简要结论：传动比 = 从动齿轮齿数 ÷ 主动齿轮齿数。若 60 齿从动齿轮与 20 齿主动齿轮啮合，则传动比为3:1—— 即每输入转 3 圈，输出 1 圈，扭矩提升至 3 倍。
传动比计算器
传动比公式
其基本关系十分简单：
其中T从动表示输出齿轮的齿数，T主动表示输入齿轮的齿数。该传动比同样适用于轴转速：
对于扭矩同样适用，但需计入效率系数：
任何实际齿轮箱都不可能实现 100% 效率。
直齿轮组的效率通常可达 96–99%；蜗轮蜗杆副则会因导程角不同而降至 50–90%。
在电机选型前始终应计入效率系数，再进行电机功率匹配。
美国齿轮制造商协会（AGMA）为各类齿轮型式发布了标准化效率等级。
按齿轮类型划分的传动比
每种齿轮配置都有其适用的传动比范围。超出这一范围，通常意味着所选齿轮并不适合该工况。
⚙ 齿轮类型对比：传动比范围、效率与应用
| 齿轮类型 | 传动比范围（单级） | 效率 | 轴系布置 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 直齿圆柱齿轮 | 1:1 – 6:1 | 96–99% | 平行轴 | 输送设备、机床、包装机械 |
| 斜齿轮 | 3:1 – 10:1 | 96–99% | 平行轴 | 高速、低噪声传动 |
| 锥齿轮 / 伞齿轮 | 1:1 – 6:1 | 93–97% | 相交 90° 轴 | 直角传动、差速器 |
| 蜗轮蜗杆 | 5:1 – 300:1 | 50–90% | 非相交 90° 轴 | 大传动比减速、自锁 |
| 行星齿轮 | 3:1 – 10:1 每级 | 97–99% | 同轴（共线） | 机器人、伺服系统、高扭矩密度 |
直齿圆柱齿轮
直齿圆柱齿轮是平行轴传动中最常见的选择。
单级直齿轮传动可实现的传动比范围为1:1 至约 6:1；采用多级布置时，可提升至 20:1。
其效率可达 96–99%，因此在输送设备、机床和包装生产线等对噪声要求不高的场合，直齿圆柱齿轮通常是首选方案。
斜齿轮
斜齿齿面采用渐进啮合而非瞬时全齿啮合——在相同节线速度下可显著降低振动与噪声，同时仍可保持 96–99% 的效率。
其实际适用的传动比范围为3:1 至 10:1每级。
在强调静音运行的应用中，汽车变速箱、压缩机以及高速工业传动通常会优先选用斜齿轮。
锥齿轮（含伞齿轮）
锥齿轮用于在相交轴之间传递动力，最常见的轴交角为90°。
伞齿轮属于特殊形式：两齿轮齿数相同，因此在啮合时形成1:1传动比在改变传动方向的同时保持等速传动。
标准锥齿轮副可覆盖1:1至6:1，效率可达93–97%。
直角输送设备、差速传动装置和手动工具都是其典型应用。
蜗轮蜗杆
蜗杆呈螺旋形结构，以90°角驱动蜗轮。
其几何结构可实现在单级紧凑结构中获得5:1至300:1的传动比——若不采用多级串联，其他齿轮形式难以达到这一范围。
但其代价是效率：通常为50–90%，且随着传动比提高而明显下降。
蜗杆传动是否具有自锁性，主要取决于导程角以及蜗杆与蜗轮之间的摩擦，而不单由传动比决定——但由于较大的减速比通常对应较小的导程角，约20:1以上的蜗杆传动往往具有自锁性，这意味着在没有独立输入的情况下，输出端无法反向驱动。
这种内置保持能力可使起重设备和包装机械无需另设外部制动器。
行星齿轮箱
三个或更多行星齿轮围绕中心太阳轮同时分担载荷——这是各类齿轮传动中扭矩密度最高的形式。效率可达每级效率为 97–99%.
