即使不是机械领域的人，对齿轮一定也不陌生，它太常见了，但你对齿轮了解多少？下面我们就聊一聊齿轮的应用及发展史。

　　齿轮是轮缘上有齿，并能连续啮合传递运动和动力的机械零件。齿轮的种类很多，如图1所示，为齿轮及常见的几种类型。

　　齿轮通过与其他齿状机械零件（如另一个齿轮、齿条、蜗杆）传动，也就是齿轮轮齿相互扣住，齿轮会带动另一个齿轮转动，来传递动力。将两个齿轮分开，也可以应用链条（图2）、履带、皮带来带动两边的齿轮，而传递动力。两个齿轮互相啮合时，其转动的方向相反，如图3所示。

　　齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动，可实现改变转速和转矩、改变运动方向和改变运动形式等功能，具有传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点。

　　齿轮传动的用途很广，是各种机械设备中的重要零部件，如汽车、机床、航空、轮船、农业机械、建筑机械等，日常生活中都要使用各种齿轮传动。图4为常用的3种齿轮传动，图5为齿轮齿条传动，图6为蜗轮蜗杆传动。

　　在我们的日常生活中，齿轮传动的例子很多，比如机械手表、闹钟走时机构、电风扇的摇头机构、空调的摆风机构、自行车的链传动和变速机构、洗衣机的变速机构、汽车的变速机构、机床的变速机构、减速器等，都用到了齿轮传动。

　　当你打开机械表的后盖时，你就能看到齿轮是怎样进行啮合传动的。图7是机械表走针的传动系统，分针与时针、秒针与分针的传动比均为60，都是通过二级齿轮传动实现的。从秒针到时针，传动比达到3600，只用四级齿轮传动就实现了，结构很紧凑。钟表走时传动路线，通过这样四级齿轮传动，传动比高达3600。这个例子说明机械表的多级齿轮传动可获得大的传动比。

　　图8为风扇摇头机构的原理模型。它把电动机的转动转变成扇叶的摆动。红色的曲柄与蜗轮固接，蓝色杆为机架，绿色的连架杆与蜗杆（电机轴）固接。电动机带动扇叶转动，蜗杆驱动蜗轮旋转，蜗轮带动曲柄作平面运动，从而完成风扇的摇头（摆动）运动。它使用蜗轮蜗杆传动，目的是降低扇叶的摆动速度、模拟自然风。

　　图9为行星搅拌机传动机构。行星搅拌机的传动机构由减速电动机、主动中心轮（内齿轮）、行星齿轮、固定中心轮、内外啮合行星轮系、连接器、刀片等零部件组成。

　　行星齿轮搅拌机工作原理：多功能搅拌机集打蛋、碎肉、蔬菜切片等功能为一体，其传动装置用来传递原动力机的动力，变换其运动方式，以实现搅拌机预定的工作要求，是搅拌机的主要组成部分。传动装置采用了行星齿轮传动，由电动机直接带动中心轮输出第一转速，用于搅拌。经过行星齿轮系传动，转臂通过连接器输出第二转速，用于碎肉，实现碎肉功能。这种传动机构，结构简单紧凑、传动可靠、工艺合理。

　　图10中自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，装有制动器棘轮组。放松制动器，重物即可自行快速下降，缩短返程时间，但这种千斤顶构造较为复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物，最大起重量可达100吨，应用较广泛。这种机械千斤顶是手动起重工具之一，其结构紧凑，合理地利用摇杆的摆动，使小齿轮转动，经一对圆锥齿轮运转，带动螺杆旋转，推动升降套筒，从而使重物上升或下降（圆锥齿轮可以改变力矩的方向，即可以把横向运动转为竖直运动）。

　　当主动轴的转速不变时，利用轮系可以使从动轴获得多种工作转速，这种传动称为变速传动。汽车、机床、起重机等许多机械都需要变速机构，如图11所示为变速传动。

　　齿轮变速器也叫定轴式变速器，它由一个外壳、轴线固定的几根轴和若干个齿轮组成，可实现变速、变矩和改变旋转方向。

　　换挡原理：①传动比变化，即挡位改变；②当动力不能传到输出轴，这就是空挡。

　　变向原理：①相啮合的一对齿轮旋向相反，每经一转动副，其轴转向改变一次；②经两对齿轮传动，其输入轴与输出轴转向一致；③如果再加一个倒挡轴，变成三对轴传递动力，则输入轴与输出轴的转向相反，如图12所示。

　　图13为CA6140型普通车床主轴传动系统图，主运动传动链的功能是把动力源（电动机）的运动经V带传给主轴，使主轴带动工件实现回转，并使主轴获得变速和换向。主轴的运动是经过齿轮副传给轴的，改变齿轮的传动，从而改变主轴的转速。要想计算出主轴的转速，那么必须得知道齿轮的齿数。

　　车床走刀丝杠的三星轮换向机构，在主动轴转向不变的条件下，可改变从动轴的转向，图14为三星轮换向机构。

　　某航空发动机附件传动系统，它可把发动机主动轴运动分解成六路传出，带动附件同时工作。利用轮系可以使一根主动轴带动若干根从动轴同时转动，获得所需的各种转速。图15为齿轮分路传动。

　　合成运动是将两个输入运动合成为一个输出运动；分解运动是将一个输入运动分解为两个输出运动。合成运动和分解运动可用传动轮系实现。图16为圆锥齿轮的差动轮系，图17为汽车后桥上的差速器。