高零件。我们将在第11章学习如何防止这种损坏。更重要的是，我们将探讨扭矩和转速之间的关系。

功率

在本书中，功率指的是机械功率，即扭矩和转速的乘积。所以扭矩乘以转速得到机械功率，通常以瓦特（W）测量。乐高电机根据类型提供不同程度的功率，从0.021 W到2.38 W。虽然功率这个概念相当复杂，但我们主要用它来快速表示”扭矩和转速在一起”。

特定乐高电机的功率受其电源电压（即电池）影响。大多数现代乐高电机设计为9V供电。虽然它们可以在较低电压下以较低功率运行，但较高电压会损坏它们。

摩擦力

当两个或多个表面接触并相互滑动时，摩擦力是阻碍它们运动的力。每当两个乐高零件以不同速度接触和移动时，你都会看到摩擦力。这意味着每个乐高机械都受到摩擦力的影响，当我们驱动机械时必须克服它。摩擦力消散了我们施加到系统的一些输入力，从而降低了扭矩和速度。

当零件更用力压在一起时，摩擦力会增加，摩擦力也取决于表面类型：光滑、坚硬的表面比粗糙、柔软的表面产生更少的摩擦。可以用油等润滑介质分开表面可以减少摩擦。

搭建乐高机械时，一些值得注意的摩擦点发生在两个啮合齿轮之间，旋转轴和容纳它的带孔零件之间，以及轮子和它们滚动的表面之间。大量摩擦来自大量运动部件，会使机械失效，并磨损甚至损坏乐高零件。（当然，摩擦力也存在于静态、不移动的乐高零件连接中，这就是它们粘在一起的原因。

牵引力

牵引力也称为抓地力，描述两个表面在打滑前能产生的最大摩擦力。我们在讨论轮胎时会使用这个术语——牵引力好的轮胎不像牵引力差的轮胎那样容易在表面打滑。

牵引力主要取决于轮胎的硬度、形状以及轮胎的材质。例如，橡胶轮胎总是比实心塑料轮子有更好的牵引力，因为与硬塑料相比，橡胶柔软粘性更好。差异源于轮胎轮廓和胎面类型的形状差异。当轮胎接触更大面积的路面，牵引力就更好，轮胎的轮廓和胎面决定了给定类型表面接触面积。

轮胎1

图1-1：平轮廓小胎纹轮胎（左）比圆轮廓大胎纹轮胎（右）与平面接触更好。

另一方面，圆轮廓大胎纹轮胎在不规则、松散或泥泞的表面接触更好。这就是为什么第一种类型常见于为道路设计的跑车，而后一种类型常见于为越野设计的越野车。最后，轮胎宽度也很重要，因为较宽的轮胎可以接触更大面积的表面。

在大多数情况下，你希望轮胎提供尽可能多的牵引力。一个例外是当你想要轮胎打滑时，例如让你的车辆漂移。乐高8366超音速遥控套装配有两套后轮：一套橡胶轮胎用于常规驾驶，一套实心塑料用于漂移。

滚动阻力

滚动阻力描述物体在表面滚动产生的阻力，对轮子特别重要。实心车轮滚动阻力相似，但对于带轮胎的轮子，滚动阻力因轮胎特性差异很大。

柔软宽阔的轮胎，如图1-2所示，比坚硬狭窄的轮胎产生更大的滚动阻力。阻力还取决于车辆重量，因为重量使轮胎变形，增加滚动阻力。最后，车轮接触的表面类型也影响阻力。光滑、平坦、坚硬的表面——比如沥青或玻璃——降低滚动阻力，而松散、泥泞、柔软粘性的表面——比如沙子、泥巴或草地——增加滚动阻力。

轮胎2

图1-2：典型的越野轮胎，柔软突出，滚动阻力特别高。

Backlash（间隙）

Backlash 描述啮合部件之间的间隙，例如两个齿轮之间，如图1-3所示。实际上每个乐高科技连接都有一些间隙，过多的间隙是非常不理想的。当你启动、停止或反转一个机构时，间隙会在输入和输出之间产生运动的延迟。高间隙导致更长的延迟，使整个机构不准确和迟钝。

在搭建时，请记住许多运动部件的间隙会叠加，这意味着它在整个机构中累积。因此，有四个齿轮的机构比有两个齿轮的机构有更多的间隙。减少间隙的一种方法是让你的机构尽可能简单，另一种是用低间隙部件替换高间隙部件，例如气缸（见第9章）或线性致动器（见第13章）。

图1-3：Backlash，以两个啮合齿轮牙齿之间的间隙形式存在，对8齿齿轮来说特别大。

效率

效率描述我们施加到机构的功率有多少被实际使用，有多少以摩擦形式散失。通常以百分比表示：例如，50%的效率意味着机构有效地使用了传递给它的一半功率，另一半损失了。

在乐高机构中，效率通常很低，因为乐高零件很简单，缺乏旨在降低摩擦的精密机械解决方案，如轴承。很难准确测量任何乐高机构的效率。相反，我们应该专注于保持尽可能低的摩擦。

提高效率的唯一方法是减少机构中的摩擦，而减少摩擦的最简单方法是限制运动部件的数量。重量也是一个重要因素，因为重的运动部件比轻的产生更多摩擦；尺寸也是一个因素，因为较大的部件更重。一般来说，机构越简单、越轻，效率越高。

车辆概念

至此，我们应该对适用于各种搭建的基本物理和工程概念有了很好的理解。接下来我们将关注与车辆相关的问题。由于车辆构成了乐高科技套装和自定义搭建的绝大多数，我们将在整本书中引用这些概念。

传动轴 (Driveshaft)

