机构应用２－１　使用齿轮机构改变运动方向的同时，可以更有效率的改变输出动力的速度与力量

应用要点：

　　通过齿轮机构的传递动力，可以让输出侧的旋转运动速度增加或减少。可以使输出侧的旋转动力增加或减少。由于它们均属于均等变换机构，所以无论是增加还是减少都是有规律，按比例进行的。伞型齿轮和螺旋齿轮还可以改变旋转轴的方向（即改变动力的驱动方向）。因此，它们可以被作为改变旋转方向和传递运动的机构来使用。

（１）　正齿轮

　　通过齿轮的旋转运动可以将动力传递给另一个齿轮，当传动轮的转数变大时，输出的动力就会变小。

　　当由多个正齿轮组成齿轮的传动机构时，输入动力通过与握柄相连的正齿轮①来产生旋转运动，并输出、传递动力。与齿轮①相互啮合的齿轮②是比齿轮①的外径还要大的正齿轮。所以，在齿轮①的传动、牵引下，转动速度会变慢。

　　齿轮②与齿轮③共用一个旋转轴，虽然两个齿轮大小不同，但是它们是共用一个旋转轴的同轴齿轮。所以在转速和输出动力上是相同的。当齿轮③将动力再传递给比其外径还要大的齿轮④时，齿轮④的旋转速度会变得更慢。因此，从整个的机构传动来看，终端从动轴一侧会比主动轴一侧获得更大的减速效果。

　　正齿轮旋转运动的驱动方法是由旋转盘的外圆边沿来驱动的。齿间的接触数量和接触面积非常有限。所以说，它是一种几乎不受摩擦力影响，并且动力不会损失的传动方法。如果主动侧与从动侧进行动力互换，仍然可以实现原主动侧的旋转运动。像这种主动侧、从动侧可实现互换驱动的机构，称为可逆传动机构。另外，输出齿轮的旋转方向会因齿轮的个数而改变。

　　正齿轮是在一个圆周里，将齿轮的轮齿依垂直方向做等间隔排列的构造，两个齿轮的啮合状态是不断变化的。当一个齿轮的轮齿从开始啮合另一个齿轮的齿间到分离的整个过程中，啮合状态是一个不断变化的过程。

（２）　螺旋齿轮（同向）

　　当正齿轮的轮齿呈斜面时，就成了如图所示的“螺旋齿轮”。

　　因为是斜面，所以当一个轮齿从开始咬合另一个齿轮的轮齿到分开的整个过程时间就会变长。同时，当第一个轮齿还在啮合状态时，第二个轮齿就已经开始进入了啮合状态。这种啮合过程，可以保证齿轮间传动过程的稳定性和顺滑的动力传递过程。

　　齿轮旋转过程中，会依照轮齿的倾斜程度，而产生垂直方向的分力，即分力会作用在齿轮和旋转轴方向上，变成轴方向的脱离力量。这种作用于轴方向的力量就称之为“轴向推力”。在需要承受重大的轴向推力时，应该要考虑使用滑动轴承（止推轴承）。

（３）　人字齿轮

　　人字齿轮，是在一组齿轮组上实现两个螺旋齿轮互相啮合的构造，从正面看，其轮齿呈现Ｖ字形。当左右齿轮转动时，会产生大小相同的轴向推力，两股轴向推力互相抵消，就不会发生轴向推力的现象了。旋转轴承受的推力变小或消失，也使得轴承的使用寿命得以延长。

（４）　伞型齿轮

　　当我们在同一平面上，需要改变动力输出的角度时，就可以选用伞型齿轮的结构类型。

　　与此同时，如果还要实现齿轮输出的增速或减速效果，就可以通过改变互相啮合的两个齿轮的轮齿数量比值来实现。

　　当两个相同的伞型齿轮相互啮合时，主动轴转动时，会将动力传递方向转动９０度方向后，传送到从动轴。伞型齿轮也和正齿轮一样，如果轮齿呈斜面形状，同样可以实现转动时的平稳、顺滑。这样的齿轮就称之为“蜗线斜齿轮”。

　　如上图所示，其主动轴和从动轴也可以利用止推轴承，来防止齿轮轴向推力所带来的影响。

（５）　螺旋齿轮（异向）

　　当螺旋齿轮的轮齿倾斜角度不同时，可以使主动轴与从动轴的方向呈现不同的角度组合。

　　两个齿轮的轴线呈某个角度相交而啮合。当这个角度呈４５度时，轴线间的角度成９０度相交。

　　如果改变轮齿的角度的话，就可以把轴线改变成不同的角度。又因为螺旋齿轮的两个轴心不在同一平面，也互不相交，所以可以将该机构设计应用在需要改变旋转轴高度的地方。轮齿角度的变更也能使螺旋齿轮实现９０度角以外的方向变换。

总结：

　　伞型齿轮的旋转轴是在同一平面上，所以轴线成一点相交，在止推轴承的安装上，只需在其中的一个旋转轴上安装就可以了。而旋转齿轮的旋转轴互不相交，所以应该在两条旋转轴上都安装止推轴承。