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。

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。

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。

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。