传动轴是一个机械部件，通常是一根轴，将动力从电机传递到机构。它连接——有时不是直接连接——两个部件：一个产生动力，另一个接收动力。例如，典型的汽车有一个传动轴，将变速箱连接到一个或两个车轴。换句话说，传动轴间接地通过变速箱将发动机连接到接收机构（在这种情况下是车轮）。

传动轴还可以结合万向节或可伸缩部分，如图1-4所示。这些结合的部件允许动力输入和接收机构之间的对齐和距离变化。

传动系统 (Drivetrain)

传动系统，也叫动力总成，是在车辆中产生和传递动力的一组部件。这组部件通常包括电机、变速箱、传动轴、车轴和最终驱动（车轮、履带或螺旋桨）。虽然传动系统中间的部件可能不同——例如，可能没有变速箱——但传动系统的两端保持不变：一端是驱动电机（或多个电机），另一端是最终驱动。

传动线 (Driveline)

传动线指示三个最终部件：传动轴、车轴和最终驱动。换句话说，传动线是传动系统减去电机和变速箱。如果考虑一辆普通自行车，传动系统将包括骑自行车的人（充当电机）、踏板、齿轮、链条和后轮作为最终驱动。另一方面，传动线只包括链条和后轮。

转向角 (Steering Lock)

在本书中讨论转向角时，我们不是指放在方向盘上防止盗窃的物理锁。转向角是最大转向角度——即转向轴上车轮可以转到的最大角度。通常转向角越大越好，因为它允许车辆进行更紧凑的转弯。然而，非常大的转向角可能是不理想的，因为它使车辆的方向能够非常快速地改变，使车辆不太稳定，并对转向系统的部分部件施加显著应力。

转弯半径 (Turning Radius)

转弯半径，也称为转弯圆，是车辆能做的最小U型转弯的半径。请注意，车辆的车身经常悬垂于车轮之上，转弯半径可以包括其车架（墙到墙转弯半径）测量，或不包括车架，只考虑车轮（路缘到路缘转弯半径）。

转弯半径受几个因素影响，包括最大转向角、轴距和转向轴的数量。这个半径越小，对车辆越好，因为它可以在更紧凑的空间内机动。请注意，某些车辆，如坦克和其他履带车辆，可以原地转弯，意味着它们的转弯半径为零。

图1-4：可伸缩传动轴部分，由两根轴和三个楔形皮带轮（灰色薄盘）和另外三根内部轴组成。三根轴将旋转传递给所有盘，这些轴能够在右侧的单个盘内滑动，即使在旋转时也能有效改变传动轴的长度。

图1-5：我的 reach stacker 模型有一个后轴（右），具有特别大的转向角，就像真实车辆一样。reach stacker 设计用于在港口装载区域堆放集装箱，需要在有限空间内机动。

FWD、RWD、4x4、4WD 和 AWD

FWD、RWD、4x4、4WD和AWD是 referring 车辆中驱动轴排列的缩写。例如，只有前轴驱动的汽车具有FWD（前轮驱动），只有后轴驱动的汽车具有RWD（后轮驱动）。

4x4车辆是四个车轮都被驱动的汽车。对于乐高4x4车辆，我们处理的是所谓的4WD（四轮驱动），其中电机的功率平均分配给所有车轮。真实的4x4车辆还可以有AWD（全轮驱动），其中功率分配由电子组件根据驾驶条件不断调整——这用乐高零件极难实现。

请注意，可以在4x4描述中添加第三个数字。例如，SUV或吉普车是4x4x2，意思是四个车轮总计，四个车轮驱动，两个车轮转向。这种描述对于多轴车辆特别重要，如移动起重机和装甲运兵车，它们有许多轴驱动和转向。例如，许多小型装甲运兵车是6x6x4，代表六个车轮，全部驱动，其中四个转向。

重量分布

重量分布，特别是车辆是前重还是后重，可以极大地影响车辆的性能。

重量分布主要影响牵引力从而影响操控性。想象一辆有两个轴的车：前面一个转向，后面一个驱动。如果这辆车更前重，它将有更好的转向牵引力，因为前轮上有更多重量。如果这辆车更后重，它将有更好的加速性，因为后轮上有更多重量时牵引力更好。

在四轮车辆中，重量分布描述为 number:number 或 number/number。例如，40:60的重量分布意味着车辆重量的40%在前轴上，60%在后轴上。在4WD越野车中，50:50的重量分布被认为是理想的，而高性能赛车由于中央发动机通常有更多重量在后面。

重量分布对履带车辆也很重要。由于履带在光滑表面上牵引力差，重量分布显著影响履带车辆的转弯和攀爬障碍物的方式。例如，前重的履带车辆将无法原地转弯，因为其旋转中心会被前移。但这种类型的车辆在爬坡方面会很好，因为其前端有更好的牵引力。

重心

重心是物体重量分布的中心点。它可以位于物体的实际中心——例如实心球的情况——或其他地方。重心的位置决定了物体翻倒的可能性，重心高的物体比重心低的物体更容易翻倒。换句话说，低重心使物体更稳定。

对于乐高车辆，重心受车辆最重部件（如电池盒）位置的极大影响，它应该始终尽可能低。这就是为什么越野车建造者总是尝试将电池盒放在底盘低处的原因。

离地间隙

离地间隙，也叫行驶高度或简称间隙，是底盘底部与车辆所站立的平坦水平面之间的距离。它决定了车辆能够驶过多高的障碍物而不会刮到底盘，如图1-6所示。离地间隙主要取决于悬挂系统。

高离地间隙允许车辆通过更大的障碍物，但由于更高的重心使车辆更高且不太稳定。低离地间隙提高稳定性但降低了在崎岖地形上行驶的能力。因此，高离地间隙是越野车的典型特征，而低离地间隙在跑车中很常见，因为它们设计用于平坦道路并受益于良好的稳定性，这使它们能够以更高速度转弯。

