3.齿轮机构

1）齿轮机构的组成

在回转体的表面上制出牙齿，工作时靠回转体表面的牙齿推着另一个回转体表面的牙齿传递运动（啮合）的机构称为齿轮传动，带有牙齿的回转体称为齿轮，两个相啮合的齿轮与一个连接两齿轮的机架构成了齿轮机构。要保持两齿轮具有稳定的传动比，齿轮的齿廓应符合齿廓啮合的基本定律。

2）齿轮机构的类型

按照两齿轮啮合时的相对运动，可分为平面齿轮机构和空间齿轮机构。平面齿轮机构的轴线互相平行，且两轮的角速度之比为常数。常用的有直齿圆柱齿轮（图49）、斜齿圆柱齿轮（图50）和人字齿轮（图51）。

图49 直齿圆柱齿轮机构

图50 斜齿圆柱齿轮机构

两个外直齿圆柱齿轮啮合时两轮转动方向相反，工作时无轴向力，制造简单，但传动平稳性较差，应用较广泛。

两啮合斜齿圆柱齿轮转动方向相反，传动平稳性好，工作时有轴向力，但不宜做滑动变速齿轮，用于高速、重载传动。

两啮合的人字齿轮，两轮转动方向相反，承载能力高，无轴向力，但制造困难。

空间齿轮机构的两齿轮运动是空间运动，两齿轮轴线不平行。按两轮轴线的位置，空间齿轮机构又分为两类：

① 传递两相交轴运动的齿轮机构，常用有圆锥齿轮机构（图52），其轴交角为90°的被广泛应用，制造、安装容易。

图51 人字齿轮机构

图52 圆锥齿轮传动机构

② 传递不平行也不相交两轴转动的齿轮机构，如螺旋齿轮机构（图53）、蜗轮蜗杆（图54）。

图53 螺旋齿轮传动机构

图54 蜗轮蜗杆传动机构

如图53所示为一对常用的轴交角为90°的螺旋齿轮传动机构。两个齿轮的螺旋角方向可相同也可相反，其轴交角等于两螺旋角之和的绝对值。啮合为点接触，传动效率低、寿命低，常用于低速传动，如进给机构等辅助传动中，有轴向力。

蜗轮蜗杆传动中，通常蜗杆为主动件，蜗轮为从动件，传动比较大，结构紧凑；传动平稳，噪声小；能自锁，但效率低，有轴向力。

除了上述的齿轮机构外，还有齿轮齿条机构（图55），它可将齿轮的旋转运动转换为齿条的直线移动，也可将齿条的直线移动转换为齿轮的旋转运动。

图55 齿轮齿条机构