===== 齿轮系的传动比和旋转方向 =====


单一的齿轮无法进行动力传动。至少要有两个以上的齿轮相互啮合才能达到传动目的。\\ 在这里, 首先从最单纯简单的单级齿轮[[齿轮知识:齿轮技术资料:齿轮机构|机构]]、二级齿轮机构开始说明。

==== 2.1 单级齿轮机构 ====

一对齿轮啮合后而形成的齿轮系称为单级齿轮机构。单级齿轮机构如图2.1 所示。\\ 设单级齿轮机构驱动齿轮的齿数为z1 , 转数为n1 , 被动齿轮的齿数为z2 , 转数为n2 , 传动比的计算方程式如下:

传动比 ＝ z<sub>2</sub> / z<sub>1</sub> ＝ n<sub>1</sub> / n<sub>2</sub>（2.1）

根据传动比的数值, 可将单级齿轮机构分为三类:\\ 传动比 ＜ 1 增速齿轮机构 n<sub>1</sub> ＜ n<sub>2</sub>\\ 传动比 ＝ 1 等速齿轮机构 n<sub>1</sub> ＝ n<sub>2</sub>\\ 传动比 ＞ 1 减速齿轮机构 n<sub>1</sub> ＞ n<sub>2</sub> 图2.1 (A) 和(B) 的外齿轮啮合的单级齿轮机构中, 驱动齿轮与被动齿轮的旋转方向相反。\\ 图2.1（C）的外齿轮与内齿轮相啮合的情况下, 转向相同。\\ 图2.1(D) 的蜗杆蜗轮啮合的情况下, 旋转方向随螺旋方向而变化。

{{ :gear:techref:chapter2_spur_gear_set.jpg?nolink | (A)正齿轮组 }}\\ (A) 正齿轮组合 {{ :gear:techref:chapter2_bevel_gear_combination.jpg?nolink | (B)锥齿轮组合 }}\\ (B) 锥齿轮组合 {{ :gear:techref:chapter2_spur_gears_and_internal_gears.jpg?nolink | (C)正齿轮与内齿轮 }}\\ (C) 正齿轮与内齿轮 {{ :gear:techref:chapter2_worm_and_worm_gear.jpg?nolink | (D)蜗杆蜗轮 }}\\ (D) 蜗杆蜗轮

**图2.1 单级齿轮机构**

除此之外, 还有使用了齿条的单级齿轮机构。在这个单级齿轮机构中,小齿轮的齿数为z<sub>1</sub> 的的话, 小齿轮在旋转θ 角度后, 齿条移动量ℓ 的数值可根据下式进行计算:

ℓ = z<sub>1</sub>θ / 360 × πm（2.2）

公式中的πm 为齿条的分度齿距。

{{ :gear:techref:chapter2_pinion_and_rack.jpg?nolink | 图2.2 小齿轮和齿条 }}

**图2.2 小齿轮和齿条**

==== 2.2 二级齿轮机构 ====

二级齿轮机构是使用了二组单级齿轮机构所构成的。图2.3 示意了二级齿轮机构的构造。\\ 在这里, 如果设第一级的齿轮1 为驱动齿轮的话, 此齿轮机构的传动i 可由(2.3) 式表示。

传动比 i ＝ z<sub>2</sub> / z<sub>1</sub> × z<sub>4</sub> / z<sub>3</sub> ＝ n<sub>1</sub> / n<sub>2</sub> × n<sub>3</sub> / n<sub>4</sub>（2.3）

其中 n<sub>2</sub> = n<sub>3</sub>

在这个二级齿轮机构中, 齿轮1 和齿轮4 的旋转方向相同。

{{ :gear:techref:chapter2_secondary_gear_mechanism.jpg?nolink | 图2.3 二级齿轮机构 }}

**图2.3 二级齿轮机构**

如果机构中的齿轮2 与齿轮3 的齿数相等时, 就将变成图2.4 所示的机构。\\ 在图2.3 的机构中, 齿轮2 对传动比不产生影响, 变成了惰轮( 空转轮)。\\ 因此, 可以将此机构看成是使用了惰轮的单级齿轮机构, 其传动比i :

传动比 i ＝ z<sub>2</sub> / z<sub>1</sub> × z<sub>3</sub> / z<sub>2</sub> ＝ z<sub>3</sub> / z<sub>1</sub>（2.4）

{{ :gear:techref:chapter2_single_stage_gear.jpg?nolink | 图2.4 使用了惰轮的单级齿轮机构 }}

**图2.4 使用了惰轮的单级齿轮机构**

图2.3 的二级齿轮机构的计算例列于表2.1。

**表2.1 二段齿轮机构的传动比**

| 序 号 | 项 目 | 代 号 | 计 算 式 | 计 算 例 ||
| ::: | ::: | ::: | ::: | 小齿轮 | 大齿轮 |
| 1 | 齿数(第一级齿轮） | z<sub>1</sub> , z<sub>2</sub> | 设定值 | 10 | 24 |
| 2 | 齿数(第二级齿轮） | z<sub>3</sub> , z<sub>4</sub> | ::: | 12 | 30 |
| 3 | 回转（齿轮1） | n<sub>1</sub> | ::: | 1200 | – |
| 4 | 传动比(一级） | i<sub>1</sub> | z<sub>2</sub> / z<sub>1</sub> | 2.4 ||
| 5 | 传动比(二级） | i<sub>2</sub> | z<sub>4</sub> / z<sub>3</sub> | 2.5 ||
| 6 | 传动比 | i | i<sub>1</sub> × i<sub>2</sub> | 6 ||
| 7 | 转数(齿轮2 及3） | n<sub>2</sub> | n<sub>1</sub> / i<sub>1</sub> | 500 ||
| 8 | 转数(齿轮4） | n<sub>4</sub> | n<sub>1</sub> / i | – | 200 |

转数的单位是rpm。设定值为设计者预先设定的值。

----
来源：[[https://khkchilun.com/gearknowledge/|KHK 齿轮知识]] · [[https://khkchilun.com/gearknowledge/gear_technical_reference/gear-trains.html|原文链接]]