单级行星传动的速比范围通常为 3:1 至 10:1；两级叠加结构可将速比提升至 100:1。
在机器人、伺服轴、风力发电机组和精密自动化设备中，只要对结构紧凑性与高效率同时有要求，行星传动便是常见选择。
如何选择合适的传动比
选择合适的传动比，需要明确四个参数：所需输出转速、所需输出扭矩、可用输入转速以及可用输入扭矩。
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1
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明确输出要求。可从设备工况反推。若输送带运行速度为 0.5 m/s，主动滚筒直径为 200 mm，则滚筒轴转速应为 (0.5 ÷ (π × 0.2)) × 60 ≈47.7 RPM。 |
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2
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了解电机转速。60 Hz 条件下的标准 4 极感应电机转速为 1,720–1,760 RPM；伺服电机的最高转速可能达到 3,000 RPM。应以铭牌数据为准，不宜仅采用额定值。 |
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3
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计算所需传动比。GR = 输入 RPM ÷ 所需输出 RPM。以输送机示例中的 1,460 RPM 电机为例：GR = 1,460 ÷ 47.7 =30.6:1。采用标准 30:1 或 31:1 减速机即可满足要求——可由单级蜗轮蜗杆传动实现，也可由两级斜齿轮串联实现。 |
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4
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核算扭矩。应确认所选传动比下的输出扭矩能够覆盖负载，并计入使用系数。根据 AGMA 指南，大多数工业传动的使用系数为1.25 to 2.0，具体取值取决于冲击载荷条件。 |
→ 齿轮类型选型指南
轴系布置 | 所需传动比 | 推荐齿轮类型 |
|---|---|---|
平行轴 | 最高 6:1 | |
直角（90°） | 最高 6:1 | |
直角（90°） | 5:1 至 300:1 | |
直列式 / 同轴式 | 3:1 至 100:1 | 行星减速箱 |
均可——完整传动系统 | 按应用定制 |
复合传动比
当单级齿轮副无法实现所需传动比时，可采用多级串联。总传动比按各级相乘计算：
两级复合传动比——示例
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第1级
4:1
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× |
第2级
5:1
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= |
总传动比
20:1
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每级效率按97%计：0.97 × 0.97 =94.1%——而不是97%。每增加一级，效率损失都会叠加。在电机选型时必须将这一因素纳入计算。
因此，行星级常采用多级串联：两级5:1可得到25:1，三级则可达到125:1，并且均可采用直列布置，而不会像蜗杆串联那样承受额外的效率损失。
传动比、转速比与扭矩比
这三个术语描述的是同一物理关系，只是出发点不同：
术语 | 公式 | 背景 |
|---|---|---|
传动比 | T_driven ÷ T_drive | 齿轮设计与选型 |
速比 | RPM_input ÷ RPM_output | 轴转速计算 |
扭矩比 | Torque_out ÷ Torque_in | 驱动选型（按 100% 效率） |
5:1 的传动比表示输出轴每转 1 圈，输入轴需转 5 圈；输出转速为输入的五分之一，在 100% 效率条件下，输出扭矩为输入的 5 倍。实际应用中，应从该扭矩值中扣除减速箱损失。
齿轮传动比计算中的常见错误
⚠️ | 忽略效率因素蜗轮蜗杆减速箱在 50:1、效率为 70% 时，输出为 50 × 0.70 =输入扭矩的 35 倍，而不是 50 倍。电机选型应依据实际输出，而非理论最大值。 |
⚠️ | 忽视惯量匹配在伺服和步进系统中，折算到电机侧的负载惯量（负载惯量 ÷ GR²）理想情况下应控制在1:1 至 10:1……电机转子惯量。即使传动比在机械上是正确的，若惯量失配达到 50:1，仍会引起超调并延长稳定时间。 |
⚠️ | 级数过多每增加一级传动，都会带来成本、侧隙、重量以及效率损失的上升。如果单级 30:1 蜗杆传动在效率满足要求的前提下即可达标，那么采用三级直齿轮传动显然并非合适方案。 |
⚠️ | 围绕理想传动比进行设计标准减速箱通常采用常用传动比分档：5、7、10、15、20、25、30、40、50。系统设计应优先适配现有可选传动比，而不必执着于计算得出的理想值——因为该数值往往并不存在于产品样本中。 |
常见问题
哪种传动比可获得更大的扭矩？
任何高于 1:1 的传动比都会放大输出扭矩。4:1 减速可在输入转速的四分之一下输出 4 倍输入扭矩（需扣除减速箱损失）。
直流减速电机采用多大的传动比较合适？
这取决于具体应用。中速输送机通常采用 10:1 至 20:1；低速执行器和定位平台则常用 50:1 至 100:1。选定传动比之前，必须先核算所需输出转速和扭矩——合适的数值始终取决于具体工况。
传动比可以小于 1 吗？
可以。低于 1:1 的传动比属于增速传动——输出轴转速高于输入轴，但输出扭矩相应降低。0.75:1 之类的超速传动比常见于汽车变速器和高速磨削主轴驱动。
传动比会如何影响电机电流？
更高的传动比会降低电机所承受的机械负载，因为减速箱会放大输出扭矩。因此，在完成相同输出功的情况下，电机可消耗更小电流——但这一优势仅在减速箱效率损失尚未抵消增益之前成立。
没有铭牌时，如何确定现有减速箱的传动比？
在输入轴上标记一条基准线。缓慢转动输入轴，统计多少圈输入转动恰好对应一圈完整输出转动，该数值即为传动比。对于高于 20:1 的传动比，可在完成固定输入转数的同时记录输出轴的部分转动，再进行换算。
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