齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸的工作原理是：在齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸中，壓縮空氣作用在兩個(gè)齒輪的齒側(cè)面上，兩個(gè)齒輪中，其中一個(gè)固定在工作軸上，另一個(gè)與其相嚙合，使其旋轉(zhuǎn)的力就是壓力與齒側(cè)面積的乘積。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸有雙齒輪式和多齒輪式，而以雙齒輪式應(yīng)用得最多。其結(jié)構(gòu)形式包括：直齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸；斜齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸；人字齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸。

直齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸是完全靠充入的介質(zhì)的靜壓力來(lái)工作的機(jī)械。壓縮空氣在整個(gè)工作過(guò)程中無(wú)膨脹的過(guò)程，也即它的膨脹功沒(méi)有被利用。斜齒及人字齒式齒輪旋轉(zhuǎn)氣缸這兩種形式的旋轉(zhuǎn)氣缸在工作過(guò)程中利用了壓縮空氣的一部分膨脹功。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸特點(diǎn)是:

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，對(duì)氣源質(zhì)量要求低、耐沖擊及慣性小；

②單位重量輸出功率較高，整體體積小；

③轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，耗氣量較大，效率較低；

④輸出功率可達(dá)約70kW,人字齒旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出功率甚至可約330kW,轉(zhuǎn)速較低為1000~3000r/min。

齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸應(yīng)用：

主要應(yīng)用于地下作業(yè)、化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)和重工業(yè)領(lǐng)域，用于驅(qū)功輸送設(shè)備、卷?yè)P(yáng)機(jī)等；用于驅(qū)動(dòng)泵及安全保險(xiǎn)裝置、轉(zhuǎn)爐、混料裝置、吹氧槍、轉(zhuǎn)塔及其他種類爐子的驅(qū)動(dòng)以及作為柴油機(jī)的啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)氣缸等。

圖為齒輪式旋轉(zhuǎn)氣缸結(jié)構(gòu)原理

這種旋轉(zhuǎn)氣缸的工作室有一對(duì)齒輪構(gòu)成，壓縮空氣由對(duì)稱中心處輸入，齒輪在壓力的作用下回轉(zhuǎn)。采用直齒輪的旋轉(zhuǎn)氣缸可以正反轉(zhuǎn)動(dòng)，采用人字齒輪或斜齒輪的旋轉(zhuǎn)氣缸則不能反轉(zhuǎn)。

如果采用直齒輪的旋轉(zhuǎn)氣缸，則供給的壓縮空氣通過(guò)齒輪時(shí)不膨脹，因此效率低。當(dāng)采用人字齒輪或斜齒輪時(shí)，壓縮空氣膨脹60%~70%,提高了效率。

旋轉(zhuǎn)氣缸定義：

旋轉(zhuǎn)氣缸也是氣動(dòng)執(zhí)行元件的一種。它的作用相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)或液壓旋轉(zhuǎn)氣缸。即輸出力矩，拖動(dòng)機(jī)構(gòu)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)氣缸和其他氣動(dòng)元件一樣具有許多獨(dú)特的特點(diǎn)，在許多情況下使用旋轉(zhuǎn)氣缸可以降低造價(jià)，技術(shù)上更趨完美。連續(xù)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)宜選用旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動(dòng)，既可無(wú)級(jí)調(diào)速，還能方便實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，適應(yīng)于惡劣環(huán)境，且能帶在啟動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)氣缸按工作原理可分為容積式和透平式：

透平式旋轉(zhuǎn)氣缸一般通過(guò)噴嘴將空氣的流動(dòng)能直接轉(zhuǎn)變成工作輪的機(jī)械能。其優(yōu)點(diǎn)為能容比大，輸出軸速度高，可以改變噴嘴數(shù)目來(lái)調(diào)節(jié)功率；

缺點(diǎn)為小功率情況下效率低、逆轉(zhuǎn)復(fù)雜，在工況急劇變化時(shí)會(huì)降低效率低速時(shí)工作不穩(wěn)定。

旋轉(zhuǎn)氣缸應(yīng)用：

旋轉(zhuǎn)氣缸采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，在易燃、易爆、高溫、振動(dòng)、潮濕、粉塵等惡劣條件均能正常工作，且具有過(guò)載保護(hù)功能，可以直接帶負(fù)載啟動(dòng)；可長(zhǎng)時(shí)間滿載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。多用于高速、恒負(fù)載工況。容積式旋轉(zhuǎn)氣缸工作原理和液壓旋轉(zhuǎn)氣缸相似，按結(jié)構(gòu)形式可分為葉片式、活塞式、齒輪式等。

最為常見(jiàn)的是活塞式旋轉(zhuǎn)氣缸和葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸制造簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，但低速運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、低速性能不好，適用于中低功率的機(jī)械，目前在礦山及風(fēng)動(dòng)工具中應(yīng)用普遍。高速小轉(zhuǎn)矩宜選用葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸，當(dāng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)速度較高，而轉(zhuǎn)矩較小時(shí)，可直接選用葉片式旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動(dòng)；最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5×。