甚麼是齒輪？

齒輪 是依靠齒的囓合傳遞扭矩的輪狀機械零件。齒輪通過與其它齒狀機械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動，可實現改變轉速與扭矩、改變運動方向和改變運動形式等功能。由於傳動效率高、傳動比準確、功率範圍大等優點，齒輪機構在工業產品中廣泛應用，其設計與製造水平直接影響到工業產品的質量。


[編輯] 齒輪的發展史
人類對齒輪的使用源遠流長，有史料記載，公元前400至前200年間的中國古代就開始使用齒輪，中國山西省出土的青銅齒輪是迄今發現的最古老齒輪。張衡的候風地動儀、古印度的棉核剔除機構（現收藏於柏林博物館）都含有齒輪機構。齒輪的發明人無史可考，而亞里士多德可認為是第一個系統論述這一機構的人。而阿基米德不僅對齒輪和蝸輪有詳盡的論述，Pappus更記載了阿基米德通過一個蝸輪和九個齒輪的機構，使少數幾個奴隸就將大船Syrakusia推下海中。

早期齒輪並沒有齒形和齒距的規格要求，因此連續轉動的主動輪往往不能使被動輪連續轉動。為了解決這一問題，齒形發展為弧形，並通過減小齒距使被動輪獲得連續轉動，這使得齒輪機構的汲水裝置十分普及。

由於鐘錶的出現和普及，人們產生了對齒輪定速傳動的需求。由齒廓囓合基本定律:

一對齒廓的瞬時速比，等於該瞬時接觸點的公法線截連心線為兩段線段的反比。
和傳動比恆定的條件：

過接觸點所作兩齒廓的公法線均須與連心線交於一固定的點。
所決定的齒形理論上是無窮多的，Olaf Roemer在1674年曾論述外擺線齒形，而1694年Philipp de la Hire提出了漸開線齒形。在1733年，Camus提出了著名的Camus定理：

輪齒接觸點的公法線必須通過中心連繞上的節點。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪的瞬心線(節圓)純滾動時，與輔助瞬心線固聯的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的。
1765年，Euler闡明了相囓合的齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關係。其後Savary完善了這一關係，形成了現在使用的Euler-Savary方程。1873年，Hoppe指出了不同齒數的齒輪在壓力角改變時的漸開線齒形，從而奠定了變位齒輪的基礎。19世紀末，范成切齒法原理的提出使漸開線齒形最終戰勝擺線齒形走上了大規模生產的道路。

1907年，Frank Humphris提出了圓弧齒形。圓弧齒形在使用壽命和減小尺寸方面有一定優勢，因此在現代工業中也逐漸發揮作用。


齒輪齒條
[編輯] 齒輪機構的類型
以傳動比分類
定傳動比 —— 圓形齒輪機構(圓柱、圓錐）
變傳動比 —— 非圓齒輪機構（橢圓齒輪）
以輪軸相對位置分類
平面齒輪機構
直齒圓柱齒輪傳動
外囓合齒輪傳動
內囓合齒輪傳動
齒輪齒條傳動
斜齒圓柱齒輪傳動
人字齒輪傳動
空間齒輪機構
圓錐齒輪傳動
交錯軸斜齒輪傳動
蝸輪蝸桿傳動

每個齒輪的 周長大小 、 齒數 不同，將不同的齒輪以不同的方式連接在一起，用以傳輸機械中的運動和力，就像腳踏車是由幾個齒輪所組成的，我們只要在踏板的地方使力，力量就會從踏板處的齒輪傳輸出去，使得前、後輪一起轉動。

由於一個機械中所要完成的工作，往往不是一個或兩個齒輪就能完成的；而是利用 多個大小、齒數不同的齒輪 ，配合上 皮帶、鏈條、輪軸或齒條、渦輪 等 組合 而成，因而稱之為齒輪組。 齒輪就是一對彼此相連，而且只要一個轉動，另一個馬上會跟著轉的輪子。不同大小的齒輪會以不同的速度轉動，因此，機器才能夠改變速度。
只要一個齒輪轉動，另一個齒輪 馬上會反方向轉動。不同大小的齒輪會以不同的速度轉動，可加快或減慢速度。日常生活中最常見的腳踏車，就是靠一齒輪組來工作的 。

