齿轮箱是风力发电机的重要组成部分，在风力发电机中应用着多个齿轮箱，主要有风力机增速齿轮箱，偏航驱动电机齿轮箱，变桨驱动电机齿轮箱三种。
由于风力机风轮转速较低，小型风力机转速每分钟最多几百转，大中型风力机转速约每分钟几十转甚至十几转。而普通发电机转速高，二极三相交流发电机转速约每分钟3000转，四极三相交流发电机转速约每分钟1500转，六极三相交流发电机转速约每分钟1000转，这么大的转速差别，风轮只有通过齿轮箱增速才能使发电机以额定转速旋转，增速比一般为几十倍至一百多倍。目前大多数风力机采用齿轮箱增速，齿轮箱是风力发电机主轴传动中的主要部件，通常在风力发电机中指的齿轮箱就是主轴增速齿轮箱。

齿轮传动变速主要有两种形式，一种是圆柱齿轮传动，一种是行星齿轮传动，虽然行星齿轮也由圆柱齿轮组成，但它们是两种不同的传动形式。行星齿轮传动下节介绍，本节介绍圆柱齿轮传动变速与风力机增速齿轮箱的主要形式。

圆柱齿轮的轮齿均匀分布在一个圆柱面上，圆柱的轴线就是齿轮的轴线。用两个相啮合的齿轮，一个齿轮转动带动另一个齿轮转动。两个齿轮齿数相同时，两齿轮转速相同，旋转方向相反，传动比为1比1。两个齿轮齿数不相同时，小齿轮带动大齿轮时，旋转方向相反，大齿轮转速比小齿轮慢，传动比为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，是减速传动；大齿轮带动小齿轮时，旋转方向相反，小齿轮转速比大齿轮快，传动比为小齿轮齿数与大齿轮齿数之比，是增速传动。

图1是两个相啮合的齿数不同的齿轮。两个齿轮的轮齿与齿轮轴线平行、同在一个圆柱面上，称为直齿圆柱齿轮。两齿轮轴线平行，属外啮合齿轮传动。大齿轮齿数为36，小齿轮齿数为12，传动比是1/3或3。

齿轮固定安装在转轴上，轴两端安装滚动轴承，见图2。

把齿轮安装在箱座（下箱体）内，各轴承安装在对应的轴承座内，见图3。

这是一个一级齿轮传动机构，盖上箱盖（上箱体），就是一个齿轮箱，小齿轮轴输入大齿轮轴输出就是单级圆柱齿轮减速器，传动比为3；大齿轮轴输入小齿轮轴输出就是单级圆柱齿轮增速器，传动比为1/3。单级圆柱齿轮最大传动比为10，一般为4左右。

下面是该齿轮箱的运转动画，动画格式.mp4；分辨率800×600。

由于齿轮传动在绝大多数应用中都是作减速使用，所以通常把齿轮传动机构都称为齿轮减速器，但在风力机主传动中是作增速使用的。

圆柱齿轮还有斜齿齿轮与人字形齿轮，图5左图是人字形齿轮，右图是斜齿齿轮（图片来自网络）。

图6是圆柱齿轮传动机构基本简图符号。

对于图4所示的一级圆柱齿轮减速箱可用图7所示的简图表示。

单级圆柱齿轮传动的传动比很有限，为得到高的传动比，需多级齿轮传动，这种多级互相啮合的齿轮组成的传动系统称为齿轮系，简称为轮系。下面介绍风力机常用的几种多级圆柱齿轮增速器的形式，介绍中均按减速器计算传动比。

两级圆柱齿轮传动

结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。一般用于载荷比较平稳的场合。高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。推荐传动比8~40，最大60。

两级圆柱齿轮传动

  （分流式）

结构复杂，但由于齿轮相对于轴承对称布置，与展开式相比载荷沿齿宽分布均匀、轴承受载较均匀，适用于变载荷的场合。高速级一般用斜齿，低速级可用直齿或人字齿。推荐传动比8~40，最大60。

两级圆柱齿轮传动

  （同轴式）

增速器横向尺寸较小，两对齿轮浸入油中深度大致相同，但轴向尺寸和重量较大，输入输出级圆柱齿轮传动同轴。推荐传动比8~40，最大60。

两级圆柱齿轮传动

  （同轴分流式）

每对啮合齿轮仅传递全部载荷的一半，输入轴和输出轴只承受扭矩，中间轴只受全部载荷的一半，故与传递同样功率的其他减速器相比，轴颈尺寸可以缩小。推荐传动比8~40，最大60。

以上是较常用的4种结构，对于大型风力机的转速较慢，增速比大于100，一般用3级圆柱齿轮增速器，其中每级独立增速比为3至5，实际应用中更多采用行星齿轮与圆柱齿轮组合传动。