图1-6：绿色箭头指示这辆简单 buggy 的离地间隙。注意离地间隙通常在从前面或后面看到的车辆中心测量，因为这部分最可能接触障碍物。

基本单位与零件

乐高模型和砖块使用一个叫做凸点 (stud) 的特殊单位来测量，而不是英寸或厘米。一个凸点等于最小砖块的宽度，即8mm。我们甚至将用凸点来测量不是砖块的乐高零件，如减震器和轴。

当省略乐高零件的测量单位时，你可以安全地假设它是凸点——例如，1x1 砖块、2x2 光面板等等。

注意：你可能还会看到凸点被称为其他名称，如 module、dot 或 FLU（fundamental LEGO unit）。字母 L 被用来表示以凸点为单位的长度。例如，一个 6.5L 减震器是6.5个凸点长。

乐高建造者通常用砖块或光面板的高度来测量他们的创作的高度。例如，我们说某个东西是一块砖高或一块板高。注意，一块砖高等于9.6mm，比一个凸点略高。

图2-1：1x1 砖块宽8mm，高9.6mm。

如图2-2所示，乐高光面板只有砖块三分之一高，意味着三块堆叠的光面板与一块砖块高度相同。

图2-2：一块乐高砖块（左）与三块堆叠的乐高光面板（右）高度相同。

注意：砖块顶部的圆形凸点或stud的高度不包括在其高度中，因为它完全隐藏在上面的砖块内部。相反，我们只从角到角测量砖块的高度。

科技砖 (Technic Brick)

与经典乐高系统一样，科技系统中的基本构建块是砖块。如图2-3所示，科技砖有些不同。它们有空心凸点，使它们更难分离，更适合重型使用。大多数科技砖还在凸点之间有居中的销孔：1x2砖块有一个孔，1x4砖块有三个孔，依此类推。科技零件中的孔对乐高科技搭建系统至关重要，因为它们允许你用销连接零件或让轴穿过它们。

图2-3：普通1x2砖块（左）有实心凸点和侧面，而科技1x2砖块（右）有空心凸点和中心孔。

虽然大多数科技砖中的孔位于凸点之间的中心，但你会发现1x1和1x2科技砖的变体，其孔与凸点对齐。当凸点与孔对齐时，孔的数量和凸点的数量相等。这种排列对于紧密排列销和轴的紧凑搭建很有用，这些零件也可以用来按半个凸点对齐零件。

图2-4：一些科技砖有与凸点对齐的孔。

科技砖中有两种类型的孔：圆形销孔和X形轴孔。观察任何乐高轴的形状，这些孔的用途应该很明显：插入销孔的轴可以旋转，但轴孔中的轴不能旋转。（注意，只有1x2科技砖有轴孔。）

销 (Pins)

销对于使用科技系统搭建至关重要，因为它们将砖块和梁保持在一起。销是一个小连接器，进入销孔或轴孔以连接两个或多个相邻零件。销在长度、形状以及摩擦程度方面各不相同。虽然简单，但销对于将科技搭建保持在一起是不可或缺的。最大的科技套装可以包含几百个销。它们真的那么重要！

与轴一样，销可以在销孔或轴孔中使用。与轴不同，每个销都有一个凸缘，使其不可能被完全推过孔。例如，最基本的销是2个凸点长，每一端可以被推入1个凸点深度，但不能更深。长销是3个凸点长，一端可以被推入1个凸点深度，另一端可以被推入2个凸点深度。销上的凸缘使砖块保持在一起，销孔的形状适应它们。

图2-6：最常见的科技销（从左到右：销、轴销、长销、四分之三销、半销）

图2-7：销孔（从左到右：空销孔、两个从相反方向插入销的销孔、两个从相反方向插入长销的销孔）

一些销有两种变体：一种可以在销孔内自由旋转，另一种需要一些力。后一种称为带摩擦的销或摩擦销。不同类型的销有不同的颜色。

无论什么颜色，你应该能够通过其脊状外观和行为来识别摩擦销。图2-8展示了各种最常见的销。

图2-8：常见销的集合

销：普通（浅灰色）；摩擦变体（黑色）
轴销：普通（棕褐色，以前浅灰色）；摩擦变体（蓝色）
长销：普通（棕褐色，以前浅灰色）；摩擦变体（蓝色，以前黑色）
四分之三销：普通（深灰色）；无摩擦变体
半销：普通（蓝色，以前浅灰色）；无摩擦变体

现在你已经了解了最常见的科技销，让我们看看一些不太常见的。图2-9展示了专业销的集合。在大多数情况下，它们是基本销的变体，经过修改以适应特定任务。

图2-9：专业销的集合

带2L杆的半销：普通（浅灰色）；无摩擦变体。这个销结合了一个普通半销和一个2L轴杆，与普通乐高天线或杆的厚度相同。乐高天线或杆可以放在乐高小人仔的手中或插入科技砖的空心凸点中。
带销孔的长销：普通（浅灰色、黑色或红色）；无摩擦变体。
带止挡衬套的长销：无普通变体；摩擦变体有多种颜色。这个销可以像普通2L摩擦销一样使用，但它的衬套使其可以轻松拉出。
带牵引球销：摩擦变体（黑色）。这个销通常用作乐高连接杆的安装点。

