机械设计中必须掌握的齿轮传动知识！
【每日学机械】第89期，今天我们聊聊在机械设计中，
我们必须掌握的齿轮传动知识！
齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的
机械传动。在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用
来传递相对位置不远的两轴之间的运动和动力。
齿轮传动的特点：效率高，在常用的机械传动中，以齿轮传
动效率为最高，闭式传动效率为96%~99%，这对大功率传
动有很大的经济意义；结构紧凑，比带、链传动所需的空间
尺寸小；传动比稳定，传动比稳定往往是对传动性能的基本
要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点；
工作可靠、寿命长，设计制造正确合理、使用维护良好的齿
轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它
机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤
为重要；
但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜
用于传动距离过大的场合。齿轮传动的分类：
齿轮传动按齿轮的外形可分为圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、
非圆齿轮传动、齿条传动和蜗杆传动。
圆柱齿轮传动用于传递平行轴间动力和运动的一种齿轮传
动。按轮齿与齿轮轴线的相对关系，圆柱齿轮传动可分为直
齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和人字齿圆柱齿轮传动
3种。
▲直齿圆柱齿轮传动▲斜齿圆柱齿轮传动▲人字齿圆柱齿轮传
动
圆柱齿轮传动的传递功率和速度适用范围大，功率可从小于
千分之一瓦到10万千瓦，速度可从极低到 300米／秒。
啮合特点由齿廓曲面形成过程可知，渐开线直齿圆柱齿轮啮
合时，齿廓曲面的接触线是与轴线平行的直线，在啮合过程
中整个齿宽同时进入和退出啮合，轮齿上所受的力也是突然
加上或卸掉，故传动平稳性差，冲击和噪声大。
锥齿轮传动锥齿轮传动由一对锥齿轮组成的相交轴间的齿
轮传动，又称伞齿轮传动。按齿线形状锥齿轮传动可分为直
齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动和曲线齿锥齿轮传动，其中
直齿的和曲线齿的应用较广。
▲直齿锥齿轮传动
▲斜齿锥齿轮传动
非圆齿轮传动是指传动中至少有一个齿轮的节曲面不是旋
转曲面的齿轮传动。齿条传动齿轮与齿条的传动结构，齿条
分直齿齿条和斜齿齿条，分别与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿
轮配对使用； 齿条的齿廓为直线而非渐开线（对齿面而言
则为平面），相当于分度圆半径为无穷大圆柱齿轮。蜗杆传
动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴
线间的夹角可为任意值，常用的为90°。蜗杆传动由蜗杆和
蜗轮组成，一般蜗杆为主动件。蜗杆和螺纹一样有右旋和左
旋之分，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。蜗杆上只有一条螺
旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿，若蜗
杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮
转过两个齿。按轮齿的齿廓曲线可分为渐开线齿轮传动、摆
线齿轮传动和圆弧齿轮传动等。由两个以上的齿轮组成的传
动称为轮系。根据轮系中是否有轴线运动的齿轮可将齿轮传
动分为普通齿轮传动和行星齿轮传动，轮系中有轴线运动的
齿轮就称为行星齿轮。
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