齿轮如何工作

您可能听说过齿轮比，尤其是在汽车方面。这齿轮比是输出轴一次转动时的输出轴的次数。如果齿轮比为2：1，则较小的齿轮将转弯两次，而较大的齿轮仅转动一次。这也意味着较大的装备具有两倍的牙齿作为较小的齿轮。较大的齿轮刚刚称为“齿轮”，而较小的齿轮也称为小齿轮。

我们可以看的最原始类型的齿轮之一是带有木钉从中伸出的车轮。这种类型的齿轮问题是，随着齿轮旋转，从每个齿轮的中心到接触点的距离发生变化。这意味着齿轮比随齿轮转弯而变化，这意味着输出速度也会变化。如果您在汽车中使用了这样的齿轮，则不可能保持恒定的速度 - 您将不断加速和减速。

许多现代齿轮都使用一个特殊的牙齿轮廓偏远。该轮廓具有非常重要的特性，即保持两个齿轮之间的恒定速度比。像上方的钉车轮一样，接触点移动，但是远程齿轮齿的形状可以补偿这种运动。

现在，让我们看一些不同类型的齿轮。

刺齿轮是最常见的齿轮类型。它们有直齿，并安装在平行轴上。有时，一次使用许多刺激齿轮来创建非常大的齿轮降低。

刺激齿轮都在许多设备中都使用，您可以在HowStuffworks（例如电动螺丝刀）中看到这些设备兴发首页x跳舞怪物，，，，振荡洒水器，，，，打开闹钟，，，，洗衣机和干衣机。但是您不会在车上找到很多。

这是因为翼齿轮真的很大。每当齿轮齿在另一个齿轮上锻炼牙齿时，牙齿都会发生碰撞，这种冲击会引起噪音。它还增加了齿轮齿的压力。

为了减少齿轮的噪音和压力，汽车中的大多数齿轮是螺旋我们接下来要解释。

牙齿打开螺旋齿轮与齿轮面的角度切成一定的角度。当螺旋齿轮系统上的两个牙齿接触时，接触从牙齿的一端开始，并随着齿轮旋转而逐渐增加，直到两个牙齿完全接合。

螺旋齿轮的逐渐接合使它们的操作比齿轮更平稳，安静得多。因此，几乎所有汽车都使用螺旋齿轮传输。

由于螺旋齿轮上的牙齿角度，它们在啮合时会在齿轮上产生推力载荷。使用螺旋齿轮的设备具有轴承可以支持这种推力负载。

螺旋齿轮的弯齿意味着它们必须是交错，下一个齿轮的牙齿朝相反的方向移动，以便牙齿可以啮合。当每个齿轮在平行轴上与另一个齿轮啮合时，称为“右手”或“左手”。如果齿轮齿的角度正确，则还可以将螺旋齿轮安装在垂直轴上，将旋转角度调节90度。

斜面齿轮当需要更改轴旋转方向时，很有用。他们是锥形并且通常安装在相距90度的轴上，但它们也可以设计为其他角度工作。

斜齿轮上的牙齿可以是直的，，，，螺旋或者过度。直斜齿轮齿实际上与直齿齿轮齿具有相同的问题 - 随着每个牙齿的接合，它都会一次影响相应的牙齿。

就像齿轮一样，解决此问题的解决方案是弯曲齿轮齿。这些螺旋牙像螺旋牙齿一样接合：接触始于齿轮的一端，并逐渐增加整个牙齿。

在笔直和螺旋斜角齿轮上，轴必须彼此垂直于同一平面。如果要将两个竖井延伸到齿轮上，它们将相交。这松弛齿轮另一方面，可以与不同平面的轴接合。

此功能用于许多汽车差速器。差速器和输入小齿轮的环齿轮都是多动的。这允许将输入小齿轮安装在低于环齿轮的轴上。左侧的图显示了输入小齿轮与差速器的环齿轮相接合。由于汽车的驱动轴连接到输入小齿轮，因此也降低了驱动轴。这意味着，驱动轴不会闯入汽车的乘客隔室，从而为人和货物提供了更多的空间。