图2-10：乐高小人仔手中拿着杆（绿色）和天线（黑色）。

图2-11：两个牵引球可以连接，例如连接悬挂系统中相对移动的部件。

带牵引球的轴销：这是普通带牵引球销的变体；有浅灰色。

梁 (Beams) — 无凸点的替代方案

除了砖块，科技系统还包含称为梁或 liftarms 的零件。如图2-12所示，梁就像砖块简化为只有销孔。它们有各种尺寸和形状，一些梁甚至包括轴孔。

图2-12：1x4 科技砖（左）和 1x3 科技梁（右）

因为它们顶部没有普通的乐高凸点，梁被称为无凸点 (studless)，而砖块和光面板被称为有凸点 (studfull) 零件。相同的名称——无凸点和有凸点——也应用于主要使用一种类型零件的搭建。例如，你可以用有凸点的车身和无凸点的底盘来搭建汽车。

许多无凸点零件有复杂的形状，在有凸点零件中没有对应的。

图2-13：复杂的无凸点形状

虽然砖块的高宽比为6:5，但梁保持7:8的比例。一个简单的梁可以长达15个凸点，但它总是1个凸点（8mm）宽和7mm高。

图2-14：砖块（左）和梁（右）高度不同。

注意，有凸点零件可以使用销孔连接到无凸点零件。

无凸点零件是对称的：它们的顶部和底部是相同的，这使得它们比砖块更通用。用砖块搭建时，砖块和凸点的方向很重要；用梁搭建时则不然。

图2-15：使用梁的搭建（左）和使用砖块的搭建（右）的比较

考虑一下用六个1x5梁用销连接成的块是对称的：无论你旋转90、180还是270度，它看起来都一样。相比之下，用四个1x6砖块用销连接的块是不对称的。旋转它会改变砖块和凸点的方向，影响你可以在其上搭建的方式。

无凸点零件几乎将有凸点零件从乐高科技套装中淘汰，使得使用砖块和光面板作为高度测量的方式过时了。在测量方面，无凸点零件提供了优势，因为它们与方向无关；因此，无论你将它们垂直还是水平放置都无关紧要。

用科技术语来说，通常用凸点表示高度，并使用科技砖和梁中孔之间的距离来测量高度。注意，这两个距离可以使用光面板对齐。如图2-16所示，两个间隔两块板隔开的砖块，其销孔之间恰好有3个凸点的距离。

图2-16：无凸点和有凸点零件对齐的基本规则：两块间隔两块板的砖块的孔之间恰好相距3个凸点。

这个技巧展示了砖块和光面板如何以规则的间隔重复以与梁对齐。例如，为了在它们的销孔之间有5个凸点的距离，两块砖块需要被七块板、一块砖加四块板、或两块砖加一块板隔开（因为一块砖高三块板）。

图2-17：更多无凸点和有凸点零件对齐的例子

单个凸点的高度与单个砖块的高度之差使得6块堆叠的砖块恰好7个凸点高，如图2-18所示。这个关系是重复的：11块堆叠的砖块是13个凸点高，依此类推。

图2-18：一旦将砖块连接到垂直梁上，下一次连接可以每5块堆叠砖块进行一次。

图2-19：各种半凸点厚的零件

半凸点作为最小搭建单位

虽然乐高世界中的基本搭建单位是一个凸点，但有些零件更小。例如，光面板只有三分之一凸点高，有些梁只有二分之一凸点厚。无凸点零件中半凸点厚的通常包括大量轴孔，这使得它们在创建复杂形状的刚性结构时非常有用。

使用这些零件，可以将半凸点用作最小单位，这在将无凸点结构（通常奇数尺寸）与有凸点结构（通常偶数尺寸）结合时非常方便。半凸点厚零件中的销孔不能很好地适应普通销，但四分之三销完美适合。

图2-20：在所有科技销中，四分之三销最适合固定半凸点厚的零件。 图2-21：从左到右：半销、四分之三销和普通销用于固定半凸点厚的梁。

用半凸点搭建的两个技巧

当用乐高砖块搭建时，你不必使用单个凸点作为最小单位：两种技术允许乐高砖块偏移半凸点。一种技术使用跳板 (jumper plate)，一个顶部有单个居中凸点的1x2光面板，将砖块放置偏移半凸点。另一种技术使用科技销：通过将销的一端插入带孔的1x2科技砖，另一端插入带孔的1x1科技砖，可以实现半凸点偏移对齐。

图2-22：使用跳板将砖块偏移半凸点

图2-23：使用科技销将砖块偏移半凸点

无凸点还是有凸点？(Studless or Studfull?)

在第2章中我们初步了解了两种乐高搭建风格之间的差异：无凸点（使用梁）和有凸点（使用砖块和光面板）。这两种风格有显著不同，各有优势。两种风格也可以结合使用，以在单一搭建中利用两种技术的最佳品质。事实上，今天大多数乐高科技套装和 MOC（My Own Creations，建造者用于自定义模型的术语）使用两种方法的组合，而不是纯粹的无凸点或有凸点搭建技术。

成功的建造者知道哪种组合对特定搭建最有效，哪种风格应该作为基础，另一种风格应该在多大程度上被纳入。我们将在本章讨论这些问题。

乐高的演变

整个乐高搭建系统最初是100%有凸点的。第一批无凸点零件出现在乐高科技产品线已经相当发达之后，最初只是补充有凸点风格，而不是形成一种新风格。但随着科技套装的演变，无凸点零件变得非常流行，有凸点零件几乎完全被淘汰。

今天，大多数科技套装是无凸点的，有凸点零件用于在已经机械功能完整且稳固的搭建上添加某些细节。当你考虑到大多数新的专用零件（如电机、气动开关、转盘和致动器）专门设计为适合无凸点风格而非有凸点风格时，很明显无凸点零件对科技产品线至关重要。

