工人的兩個齒輪可以以多種方式聯鎖。一個齒輪可以在另一個齒輪內旋轉,也可以在另一個齒輪外部旋轉,甚至可以垂直于另一個齒輪旋轉聯鎖齒輪將動力從機器的一部分傳送到機器的另一部分。為了正常工作,必須設計適當的齒輪尺寸和直徑,以便以所需的速度傳遞適當的功率為了確保電力傳輸盡可能高效,必須仔細設計齒輪系統,使一個齒輪的輪齒轉動下一個齒輪的輪齒。進行這些計算需要節圓直徑。當兩個齒輪有效嚙合時,兩個齒輪的節圓必須相切節圓可分為更重要的部分。圓節距或節距是一個齒輪的齒間距離。對于兩個要聯鎖的齒輪,兩個齒輪中沿節圓的一個齒到下一個齒的距離必須相同。否則,它們旋轉時不會同步齒距圓與齒頂之間的面積稱為齒頂,節圓至輪齒底部的面積稱為齒根。畫出節圓后,可以確定每個齒輪的節圓直徑和節圓半徑,第一個齒輪的節圓直徑與第二個齒輪的節圓直徑之比必須等于第一個齒輪的齒數與第二個齒輪的齒數之比。因此,通過知道兩個節圓直徑之比,工程師也知道每平方英寸或每平方厘米每個齒輪必須有多少個齒,齒輪與節圓直徑之比也等于速度比,它是輸入齒輪的轉速與輸出齒輪的轉速之比。因此,在確定齒輪系統中一個齒輪是否與另一個齒輪一起工作時,了解齒輪節圓的直徑至關重要。
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