不（bú）同（tóng）品類齒輪的發展與製造流程及作用分析

從（cóng）手表到汽（qì）輪機，大大小小各種各樣的齒輪（lún），作為傳達動力時的機械部件（jiàn）被（bèi）廣泛地應用在各種（zhǒng）產品裏。齒輪以及（jí）齒輪組件的產品在全世界的市場規模據說已（yǐ）經達到了萬億元（yuán），伴隨著工業的發展預測今後仍將得到快速的發展。

齒輪簡史

要（yào）說起齒（chǐ）輪的曆史（shǐ）據說可以追溯到公元前，對於（yú）現存的世界最老的齒輪之一（yī）可以說應該是被稱為“安提基（jī）特拉機械（xiè）”的古（gǔ）希臘時代安裝於機器裏的齒輪（lún）。

同時，在（zài）齒輪的曆史上，據說為我們留下了最偉大成果的應該是列奧納多·達·芬奇，通過他的研究，在15世紀後半葉使（shǐ）得齒輪獲得了巨大的進步，可以說（shuō）現在所使（shǐ）用的齒輪形狀（zhuàng）的（de）基礎就是在（zài）那個年代固定下來的。

在18世紀後（hòu）半葉的產業革命時期裏，高效率的切齒機相繼開發出來（lái）使得齒輪的批量化生產成為可（kě）能，齒輪（lún）在所（suǒ）有製造行業裏獲得了廣泛的應用。齒輪在隨（suí）後（hòu）相繼而出的日新月異的製造（zào）行（háng）業裏提供（gòng）支持，扮演著工業振興（xìng）的象征性的角色（sè），現在許多國家在設計貨幣或（huò）國徽時也（yě）會采用齒輪。

在今天作（zuò）為具有代表性的動力傳達機（jī）構，除（chú）了齒輪以外（wài）還可以列出變矩（jǔ）器和皮帶、鏈（liàn）條方式（shì）等等，但是在傳達效率和負荷容量、壽命（mìng）方麵來看齒輪的優越性還是大家認可的。在日本，於2016年開發出來了可以將生產效益提高（gāo）到10倍的新形狀的傘齒輪“IP （漸開線·整平機） 傘齒輪”，在世界上引起了（le）極（jí）大的關注。還有，使（shǐ）用了CFRP （碳素纖（xiān）維強化（huà）塑料）的齒輪的批量化生產研究也在進行，可以（yǐ）期待今（jīn）後會有更進一步的前進。

齒輪的作用和（hé）種（zhǒng）類（lèi）

在齒輪的作用（yòng）中，除了將旋轉運動（dòng）以平行方式進（jìn）行傳達以外，還能夠將旋轉運動變換成直線運動，能夠通過將擁（yōng）有不同轉動軸的齒輪進行組（zǔ）合，對轉動方向進行變換，通（tōng）過將大小不同的齒輪進行組合，對轉動速度進行變換等。為了達到以上目的，正齒輪、齒條、渦輪和傘齒輪（lún）等各種各樣的齒輪被開發了出來。

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

螺旋齒的齒向形狀

在齒輪的齒（chǐ）形（齒的斷麵形狀）裏，“漸開線齒形”和“次擺線齒形（xíng）”已經成為主流。特別是（shì）漸（jiàn）開線齒形，可以（yǐ）獲得順暢的旋轉運動（dòng），另（lìng）外（wài）由於切齒加工比較簡單，所以在各產業裏得到了廣泛的（de）使用。

漸開線齒形（咬（yǎo）合齒的接觸點總在（zài）某條（tiáo）直線上移動）

齒輪的常規材質有碳素（sù）鋼（S45C）和不鏽鋼（SUS303）等，不過除了這些以外，為（wéi）了能讓齒輪輕（qīng）量化，還使用了工程塑料 （MC901），為了提高（gāo）齒輪咬合時的安靜性也使用了球（qiú）墨鑄鐵（FCD），為了提高強度也使用淬火鋼等。

就這樣，從種類、形狀、材料（liào）等來看，分類豐富的（de）齒輪在全世界的工業產品裏（lǐ）得到了廣泛的使用（yòng）。

組合（hé）在各（gè）種各樣的工業產品裏的齒輪

說（shuō）起將齒輪組裝進去後我們身邊最常用的（de）工業產品，可以（yǐ）舉出手表和相機等等（děng），幅度不（bú）到1毫米的小小的齒輪，使用在手表的（de）轉動機構或相機的焦距調整（zhěng）機構裏。現在，達到微米程度的（de）極小齒輪的開發也（yě）在進行中，將來在被稱為微型機器等的發展裏也會有齒輪（lún）的貢獻。

另外，鐵路和船舶、工程機械、製鐵（tiě）、能源等等這些被稱為重工業的領域（yù）裏，大大小（xiǎo）小的各種各樣的齒輪在進行組合後產生出來的齒輪箱也會在多種場合下得到應用。所謂齒輪箱，就是減少動力的轉速以（yǐ）獲得扭矩，或者反過來是增加動力的轉速的傳達機（jī）構的總稱，比如說，使用於鐵路車輛上的車輪驅動部分，和風力、火力（lì）發電等使用（yòng）的渦輪發電機上。

還有，近年（nián）來在（zài）飛機產業裏，內置齒輪箱的GTF （Geared Turbo Fan Engine） 已經（jīng）實用化了，得到了大家（jiā）極大的關注（zhù）。GTF可以通過齒輪箱（xiāng）的作（zuò）用讓渦輪和風扇的（de）轉速達（dá）到最佳化，是一種可以達到低燃料和（hé）安靜性的發（fā）動（dòng）機。現在中小型飛機上的使用已經（jīng）規範化，將來隨著齒輪箱輕量化問（wèn）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（yè）產品裏的齒輪，作為機械技術進步的幕後功臣，也在不斷豐富著我們（men）的（de）社（shè）會生活。