如何齿轮工作

在任何齿轮上，比率是由齿轮中心到接触点的距离决定的。例如，在一个有两个齿轮的装置中，如果一个齿轮的直径是另一个的两倍，这个比例将是2:1。

我们能看到的最原始的齿轮类型之一是一个带有木栓的轮子。

随着齿轮旋转，这种类型的齿轮的问题是从每个齿轮的中心到接触点的距离。这意味着齿轮比随着齿轮转动而变化，这意味着输出速度也会发生变化。如果您在汽车中使用这样的装备，则无法保持速度不可能 - 您将不断加速和减速。

许多现代齿轮使用特殊的牙齿型材称为渐．该配置文件具有保持两个齿轮之间的恒定速度比的非常重要的性质。就像上面的钉轮一样，接触点移动;但是渐开线齿轮的形状补偿了这种运动。看这个部分获取详细信息。

现在让我们看看一些不同类型的齿轮。

齿轮是最常见的齿轮类型。它们具有直齿，并安装在平行轴上。有时，立即使用许多正齿轮以产生非常大的齿轮换档。

正齿轮在许多设备中使用，你可以看到所有的HowStuffWorks，像电动螺丝起子那跳舞怪物那摆动喷水隆那卷绕闹钟那洗衣机和干衣机．但是你的车里不会找到很多人。

这是因为正齿轮可以真正响亮。每次齿轮齿啮合在另一齿轮上都会啮合，牙齿碰撞，这种冲击都会产生噪音。它还增加了齿轮齿上的压力。

为了减少齿轮的噪音和压力，你车中的大多数齿轮都是这样的螺旋．

牙齿上螺旋齿轮被切割在一个角度的齿轮的面。当斜齿轮系统上的两个齿啮合时，接触从齿的一端开始，随着齿轮的旋转逐渐扩展，直到两个齿完全啮合。

这种渐进的啮合使螺旋齿轮比螺旋齿轮更平滑，静静地运行。因此，几乎所有汽车都使用螺旋齿轮传输．

由于斜齿轮上的齿的角度，当它们啮合时，它们在齿轮上产生推力负荷。使用螺旋齿轮的设备有轴承这可以支持这种推力负荷。

关于螺旋齿轮的一个有趣的事情是，如果齿轮齿的角度是正确的，则它们可以安装在垂直轴上，将旋转角度调节90度。

照片礼貌艾默生电力传输公司 图4。交叉螺旋齿轮

锥齿轮当需要改变轴的旋转方向时是有用的。它们通常安装在分开90度的轴上，但也可以设计成在其他角度下工作。

锥齿轮上的齿可以是直的那螺旋或者咽．直锥齿轮齿实际上有相同的问题直齿直齿-因为每个齿啮合，它影响相应的齿一次。

照片礼貌艾默生电力传输公司 图5。锥齿轮

就像用正齿轮一样，解决这个问题的解决方案是弯曲齿轮齿。这些螺旋齿就像螺旋齿一样：接触在齿轮的一端开始，并且逐渐涂抹在整个牙齿上。

照片礼貌艾默生电力传输公司 图6。弧齿锥齿轮

在直锥齿轮和螺旋锥齿轮，轴必须相互垂直，但他们也必须在同一平面。如果你把这两根轴伸过齿轮，它们就会相交。这支撑阀，另一方面，可以与不同平面上的轴接合。

图7.汽车差速器中的双曲面斜面齿轮

此功能用于许多汽车差异．差速器的齿圈和输入小齿轮齿轮均为双瓦。这允许输入的小齿轮安装在低于环形齿轮的轴线上。图7.示出了接合差速器的环形齿轮的输入小齿轮。由于汽车的驱动轴连接到输入小齿轮，这也降低了驱动轴。这意味着驱动轴不会尽可能多地侵入汽车的乘客舱内，为人员和货物制作更多空间。

蜗杆传动装置在需要大量换档时使用。对于蜗杆齿轮持续20：1，甚至高达300：1或更大是常见的。

许多蠕虫齿轮都有一个有趣的财产，没有其他齿轮套装：蜗杆可以容易地转动齿轮，但齿轮不能转动蠕虫。这是因为蠕虫上的角度浅，当齿轮试图旋转它时，齿轮和蠕虫之间的摩擦将蜗杆保持在适当位置。

该特征对于诸如传送系统的机器是有用的，其中当电动机没有转动时，锁定特征可以充当输送机的制动器。另一个非常有趣的蠕虫齿轮使用扭转差异，它用于一些高性能汽车和卡车。

齿条和小齿轮用于将旋转转换为直线运动。一个很好的例子就是许多汽车上的转向系统。方向盘转动一个啮合齿条的齿轮。当齿轮转动时，齿条会向右或向左滑动，这取决于你转动轮子的方向。

机架和小齿轮也用于一些秤转动显示重量的拨号。

任何行星齿轮组都有三个主要组件：

• 这太阳装备
• 这行星齿轮和行星齿轮'载体
• 这环形齿轮

这三个分量中的每一个都可以是输入，输出或者保持静止。选择哪个部件起哪个作用决定了齿轮组的传动比。让我们来看看单个行星齿轮组。

其中一个行星齿轮组有72个齿的环形齿轮和30个齿的太阳齿轮。我们可以从这个齿轮组得到很多不同的齿轮比。

	输入	输出	静止	计算	变速比
一种	太阳 （S.）	行星架(C）	戒指 （R.）	1 + r / s	3.4: 1
B.	行星架(C）	戒指 （R.）	太阳 （S.）	1 /（1 + S / R）	0.71：1
C	太阳 （S.）	戒指 （R.）	行星架(C）	-r / s.	-2.4: 1

同时，将三个部件中的任何两个锁在一起将以1:1的齿轮减速锁住整个装置。注意，上面列出的第一个齿轮传动比是a减少- 输出速度比输入速度慢。第二个是一个过载- 输出速度比输入速度快。最后一次再次减少，但输出方向颠倒。这些行星齿轮组有几种其他比率，但这些比例与我们的自动变速器相关。您可以在下面的动画中尝试以下内容：

因此，这一套齿轮可以产生所有这些不同的齿轮比，而无需接合或脱离任何其他齿轮。连续两个档位，我们可以获得四个前进的齿轮和一个倒档我们的传输需求。我们将在下一节中将两组档位放在一起。

在一个渐开线齿廓齿轮齿，接触点开始更接近一个齿轮，并且随着齿轮旋转，接触点远离该齿轮和朝向另一个齿轮。如果要遵循接触点，它将描述一条直线，从一个齿轮附近开始，最终靠近另一个齿轮。这意味着随着牙齿接合而变大的半径变大。

这节圆直径为有效接触直径。由于接触直径不是恒定的，节径实际上是平均接触距离。当牙齿第一次开始啮合，上齿轮齿接触内节直径的底部齿轮齿。但是请注意，在这一点上，接触底部齿轮的部分齿轮齿是非常瘦的。当齿轮转动时，接触点滑到顶部齿轮齿的较厚的部分。这推动顶部齿轮前进，所以它弥补了稍小的接触直径。随着轮齿继续旋转，接触点移动得更远，超出了齿节直径，但下齿的轮廓弥补了这种运动。接触点开始滑动到底部齿的皮包骨部分，从顶部齿轮减去一点速度来补偿增加的接触直径。最终的结果是，即使接触点直径不断变化，速度保持不变。所以渐开线齿廓齿轮产生恒定比率．