但我不应该完全放弃有凸点零件。许多业余科技建造者不遵循乐高集团的教义，他们继续发布主要是有凸点的MOC，既非常功能化又好看。

图3-1：我的 Monster Truck 模型采用了现代乐高科技套装的方法：几乎完全无凸点，有凸点零件仅用于细节，如格栅。

图3-2：我的 Kenworth Road Train 模型外面看起来完全有凸点，尽管包含一系列 Mindstorms NXT 元素，这些元素最适合无凸点结构。

有凸点搭建

科技砖和普通光面板是有凸点风格的基础。科技砖与普通乐高砖块不同，它们有空心凸点和稍厚的内部杆。

图3-3：普通乐高砖块（红色）和乐高科技砖块（黄色）的并排比较

由于其改进的设计，科技砖在受到侧向压力时不太可能分开。为了使你的设计抵抗高扭矩，你需要用销和其他零件锁定你的有凸点砖块。无凸点梁比有凸点科技砖更节省空间。

加固有凸点搭建

当你添加额外的零件来保持一组乐高零件在一起时，你在加固它们。科技砖通常与光面板结合使用以允许垂直加固。砖块-两块板-砖块的组合用于确保砖块及其销孔的正确垂直间距，以允许用垂直零件进行加固。角板和铰链板允许垂直连接或角度连接。

图3-4：两个1x6科技砖被垂直锁定以防止在齿轮上施加高扭矩时分开。无凸点锁定零件（左）使用的空间与有凸点的（右）相比非常小，在两块砖的顶部和底部留出了放板的空间，并允许使用更大的齿轮。

图3-5：砖块-两块板-砖块组合确保砖块之间的间距允许垂直连接。

图3-6：即使红色砖块没有直接加固，它也被L形角板牢固地保持在原位。

图3-7：两个加固的铰链板固定红色科技砖，同时允许它设置在任何角度。

使用光面板作为间隔物的缺点是：与相同尺寸的完全无凸点结构相比，它减少了销孔的数量。因此，有凸点结构可以容纳更少的轴和需要销孔的其他零件。

图3-8：这些叠加图像显示，砖块和光面板的组合（黄色）不仅比无凸点梁的组合（红色）允许更少的销孔——6个对9个——而且占据的空间也明显更大。

总的来说，有凸点搭建比无凸点的更大更重，内部结构密度较低。它们通常需要加固，但 resulting 结构非常刚性。由于不对称性，它们是方向相关的，这意味着凸点面对的方向影响零件之间可能的组合数量。

此外，有凸点搭建不太适合垂直零件；例如，垂直轴很难在有凸点结构中牢固固定。

有凸点的优势

一般来说，有凸点搭建：

容易水平组合
容易与非科技零件组合，因此更适合创意设计
能够形成非常刚性的搭建，具有坚固的水平连接
能够使用多种光面板进行多角度连接
能够创建保持零件相对方向的刚性连接

有凸点的缺点

需要加固以防止扭矩下的垂直分离
销孔分布密度较低，导致搭建更大
不对称，方向影响组合的难易程度
不适合大多数现代专用零件（如电机和致动器）
不适合垂直零件（如轴和齿轮）
比无凸点零件更大更重

无凸点搭建

无凸点风格由用销连接的梁以及各种专用连接器组成。梁是对称的，可以以任何方向组合，允许真正的三维搭建。在大多数情况下，梁用普通科技销连接，但一些无凸点连接器带有集成销。

图3-9：这个由用销和衬套连接的无凸点框架组成的结构是对称的，没有确定的上或下。与有凸点结构不同，轴可以从任何方向插入。

图3-10：虽然大多数无凸点连接器只有销孔和轴孔（黄色），但有些带有集成销（红色）。

创建刚性无凸点连接

连接后，无凸点零件比砖块和光面板更难分离，但这不一定意味着它们是刚性的。由于销是圆形的，用单个销连接的任何两个无凸点零件都可以相对摆动。使用带摩擦的销可以使这种摆动不太可能发生，但使用两个或更多销进行每个连接可以确保真正刚性和静态的连接。

使用刚性连接的优点是，刚性的无凸点结构通常在添加轴和齿轮时不需要额外的加固，因为其零件在扭矩下保持原位。轴孔可以用来轻松创建刚性连接。

图3-11：无凸点零件之间非刚性（左）和刚性（右）连接的比较。

图3-12：由刚性连接保持在一起的零件在施加扭矩时通常不需要额外加固。这四个零件由于它们的刚性连接而作为一个整体。

图3-13：当两个无凸点零件有轴孔时，单根轴就足够在它们之间创建刚性连接。

图3-14：只有两种零件（浅灰色）允许你轻松在同一水平面的垂直梁之间创建刚性连接。

梁比砖块更小更轻，但也更弹性。长梁因此比长砖块更有可能在载荷下弯曲甚至屈曲，使得创建大型刚性无凸点结构更困难，需要更复杂的连接。

学会主要用无凸点零件搭建可以让你建造更强、更坚固、更紧凑的结构；因此，无凸点 MOC 通常比有凸点的功能性更强、更小、更轻。

图3-16：我的 Ford GT40 模型有完全无凸点的车身。它结合了梁、面板和柔性轴来重现原车的流畅线条。无凸点零件可以创建用砖块不可能实现的形状。

图3-15：我用无凸点零件连接了这个变速箱。因此这个搭建需要我提前规划哪些销孔用轴、哪些用销。

无凸点的优势

可以在任何方向轻松组合，允许三维搭建
容易与大多数现代科技零件组合（如电机和致动器）
更多销孔，使紧凑的搭建元件成为可能
很少需要额外加固（如果使用刚性连接）
比有凸点零件更小更轻

