齿轮离合器由一对内、外齿轮组成啮合副，如下图所示。件1为内齿轮，外齿轮2套在花键轴上，花键轴一端用轴承支承在内齿轮上。为了便于啮合，通常将啮合齿端制成10º～15º的倒角；为了避免内齿轮齿顶与外齿轮根过渡部分干涉，当齿数z>27时，常将内齿轮齿顶圆直径加大0.4m(m为齿轮模数)；为了提高接合机率，可将内齿轮隔齿去一齿，外齿轮隔齿去半齿。
齿轮离合器的特点是齿轮轮齿比牙嵌盘上端面齿容易加工。由于轮齿强度高，在传递相同转矩条件下，其外形尺寸较其他嵌合式离合器小，故结构紧凑、简单，有时还可利用脱开后的外齿轮兼作齿轮传动用。齿轮离合器只能在静止或低转速差进行下进行接合，运动中接合，如转速差太高，不但冲击大，而且可能造成齿端损坏。适宜用于转速差不大，带载荷进行接合，且传递矩效大的机械主传动或变仙械的传动轴系。
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