蠕虫齿轮是带有螺旋线缠绕在外部的圆柱体，与另一个齿轮将其旋转。当需要降低大齿轮时，它们会使用。蠕虫齿轮的降低是20：1，甚至最高300：1或更高。

许多蠕虫齿轮具有其他齿轮集的有趣属性：蠕虫很容易转动齿轮，但是齿轮不能转动蠕虫。这是因为蠕虫上的角度是如此浅，以至于当齿轮试图旋转时，齿轮和蠕虫之间的摩擦将蠕虫固定在适当的位置。

此功能对于诸如传送带系统等机器很有用，在电动机不转动时，锁定功能可以作为传送带的刹车。蠕虫齿轮也用于扭转差异，这增加了一些高性能汽车和卡车的扭矩。

早些时候，我们提到，当两个齿轮网眼时，较小的齿轮被称为小齿轮。架子是一个直杆，带齿轮齿与小齿轮融为一体。所以你可以想象如何架子和小齿轮齿轮用于将旋转转换为线性运动。一个完美的例子是许多汽车上的转向系统。方向盘旋转齿轮，该齿轮与机架接合。随着齿轮的转动，它将机架向右或向左滑动，具体取决于您转动车轮的方式。

架子和小齿轮齿轮也用于一些秤转动表盘显示您的体重。

任何行星齿轮集有三个主要组成部分：

这三个组件中的每一个都可以是输入或输出，也可以保持静止。选择哪个作用哪个角色决定了齿轮集的齿轮比。让我们看一下一个行星齿轮集。

我们变速器的行星齿轮之一的环齿轮带有72齿和30齿的太阳齿轮。我们可以从这个齿轮集中获得许多不同的齿轮比。

将三个组件中的任何两个锁定在一起，将以1：1齿轮的速度锁定整个设备。请注意，上面列出的第一档比率是减少- 输出速度比输入速度慢。第二个是超速驱动- 输出速度比输入速度快。最后一个是减少的，但是输出方向是反转的。还有其他几个比率可以从这个行星齿轮集中出现，但是这些比率与我们的自动变速箱相关。

这组齿轮可以产生所有这些不同的齿轮比，而不必互动或脱离任何其他齿轮。有两个齿轮中的两个齿轮，我们可以获得尽可能多的远期齿轮和一个反向齿轮。我们将在下一部分将两组齿轮放在一起。

在刻度的轮廓齿轮齿，接触点开始接近一个齿轮，随着齿轮旋转，接触点从该齿轮移动到另一个齿轮。如果您要遵循联系点，那将描述一条直线这开始在一个齿轮附近，最终在另一个齿轮附近。这意味着当牙齿接合时，接触点的半径变大。

这音高直径被定义为“螺纹宽度和凹槽相等的假想直径”，”根据ScienceDirect。由于接触直径不是恒定的，因此音高直径实际上是平均接触距离。当牙齿首次开始接合时，顶齿轮齿在螺距直径内接触底部齿轮齿。但是，此时接触底部齿轮齿的顶部齿轮齿的一部分非常狭窄。当齿轮转动时，接触点滑到顶部齿轮齿的较厚部分。这样可以将顶部齿轮推向前方，因此它可以补偿稍小的接触直径。

随着牙齿继续旋转，接触点移动到更远的地方，走出了音高直径，但底部牙齿的轮廓可以补偿这种运动。接触点开始滑到底部牙齿的狭窄部分，从顶部齿轮减去一点速度，以补偿接触的直径增加。最终结果是，即使接触点直径不断变化，速度也保持不变。因此，一个刻薄的轮廓齿轮齿会产生稳定的旋转速度比。

最初出版：2000年11月16日