賭上一個汽車人的尊嚴！齒輪沒你想的那麼簡單！

無論PPT，還是剪切畫，在生活中其實不難見到齒輪的身影。或許正是因為太過常見，導致身邊出現了途爺特別不愛聽到的聲音：「不就一齒輪么」，字裡行間流露出種種不屑。次奧次奧次奧，齒輪，作為一個歷史悠長，意義重大的零件，奠定了整個工業的基礎，你TM居然如此不屑……下面借用一張網友的圖，途爺只能表示，無知真可怕，或者說，製作海報的這哥們就是別有用心的高級黑，細思極恐啊……

輪緣上有齒，能連續嚙合，並傳遞運動和動力的機械元件，就可以稱之為齒輪。要說齒輪的出現可以追溯到公元前。目前出土的世界上最早的齒輪出現在中國。

在很多人看來，只要帶齒，能轉，能咬合，就是齒輪了。但實際上，齒輪內部的學問很大。而且是需要跨學科的那種學問，就好像利用選修課+必修課合體的洪荒之力才能開啟的那種學問，你們懂得。

我不說，就放幾張圖，大家來感受一下。如果覺得不夠直觀，途爺下面還放上了一隻視頻供您欣賞。讓您見識到工業的偉大。

工業生產和機械結構容不得差錯。任何閃失都有可能直接導致問題的發生。作為傳動系統的基礎，齒輪從一出生便承載著巨大的使命。每一個齒輪既要保證傳遞動力，又要保證在歷經各種摧殘後仍能健康的工作。同時還要兼顧加工的難易度以及成本的控制。所以綜合考慮，齒輪絕不可能只是輕描淡寫的那樣EASY。它有自己的一套基礎設定，同時也有不同國家對齒輪制定的不同標準。

齒輪的齒從來不是直來直去的

齒輪身上的每一個齒都不是「直來直去」，綜合製造與成本以及齒輪傳動平順性等眾多元素，誕生了漸開線齒輪的原理。

每一對齒的嚙合點運動都遵守漸開線原理，降低了齒輪的脈衝性（衝擊），齒輪傳遞更平穩，也更加易於製造。

齒輪傳力是需要角度的

如圖所示，不同齒型的齒，很直接的會導致壓力角度變化。所謂壓力角，就是兩個齒嚙合時力與齒輪運動方向之間的夾角。

這個角度看似無足輕重，但對於傳動系統而言，它的變化直接影響著齒輪的強度設計，以及重合度。也就是說，為了滿足小壓力角的齒輪強度，就必須要提升齒輪的材料強度。強度更高的材料或許就意味著加工更為費力，同時成本更為高昂。

齒輪的齒數從來不是隨便定奪的

齒輪的齒數從來都不是隨便定奪的，而且，標準齒輪的齒數一般也是很少低於17齒的。為什麼？因為一般來說齒輪都是採用一種名為范成法的方法加工而來。如果一切按照標準來，那麼當齒數少於17時，會發生根切現象。也就是說，以標準設備切削加工齒輪時，由於齒數較少，每切割完成一部分後，在轉動齒輪的過程中都會導致多切一部分「肉」的情況發生。而這對於齒輪的強度是極其不利的。

上圖的每一個齒後面都被切去了一小塊

所以綜合考慮，一般很少見到17齒以下的齒輪。當然，如果不得已，還是可以製造出來的。不過在加工中需要進行變位係數修正進行加工。以此獲得少於17齒的齒輪。

齒輪的材料的強度需求與熱處理

齒輪需要傳遞力量，所以，當然要滿足強度設計需求。但是就像做生意那樣，強度夠用即可，多了便是浪費，所以，齒輪的強度也是投入不少精力的一部分。

鋼材、鋁材、或是其它材料，為了滿足強度，是加大齒型設計或是金屬的熱處理，表面淬火，滲碳淬火，滲氮，調質，正火各有其背後的道理。哪些可以用來提升抗點蝕，抗膠合能力，哪些又能保證耐磨性，還有哪些可以使齒輪心部保持韌性，承受不大的衝擊載荷。這裡面的每一項，都絕不是隨便挑一塊金屬材料就能解決的事情。

關於齒輪，途爺就先寫這麼多吧，能把這些姿勢搞定，已經算是不小的工程。如果您還想涉閱更多齒輪知識，途爺建議您可以自學一下齒輪學，或者乾脆找本齒輪手冊看一看，保證有所收穫。

看到這裡是不是已經開始顛覆或者說微微的改變您對於齒輪的看法了？沒關係，下面途爺為您找了另一條視頻，再過一把機械癮，走著~~

途爺

有話說

今天的齒輪只是一個簡單的概述，但牽扯出來的內容也是不少。而且，這還只是整個齒輪學科中的冰山一角。在機械與工業上，有很多零部件在我們看來或許平常無奇，但是究其背後的門道，或許可以牽動半個地球。比如今天咱們所說的齒輪，再比如我們經常提到的圓珠筆頭。很多東西，都不止我們所見的那樣簡單。所以說，想要世道變好，還是得從尊重知識開始啊……