不同品類齒輪的發展與製（zhì）造流程及作用分析

從手表到汽（qì）輪機，大大小小各種各樣的（de）齒輪，作為傳達動力時的機械部件被廣泛地應用在各種產品裏（lǐ）。齒輪以及齒輪組件的產品（pǐn）在全世界的市場規模據說已經達到了萬億（yì）元，伴（bàn）隨著工業的發（fā）展預測今後仍將（jiāng）得到快速的發展。

齒輪簡史

要說起齒輪的曆史據說可以追溯到公元前，對於現存的世界（jiè）最老的齒輪之一可以說應該是被稱為“安提基特拉機（jī）械”的古（gǔ）希臘時代安（ān）裝於機器裏的齒輪。

同時，在齒輪的曆史上，據說（shuō）為我們留下了最偉大成果的（de）應該（gāi）是列奧納多·達·芬（fēn）奇，通過他（tā）的研究，在15世紀後半葉使得齒輪獲得了巨大（dà）的進步，可以說現在所使（shǐ）用（yòng）的（de）齒輪形狀的（de）基礎就是在那個年代固定下（xià）來的。

在18世紀後半葉的產業革命時期裏，高（gāo）效率的切齒機（jī）相繼開發出來使得齒輪的批量化生產成為可能，齒輪在所有製造行業裏（lǐ）獲得了廣（guǎng）泛的應用。齒輪在隨後相繼而出的日新月異的製造行業裏提供支持，扮（bàn）演著工業振興的象征性的角色，現在許多國家在設計貨幣或國（guó）徽時也會采（cǎi）用齒輪。

在今（jīn）天作為具有代表性的動力傳達機構，除了齒輪以外還可以列出變（biàn）矩器和皮帶、鏈條方式等等，但是在傳達效率和負荷容量、壽命方麵來看齒輪的優越性還是大家認可（kě）的。在日本，於2016年（nián）開發出來了可以將生產效益提高到10倍的新形狀的傘齒（chǐ）輪“IP （漸開線·整平機） 傘齒輪”，在世界上引起了極大的關注（zhù）。還有，使用了CFRP （碳素纖維（wéi）強化塑料）的齒輪的批量化生產（chǎn）研究也在進行，可以（yǐ）期待今後會有更進一步的前進（jìn）。

齒輪的作用（yòng）和種類

在齒輪的作用中，除了將（jiāng）旋轉運動以平行方（fāng）式進行傳達（dá）以外，還能夠（gòu）將旋轉運動變換成（chéng）直線（xiàn）運動，能（néng）夠通過將擁有（yǒu）不同轉動軸（zhóu）的齒輪進行組合，對轉動方向進行變換，通過（guò）將大小不同的齒輪進行組合，對轉動速度進行變（biàn）換等（děng）。為了達（dá）到以上目的，正齒輪、齒條、渦輪和傘齒輪（lún）等各（gè）種各樣的齒輪（lún）被開發了出（chū）來。

除此之外，在各種不同的齒輪軸向形狀（齒的（de）較長方向的形狀）裏（lǐ），有垂直的（直齒（chǐ）），有斜的（螺旋齒），有彎的（螺旋齒） 等，如果把這些也考慮在內，對齒輪進行分類的話，齒輪的種類可以達到十幾種。

螺（luó）旋齒的齒向形狀

在齒輪的齒形（xíng）（齒的斷麵形狀）裏（lǐ），“漸（jiàn）開（kāi）線齒形”和“次擺線齒形”已經成為（wéi）主流。特別是漸（jiàn）開線（xiàn）齒形，可以獲（huò）得順暢的旋轉運動，另外由於（yú）切齒加工比較簡單，所以在各產業裏得到了廣（guǎng）泛的使用。

漸開線齒形（咬合齒的接觸點總在某條直線上移動）

齒輪（lún）的常規材質有碳素鋼（S45C）和不鏽鋼（SUS303）等，不過除了這些以外，為（wéi）了能讓齒輪輕量（liàng）化（huà），還使用了工程塑料 （MC901），為了提高齒輪咬合時的安靜性也使用了球墨鑄鐵（FCD），為了提高強度也使用淬火鋼（gāng）等。

就這樣，從種類、形狀、材料等（děng）來看，分（fèn）類豐（fēng）富的齒（chǐ）輪在全世界的工業產品裏得到了廣泛的使用。

組合在各種各樣的工（gōng）業產品裏（lǐ）的齒輪

說起將齒輪組裝進去後我們身邊最常用的工業（yè）產品，可以舉出手表和相機等等，幅度不到1毫米的小小的（de）齒輪，使用在手表的轉動機構或（huò）相機的焦距調整機構裏。現在（zài），達到微米程度的（de）極小（xiǎo）齒輪（lún）的開（kāi）發也在進行中，將來在被稱為微型機器（qì）等的發展裏也會有齒輪的貢獻。

另外，鐵路和船舶、工程機械、製鐵、能源等等這些被稱為重工業的領域裏，大大小小的各種各樣的齒輪在進行組合後產生出來的（de）齒輪（lún）箱（xiāng）也會在多（duō）種場合下得到應用（yòng）。所謂齒輪箱，就（jiù）是（shì）減少動力（lì）的轉速以獲得扭矩，或者反過來是增加動力的轉（zhuǎn）速的傳達機構的總稱，比如說，使用於鐵路車輛上的車輪驅動部（bù）分，和風力、火力發電等使（shǐ）用的渦輪發電機上。

還有，近年來在飛（fēi）機產業裏，內置（zhì）齒輪箱的GTF （Geared Turbo Fan Engine） 已經實用化了，得到了大家極（jí）大的（de）關注。GTF可以通過齒輪箱的作用讓（ràng）渦輪和風扇的（de）轉速達到最（zuì）佳化，是一種可以達到低燃料和（hé）安靜性的發動機。現在中小型飛機上的使用已經（jīng）規範化，將（jiāng）來隨著齒輪箱輕量化問題的解決，應該是可以推廣到大型旅客機上去的。

安裝於各種各樣工業產品裏的齒輪，作為機械技術（shù）進（jìn）步的幕後（hòu）功臣，也在不斷豐富著我們的社會生（shēng）活。