无凸点的缺点

刚性较差；最大的无凸点结构必须复杂（或加固）以保持刚性
较难与非科技零件组合
需要至少两个销来创建刚性连接；通常需要复杂形状的额外零件
不总是看起来像砖块那么好

结合两种风格

巧妙地结合两种风格可能是创建好看、高功能MOC的关键。

对于车辆模型，底盘和车身通常是独立的，我们可以利用这种独立性。例如，在有凸点底盘上加无凸点车身结果是非常坚固但轻的模型，在大规模搭建时很流行。另一方面，在无凸点底盘上加有凸点车身结果则是紧凑、好看且功能多的模型。

从科技套装中获取灵感

经典乐高套装在科技产品线演变为主要无凸点阶段之前巧妙地混合了两种风格。

图3-17：8850 Jeep 是最后一批完全有凸点的乐高科技套装之一。

图3-18：8480 Space Shuttle 套装用砖块和铰链板出色地建模了真实飞船的复杂形状。无凸点零件存在，但还没有占主导地位。

图3-19：8448 Super Street Sensation 套装是一款大型超级跑车，有凸点底盘上是无凸点车身。

图3-20：8466 4x4 Off-Roader 套装 features 另一款大型汽车模型，但这次只有底盘中心保持有凸点。

图3-21：8070 Super Car 套装可以说是8448的直接后裔。完全无凸点，底盘非常刚性。

图3-22：备受赞誉的8421 Mobile Crane 套装主要无凸点，但吊臂最重载部分使用了砖块和光面板组合。

图3-23：8285 Crane Truck 套装是创建刚性坚固无凸点重型车辆底盘的杰出成就。

图3-24：8043 Motorized Excavator 套装有使用无凸点面板创建的真实轮廓，但后部也使用了有凸点面板。

图3-25：一些乐高面板有令人惊喜的形状。8262 QuadBike 套装证明了这些面板可以有出色的美学效果。

图3-26：8263 Snow Groomer 套装使用多个有凸点零件作为驾驶舱细节。

图3-27：8048 Buggy 套装是仅使用无凸点零件创建小型、逼真车辆的绝佳例子。

虽然现代乐高科技套装只在必要时使用有凸点砖块，使得底盘和车身之间的区别相当微妙，但MOC可以做更具戏剧性的事情。你可以通过在无凸点底盘周围搭建有凸点车身，然后加入大量经典乐高砖块来创建出色的模型。许多成功的建造者完全放弃科技美学，而是使用任何适合他们需求的乐高零件使模型看起来尽可能逼真。这通常被称为 Model Team 方法。

图3-28：我的 Humvee 模型在有凸点车身下使用了混合底盘。

图3-29：我的 RG-35 4x4 MRAP 模型结合了完全无凸点的底盘和完全有凸点的车身。

图3-30：我的 Portal 游戏哨兵炮塔模型使用复杂的零件组合创建了蛋形机身。

图3-31：我的 Ford GT40 模型仅对车身和驾驶舱内部的细节使用有凸点零件。它缺少一些刚性，但重量只有2.35公斤，长度超过0.5米。

连接砖块和梁的方法

现在你已经从成功结合无凸点和有凸点零件的模型中获得了灵感，让我们考虑实际连接两者的实践方面。除了使用销连接零件，我们还可以使用半销像普通凸点一样工作。

图3-32：梁可以很容易地用销与砖块连接。

图3-33：当半销插入销孔时，它们的顶部就像凸点一样工作。

一些连接被认为是不正确的，因为它们以不等于整数凸点的方式对齐零件。

图3-34：无凸点零件的对称性允许可以朝多个方向增长的复杂连接。

图3-35：这个连接很坚固，但被认为是不正确的。砖块之间的销孔间距不等于整数凸点。

图3-36：Power Functions IR 接收器有板基座，容易连接有凸点零件。 图3-37：跳板（蓝色）可用于将 Power Functions 中型电机对齐到有凸点零件。

图3-38：Power Functions 开关容易连接有凸点零件，但与无凸点零件创建刚性连接更有挑战性。

偶数与奇数

最后的挑战是匹配两种风格的宽度。有凸点零件设计用于偶数间距（2、4、6等凸点），无凸点零件设计用于奇数间距（3、5、7等凸点）。这种差异在结合两种风格时带来困难。

一对半凸点宽的 liftarm 非常适合匹配单个凸点的宽度差异。其他为克服这个间距问题而设计的零件和连接器也有多种。

图3-42：用于将6凸点长的零件（红色）对齐到5凸点长结构（蓝色）中心的连接器

图3-40：专门为处理半凸点差异而创建的三种无凸点连接器

图3-41：用于将6凸点长的零件（红色）对齐到1凸点长零件（蓝色）中心的连接器 图3-43：两个连接器（黄色）的组合用于将6凸点长零件（红色）对齐到7凸点长结构（蓝色）的中心

图3-44：8436 Truck 套装，具有围绕4凸点宽差速器搭建的无凸点底盘，是结合偶数和奇数宽度结构的绝佳例子。

轴、衬套和接头

我们已经涵盖了大多数基本的乐高科技零件。本章讨论其他三种流行的零件：轴、衬套和万向节。虽然所有这些零件都可以用来传递驱动，它们也可以用作搭建中的结构零件。

轴

轴是乐高科技中最基本和最关键的零件之一。它们有一个非常特殊的性质：根据它们穿过的孔的形状，轴可以在其他零件内旋转或保持固定（同时锁定它们在一起）。

轴有两个基本任务：传递驱动和结构加固。第一个任务要求轴自由旋转并连接到电机，直接或通过齿轮、轴连接器或其他零件。加固任务要求轴相对于其他零件保持固定，这需要轴孔。仅用轴来固定其他零件在固定角度的情况并不少见。