齒輪 是依靠齒的齧合傳遞扭矩的輪狀機械零件。齒輪通過與其它齒狀機械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動，可實現改變轉速與扭矩、改變運動方向和改變運動形式等功能。由於傳動效率高、傳動比準確、功率範圍大等優點，齒輪機構在工業產品中廣泛應用，其設計與製造水準直接影響到工業產品的質量。


齒輪的發展史
人類對齒輪的使用源遠流長，有史料記載，公元前400至前200年間的中國古代就開始使用齒輪，中國山西省出土的青銅齒輪是迄今發現的最古老齒輪。張衡的候風地動儀、古印度的棉核剔除機構（現收藏於柏林博物館）都含有齒輪機構。齒輪的發明人無史可考，而亞里士多德可認為是第一個系統論述這一機構的人。而阿基米德不僅對齒輪和蝸輪有詳盡的論述，Pappus更記載了阿基米德通過一個蝸輪和九個齒輪的機構，使少數幾個奴隸就將大船Syrakusia推下海中。

早期齒輪並沒有齒形和齒距的規格要求，因此連續轉動的主動輪往往不能使被動輪連續轉動。為了解決這一問題，齒形發展為弧形，並通過減小齒距使被動輪獲得連續轉動，這使得齒輪機構的汲水裝置十分普及。

由於鐘錶的出現和普及，人們產生了對齒輪定速傳動的需求。由齒廓齧合基本定律:

一對齒廓的瞬時速比，等於該瞬時接觸點的公法線截連心線為兩段線段的反比。
和傳動比恆定的條件：

過接觸點所作兩齒廓的公法線均須與連心線交於一固定的點。
所決定的齒形理論上是無窮多的，Olaf Roemer在1674年曾論述外擺線齒形，而1694年Philipp de la Hire提出了漸開線齒形。在1733年，Camus提出了著名的Camus定理：

輪齒接觸點的公法線必須通過中心連繞上的節點。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪的瞬心線(節圓)純滾動時，與輔助瞬心線固聯的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的。
1765年，Euler闡明了相齧合的齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關係。其後Savary完善了這一關係，形成了現在使用的Euler-Savary方程。1873年，Hoppe指出了不同齒數的齒輪在壓力角改變時的漸開線齒形，從而奠定了變位齒輪的基礎。19世紀末，范成切齒法原理的提出使漸開線齒形最終戰勝擺線齒形走上了大規模生產的道路。

1907年，Frank Humphris提出了圓弧齒形。圓弧齒形在使用壽命和減小尺寸方面有一定優勢，因此在現代工業中也逐漸發揮作用。

１）每個齒輪的 周長大小 、 齒數 不同，將不同的齒輪以不同的方式連接在一起，用以傳輸機械中的運動和力，就像腳踏車是由幾個齒輪所組成的，我們只要在踏板的地方使力，力量就會從踏板處的齒輪傳輸出去，使得前、後輪一起轉動。

由於一個機械中所要完成的工作，往往不是一個或兩個齒輪就能完成的；而是利用 多個大小、齒數不同的齒輪 ，配合上 皮帶、鏈條、輪軸或齒條、渦輪 等 組合 而成，因而稱之為齒輪組。 齒輪就是一對彼此相連，而且只要一個轉動，另一個馬上會跟著轉的輪子。不同大小的齒輪會以不同的速度轉動，因此，機器才能夠改變速度。
日常生活中最常見的腳踏車，就是靠一齒輪組來工作的 。

２）小齒輪推動大齒輪

-推動直徑較小的齒輪
-用較小的力
-推動直徑較大的齒輪
-用較大的力
(假設：相同物料）
小齒輪(較細的力)
大齒輪(較大的力)
好處：用較細的力推動較重的東西
缺點：效能低，大齒輪速度減漫

大齒輪推動小齒輪

大齒輪(較大的力)
小齒輪(較小的力)
好處：小齒輪速度加快，效能高
缺點：較大的力推動小齒輪大齒輪轉