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齿轮工作原理

      在任何齿轮中,齿轮比都是由齿轮中心与接触点之间的距离决定的。例如,在含有两个齿轮的设备中,如果一个齿轮的直径是另一个齿轮的两倍,那么齿轮比就是2:1。

下面让我们来看一个最简单的齿轮,这是一个周围伸出很多木销的轮子。


图1. 木销齿轮动画

      这种齿轮的问题在于,在两个齿轮一起转动时,每个齿轮中心与接触点之间的距离会不断变化。这意味着,齿轮比在齿轮转动时会发生变动,进而导致输出速度出现波动。如果汽车中使用了这样的齿轮,将无法维持恒定的速度——您会不停地加速和减速。

      许多现代齿轮使用一种称为渐开线的特殊齿形。这种齿形有一个十分重要的特性,它们可以在两个齿轮间维持一个恒速比。与上面的木销齿轮相同,这种齿形的接触点也在不断变化,但它的渐开线形轮齿可以补偿这种变化。

1.斜齿轮

     在斜齿轮上,轮齿的切口方向与齿轮表面成一定的角度。当斜齿轮系统上的两个轮齿啮合时,接触点将从轮齿的一端开始,并随着齿轮的旋转逐渐移到另一端,直至两个轮齿完全啮合。

斜齿轮


     通过这种逐渐啮合的方式,斜齿轮在运转时要比正齿轮平稳、安静得多。因此,几乎所有汽车的变速器都使用斜齿轮。

   由于斜齿轮上的轮齿呈现一定的角度,因此当它们啮合时,齿轮将会承受一定的压力。使用斜齿轮的设备都装有轴承,用来承受这种压力。

    斜齿轮有一个非常有趣的方面,如果齿轮轮齿的角度适当,便可以将它们装在相互垂直的轴上,从而使啮合角度变为90度

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