图4-1：普通轴穿过两个科技砖：红色砖块有X形轴孔锁定轴，而绿色砖块有销孔允许轴自由旋转。

图4-2：一根5凸点长的轴连接五个其他零件。所有零件固定在轴上，仅轴本身将它们保持在固定角度。

也可以同时使用轴执行两个任务——轴可以通过零件传递驱动，同时保持其他零件锁定在它上面。

图4-3：一根5凸点长的轴用于在两个齿轮（黑色）之间保持两块砖（黄色）在一起。

轴有三类，各自适合不同的用途：标准轴、改装轴和柔性轴。

标准轴

标准轴有12种变体。最初只有偶数长度的轴，都是黑色的。奇数宽度轴后来被引入以适应无凸点系统；最初这些轴也是黑色的，但后来改为浅灰色以提供奇数和偶数长度之间的简单区分。

2L — 有凹槽便于拉出；主要为红色。3L — 主要为浅灰色。4L — 主要为黑色。5L — 主要为浅灰色。6L — 主要为黑色。7L — 主要为浅灰色。8L — 主要为黑色。9L — 仅浅灰色。10L — 主要为黑色。12L — 主要为黑色。16L — 仅白色，弹性明显更大。32L — 主要为黑色。

改装轴

改装轴分为两组：螺纹轴和带止挡的轴。螺纹轴是黑色的，有4L和10L变体，约1990年停止在乐高科技套装中使用。配合螺纹螺母使用，它们像螺栓一样固定零件。它们截面非常小，如果用来传递扭矩会断裂。

带止挡的轴较新，有许多实际应用。止挡不能穿过销孔或轴孔，可用于防止轴的不期望滑动。

3L — 有一种特殊止挡，以空心凸点结束，实际上使轴比3凸点略长。4L — 有标准平滑止挡。5.5L — 有中点止挡，位于一端1凸点处。8L — 与4L变体相同，只是更长。

图4-4：使用5.5L带止挡的轴

柔性轴

柔性轴，也叫软轴，由软材料制成，容易弯曲而不会损坏。它们很少有实际或结构用途。它们最常被用作装饰元素，弯曲形成各种拱形。它们的柔韧性使它们在乐高科技超级跑车中很流行，形成挡泥板、挡风玻璃边缘、保险杠、引擎盖和其他用其他乐高零件难以建模的弯曲元素。

图4-5：乐高8070 Super Car套装依赖柔性轴来建模车身的部件，如挡泥板和前保险杠边缘。

衬套 (Bushes)

乐高衬套也称为 bushings，是放在轴上的小零件，用于在两个或多个其他零件之间保持间距。它们还可以防止零件从轴上滑落或将轴保持在原位。它们有三个版本：半衬套（半凸点长）、衬套（1凸点长）和带长销衬套（3凸点长）。

图4-6：从左到右：半衬套、衬套和带长销的衬套

半衬套

半衬套是这一组中唯一有变体的零件。

带齿半衬套：第一变体，有完整的轴孔和16个小齿在一侧。边缘有凹槽，可作为乐高橡胶带的滑轮。带齿侧可以与多个其他乐高零件啮合：另一个带齿半衬套、带齿轴连接器或带齿16齿齿轮。16个齿，每个齿对应22.5度；这是我们可以改变两个啮合零件角度的最小值。由于需要很大力量才能使它在轴上移动，它在高负载应用中仍然很受欢迎。

图4-7：从左到右：带齿半衬套、带切口轴孔的带齿半衬套、带切口轴孔的光滑半衬套

图4-8：半衬套和楔形皮带轮都有乐高橡胶带的凹槽，可以用作滑轮。

图4-9：几个乐高零件可以与带齿半衬套啮合。

图4-10：通过在不同角度啮合两个半衬套，可以耦合两个开关。

图4-11：使用带齿半衬套固定轴的几个例子

图4-12：带齿半衬套作为锥齿轮工作。注意半衬套和相邻砖块之间的四分之一凸点间距。

带切口轴孔的带齿半衬套：第二变体，与第一版本相同，但轴孔部分被切出，使轴孔更大。这个修改使儿童更容易将半衬套从轴上取下和放上。

带切口轴孔的光滑半衬套：第三变体，是前一个版本的精确副本减去齿。齿没有被移除而是被填平以创建光滑侧面。这个变体是13年后引入的，今天仍在使用。

图4-13：半减小轴孔的半衬套

普通衬套

普通衬套是一个远不那么复杂的零件，只有一个变体。它可以用来固定轴或保持1凸点间距。它的一侧光滑，另一侧有四个小缺口。缺口适合乐高凸点，使衬套可以放在4凸点的中间，可以连接到2x2或更大的砖块和光面板。

图4-14：普通衬套和普通衬套连接到有凸点零件的两个例子

带长销的衬套

带长销的衬套是两个零件的组合：长销和普通衬套。一侧就像衬套，另一侧与带摩擦的长销相同。这个组合是为了官方乐高科技套装的便利而开发的。

图4-15：从左到右：带长销的衬套、普通衬套和普通长销

图4-16：带长销衬套的预期用途例子：将转盘锁定到5x7框架。

图3-17：另一个例子：允许卡车的驾驶舱升起、降回然后锁定在该位置。

万向节 (Universal Joints)

乐高万向节，也叫 u-joints 或 Cardan 接头，用于将旋转运动从一根轴以角度传递到另一根轴。它们由一个中心盘和四个凸点组成，位于两个铰链之间，每个铰链有两个凸点。

万向节的主要优点是它们可以沿一条线传递运动，就像弯曲的轴一样。此外，它们的角度可以随时改变，而不影响它们传递的速度或扭矩。它们唯一的缺点是，如果弯曲超过45度，会产生传递运动的波动，直到在90度时完全锁定。

