齿轮式旋转气缸的工作原理是：在齿轮式旋转气缸中，压缩空气作用在两个齿轮的齿侧面上，两个齿轮中，其中一个固定在工作轴上，另一个与其相啮合，使其旋转的力就是压力与齿侧面积的乘积。

齿轮式旋转气缸有双齿轮式和多齿轮式，而以双齿轮式应用得最多。其结构形式包括：直齿式齿轮旋转气缸；斜齿式齿轮旋转气缸；人字齿式齿轮旋转气缸。

直齿式齿轮旋转气缸是完全靠充入的介质的静压力来工作的机械。压缩空气在整个工作过程中无膨胀的过程，也即它的膨胀功没有被利用。斜齿及人字齿式齿轮旋转气缸这两种形式的旋转气缸在工作过程中利用了压缩空气的一部分膨胀功。

齿轮式旋转气缸特点是:

①结构简单，工作可靠，对气源质量要求低、耐冲击及惯性小；

②单位重量输出功率较高，整体体积小；

③转矩脉动较大，耗气量较大，效率较低；

④输出功率可达约70kW,人字齿旋转气缸的输出功率甚至可约330kW,转速较低为1000~3000r/min。

齿轮式旋转气缸应用：

主要应用于地下作业、化学工业、冶金工业和重工业领域，用于驱功输送设备、卷扬机等；用于驱动泵及安全保险装置、转炉、混料装置、吹氧枪、转塔及其他种类炉子的驱动以及作为柴油机的启动旋转气缸等。

图为齿轮式旋转气缸结构原理

这种旋转气缸的工作室有一对齿轮构成，压缩空气由对称中心处输入，齿轮在压力的作用下回转。采用直齿轮的旋转气缸可以正反转动，采用人字齿轮或斜齿轮的旋转气缸则不能反转。

如果采用直齿轮的旋转气缸，则供给的压缩空气通过齿轮时不膨胀，因此效率低。当采用人字齿轮或斜齿轮时，压缩空气膨胀60%~70%,提高了效率。

旋转气缸定义：

旋转气缸也是气动执行元件的一种。它的作用相当于电动机或液压旋转气缸。即输出力矩，拖动机构作旋转运动。旋转气缸和其他气动元件一样具有许多独特的特点，在许多情况下使用旋转气缸可以降低造价，技术上更趋完美。连续回转机构的驱动宜选用旋转气缸驱动，既可无级调速，还能方便实现正反转，适应于恶劣环境，且能带在启动。

旋转气缸按工作原理可分为容积式和透平式：

透平式旋转气缸一般通过喷嘴将空气的流动能直接转变成工作轮的机械能。其优点为能容比大，输出轴速度高，可以改变喷嘴数目来调节功率；

缺点为小功率情况下效率低、逆转复杂，在工况急剧变化时会降低效率低速时工作不稳定。

旋转气缸应用：

旋转气缸采用压缩空气驱动，在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等恶劣条件均能正常工作，且具有过载保护功能，可以直接带负载启动；可长时间满载连续运转。多用于高速、恒负载工况。容积式旋转气缸工作原理和液压旋转气缸相似，按结构形式可分为叶片式、活塞式、齿轮式等。

最为常见的是活塞式旋转气缸和叶片式旋转气缸叶片式旋转气缸制造简单、结构紧凑，但低速运动转矩小、低速性能不好，适用于中低功率的机械，目前在矿山及风动工具中应用普遍。高速小转矩宜选用叶片式旋转气缸，当机构旋转速度较高，而转矩较小时，可直接选用叶片式旋转气缸驱动；最高转速可达5×。