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仅通过机器头部内部的正齿轮实现从电机到主轴的动力传递的钻床。没有使用任何类型的摩擦元件（例如皮带），可确保始终保持主动驱动并最大程度地减少维护要求。钻头适用于钻削力较高且所需速度（RPM）低于木工加工速度的金属加工应用。 附在头部一侧的杠杆用于选择不同的齿轮比以改变主轴速度，通常与两速或三速电机结合使用（这随材料而异）。大多数这种类型的机器都设计为使用三相电力运行，并且通常比同等尺寸的皮带驱动装置更坚固。几乎所有示例都带有齿轮齿条，用于调节工作台和色谱柱在色谱柱上的位置。

齿轮头钻床通常在工具室和其他需要重型机器才能进行生产钻孔和快速更改设置的商业环境中找到。在大多数情况下，主轴经过加工以接受莫氏锥度工具，从而具有更大的灵活性。较大的齿轮式头部钻床通常在主轴机构上装有动力供给装置，该装置在达到一定的钻削深度时或在行程过大的情况下，使供给装置脱离。一些齿轮头钻床具有执行攻丝操作的能力，而无需外部攻丝附件。此功能在较大的齿轮头钻床上很常见。离合器机构在动力作用下将丝锥驱动到零件中，一旦达到适当的深度，便将其从螺纹孔中退出。在这些机器上，冷却液系统也很常见，可以延长生产条件下的刀具寿命。 设计是使用先进的机械软件进行的，其中已建造了钻孔机，并以最佳方式创建了动画渲染图像。