万向节可以通过以下方式损坏：叉形部分（包围轴的部分）可以开裂，或十字盘上的凸点可以折断。第一种损坏可以用2x2圆形砖块或圆形板来防止。

万向节最初是4凸点长。然后在2008年，引入了新的3凸点长版本。新版本更适合无凸点结构，并使用比旧版本更强的材料生产。它的中心盘是实心的而不是空心的，凸点不太可能折断。

图4-18：万向节

图4-19：从左到右：直线万向节、45度弯曲万向节、90度弯曲万向节（无法旋转）

图4-20：用两个圆形板保护万向节免于开裂

图4-22：3凸点长万向节用于通过铰接点传递驱动

图4-21：4凸点长万向节（上）和较新的3凸点长变体（下）

图4-24：打开的球关节，万向节可见内部。万向节在球关节内部更有效，因为它受到结构应力的保护。

图4-23：完整的球关节包括两个零件，一个插入另一个。注意左侧浅灰色部分有足够大的框架容纳差速器。

齿轮与动力传递基础

为什么需要齿轮？

一个直观的答案是传递驱动——从电机到接收机构。虽然正确，但这不是完整的画面。齿轮的本质目的是转换功率输入的属性以适应我们的目的。传递驱动只是这个过程的副作用。

齿轮可以由各种输入驱动，从电机和手动曲柄到风力涡轮机和水车。我们先考虑电机驱动的齿轮，因为电机有恒定的、可测量的属性。

每个电机有一定的机械功率，由两个因素组成：转速和扭矩。使用齿轮，我们可以转换扭矩和速度。有两个非常重要但非常简单的规则：

用小齿轮驱动大齿轮增加扭矩但降低速度。这叫做减速 (gearing down)。
用大齿轮驱动小齿轮增加速度但降低扭矩。这叫做加速 (gearing up)。

图5-1：减速

图5-2：加速

速度和扭矩成反比：如果我们把速度降低两倍，扭矩就增加两倍。我们不能在不影响另一个的情况下转换一个属性。

驱动齿轮、从动齿轮和惰轮

考虑一个简单的齿轮动力传递示例。最接近动力输入（电机）的绿色齿轮称为驱动齿轮。从驱动齿轮接收驱动的红色齿轮称为从动齿轮。

每当有一对在不同轴上的啮合齿轮时，一个是驱动齿轮，另一个是从动齿轮。齿轮旋转时，其上的轴也旋转。

除了驱动和从动齿轮，我们还有惰轮。如果有一系列啮合的齿轮，第一个是驱动齿轮，最后一个是从动齿轮。中间的所有齿轮都是惰轮，因为它们的效果就像不存在一样——它们不影响扭矩和速度如何转换。

图5-3：驱动和从动齿轮。

图5-4：差速器有一个绿色输入轴但两个红色输出轴。

图5-5：三个逐个啮合的齿轮，惰轮为灰色。

图5-6：中间齿轮是惰轮——两者 mounted 在同一轴上，大小完全相同。

图5-7：中间齿轮不是惰轮——两者 mounted 在同一轴上，但大小不同，影响了扭矩和速度的转换。

图5-8：所有中间齿轮都是惰轮，不影响驱动和从动齿轮之间的扭矩和速度转换。

齿轮比

齿轮比是两个交互齿轮的齿数关系。齿轮比定义为：从动齿轮齿数 : 驱动齿轮齿数。

例如，如果我们用8齿齿轮驱动24齿齿轮，齿轮比是24:8，化简后为3:1。这意味着驱动齿轮三转产生从动齿轮一转。

如果齿轮比的第一个数字大于第二个（如3:1），我们在减速。如果第一个数字小于第二个（如0.6:1），我们在加速。如果是1:1，速度和扭矩保持不变。

对于蜗轮，计算更简单：从动齿轮齿数 : 1。因为蜗轮每转一圈只旋转从动齿轮一个齿。

效率与齿轮

每个齿轮都有重量并产生必须克服的摩擦。齿轮效率的基本规则：

使用的齿轮越少越好
使用的齿轮越小越好

蜗轮极高的减速比以效率为代价。一些来源估计蜗轮由于高摩擦损失几乎三分之一的电机功率。蜗轮会变热，这就是为什么它们不能用作从动齿轮的原因。

间隙与齿轮

对于乐高齿轮，间隙是两个相邻齿轮啮合齿之间的自由空间。基本规则：

旧型齿轮产生比新型锥齿轮大得多的间隙
齿轮越小，间隙越大
直接啮合齿轮的间隙会叠加

间隙在需要精度时成为问题——如转向机构、起重机、吊桥和转盘。避免间隙的最佳方法是使用气动或线性致动器。

蜗轮几乎不产生间隙（除了它可以在轴上滑动一点），但机制中仍有从动齿轮的间隙。

控制旋转方向

当齿轮直接啮合时，驱动齿轮影响从动齿轮的旋转方向。平行系列中的规则：偶数齿轮（2、4、6…）时从动齿轮反向旋转；奇数齿轮（3、5、7…）时从动齿轮同向旋转。

图5-9：偶数啮合齿轮（左）和奇数啮合齿轮（右）

图5-10：4x4 传动系统中差速器和锥齿轮的正确方向

齿轮清单

蜗轮 (Worm Gear)

这个特殊齿轮有独特的性质：

不可能用任何其他齿轮驱动蜗轮；蜗轮只能用作驱动齿轮，绝不能用作从动齿轮。这对于需要提升某物并保持其提升的机构非常有用——蜗轮像锁一样工作，一旦停止就保持从动齿轮不动。
蜗轮对减速极其有用——每转一圈只旋转从动齿轮一个齿，大幅降低速度并增加扭矩。
蜗轮在旋转时有沿着自身轴滑动的趋势，通常需要用坚固的外壳阻止。

图5-11：乐高齿轮及其齿数的全览