從手表到汽輪機，大大小小的各種齒輪，作為傳遞動力的機械部件，廣泛應用于各種產(chǎn)品中。以及齒輪零部件，全球的市場規(guī)模據(jù)說已經(jīng)達到一萬億元。隨著工業(yè)的發(fā)展，預測未來將繼續(xù)快速發(fā)展。

齒輪簡史

據(jù)說齒輪的歷史可以追溯到公元前。世界上現(xiàn)存最古老的齒輪之一，可以說是古希臘安裝在機器上的齒輪，被稱為“安提俄克·奎特拉機器”。

同時，在齒輪史上，據(jù)說留給我們最偉大的成就應該是達芬奇。通過他的研究，齒輪在15世紀下半葉取得了很大的進步。可以說，現(xiàn)在使用的齒輪形狀的基礎是在那個時代固定下來的。

18世紀下半葉的工業(yè)革命時期，高效率的齒輪刀具相繼被開發(fā)出來，使得批量生產(chǎn)齒輪成為可能，齒輪被廣泛應用于所有制造業(yè)。齒輪在瞬息萬變的制造業(yè)中提供支撐，在產(chǎn)業(yè)振興中起到標志性作用?，F(xiàn)在，許多國家在設計貨幣或國徽時也使用齒輪。

今天作為代表性的動力傳動機構(gòu)，除了齒輪、變矩器、皮帶、鏈條等。還可以列舉，但是齒輪在傳動效率、承載能力、使用壽命等方面的優(yōu)越性是大家公認的。在日本，2016年開發(fā)出一種新形狀的錐齒輪“IP(漸開線校平器)錐齒輪”，可以將生產(chǎn)效率提高到10倍，在世界范圍內(nèi)引起了極大的關注。此外，使用CFRP(碳纖維增強塑料)大規(guī)模生產(chǎn)齒輪的研究也在進行中，預計未來會有進一步的進展。

齒輪的功能和類型

在齒輪的作用中，除了以平行的方式傳遞旋轉(zhuǎn)運動外，還可以將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，通過不同轉(zhuǎn)軸的齒輪組合來改變旋轉(zhuǎn)方向，通過不同大小的齒輪組合來改變轉(zhuǎn)速。為了實現(xiàn)上述目的，已經(jīng)開發(fā)了各種齒輪，例如正齒輪、齒條、渦輪和錐齒輪。

除此之外，在齒輪的各種軸向形狀(齒在較長方向上的形狀)中，還有垂直的(直齒)、傾斜的(斜齒)、彎曲的(斜齒)等等。如果把這些考慮進去，把檔位分類，可以有十幾種檔位。

在齒輪的齒廓(齒的截面形狀)中，“漸開線齒廓”和“內(nèi)擺線齒廓”成為主流。尤其是漸開線齒廓，可以獲得平滑的旋轉(zhuǎn)運動，因其加工簡單而廣泛應用于各行業(yè)。

漸開線齒廓(咬合齒的接觸點總是在一條直線上移動)

齒輪的常規(guī)材料是碳鋼(S45C)和不銹鋼(SUS303)，但除了這些，還使用工程塑料(MC901)來減輕齒輪，使用球墨鑄鐵(FCD)來提高齒輪嚙合的靜音性，還使用淬火鋼來提高強度。

因此，在類型、形狀、材料等方面。齒輪分類豐富，已廣泛應用于世界各地的工業(yè)產(chǎn)品中。

各種工業(yè)產(chǎn)品中的齒輪組合

說起齒輪組裝后身邊最常用的工業(yè)產(chǎn)品，可以舉出手表、相機等。在手表的轉(zhuǎn)動機構(gòu)或相機的焦距調(diào)節(jié)機構(gòu)中使用振幅小于1mm的小齒輪。目前微米級的微小齒輪的研制也在進行中，未來在微型機器的研制中也會有齒輪的貢獻。

此外，在稱為重工業(yè)的領域，如鐵路和船舶、工程機械、煉鐵、能源等。，由大大小小的各種齒輪組合而成的齒輪箱，也會應用在很多場合。所謂齒輪箱，就是降低動力的轉(zhuǎn)速以獲得扭矩，或者反過來提高動力的轉(zhuǎn)速的傳動機構(gòu)的總稱。例如，用于鐵路車輛的車輪驅(qū)動部分和用于風力發(fā)電和火力發(fā)電的渦輪發(fā)電機。

此外，近年來，內(nèi)置變速箱的GTF(齒輪傳動渦輪風扇發(fā)動機)已在飛機工業(yè)中投入實際使用，引起了極大的關注。GTF可以通過變速箱的作用優(yōu)化渦輪和風扇的轉(zhuǎn)速，是一款低油耗、靜音的發(fā)動機?，F(xiàn)在，中小型飛機的使用已經(jīng)規(guī)范化。未來隨著變速箱輕量化的解決，應該會擴展到大型客機上。

安裝在各種工業(yè)產(chǎn)品上的齒輪，作為機械技術進步背后的功臣，正在不斷豐富著我們的社會生活。