本文主要回答2個問題：

• 齒輪的基本參數(shù)有哪些？
• 設(shè)計齒輪時我們怎么對齒輪進(jìn)行評價？

　　齒輪基本參數(shù)有哪些呢？要約束完整一個齒輪我們需要標(biāo)注的基本參數(shù)有齒數(shù)、法向模數(shù)，法向壓力角，螺旋角，齒寬，齒頂圓，齒根圓，跨齒數(shù)，公法線（跨齒數(shù)和公法線可以由量棒直接和跨棒距替代），中心距。看到這里大家會奇怪，為什么沒有變位系數(shù)呢？下面我們分別來介紹下各參數(shù)的意義并來回答下為什么我們應(yīng)該標(biāo)注公法線而不是變位系數(shù)。
齒數(shù)，代號Z，只齒輪整個圓周上齒的總數(shù)。
法向模數(shù)，代號mn，除了法向模數(shù)還有端面模數(shù)，代號mt。在直齒中法向模數(shù)和端面模數(shù)相等，而斜齒輪中他們的關(guān)系為：

式中：β指齒輪螺旋角。
　　法向模數(shù)指加工齒輪的刀具的模數(shù)，其所在平面與螺旋角母線垂直。端面模數(shù)指齒輪的端面平行的平面上齒輪的模數(shù)。
　　模數(shù)m本身沒有物理意義，它的作用是替代齒輪節(jié)距P：

　　定了模數(shù)m基本確定了齒輪的單個齒的厚度，結(jié)合齒數(shù)Z一個齒輪的大小也就基本確定了。模數(shù)m影響齒輪強(qiáng)度，折斷，磨損都可以通過增大模數(shù)來改善。
法向壓力角，代號αn。壓力角是漸開線運(yùn)動方向與受力方向的夾角，漸開線上每個點的壓力角是不同的，離基圓越遠(yuǎn)，壓力角越大。基圓處壓力角為0°，在世界上絕大部分國家分度圓處的壓力角為20°。

　　這里有個概念大家要清楚，齒輪上不同點處壓力角不一樣，所以有些人說改變壓力角可以改變重合度改變強(qiáng)度等等都是對的。但是原理是通過調(diào)整漸開線的形狀來優(yōu)化齒輪傳動的。一般情況下我們可以使用調(diào)整變位系數(shù)的方法實現(xiàn)同樣的效果。調(diào)整壓力角需要更換刀具，而變位系數(shù)只需調(diào)整刀具位置即可實現(xiàn)，所以正常情況下我們能通過調(diào)整變位系數(shù)實現(xiàn)齒輪優(yōu)化的調(diào)整變位系數(shù)來實現(xiàn)，無法通過變位系數(shù)調(diào)整的才來調(diào)整壓力角。因為壓力角改變必須要重新訂刀，周期長，價格也高。
螺旋角，代號β，斜齒輪分度圓柱螺旋線的切線與其軸線所夾的銳角稱為分度圓柱螺旋角，簡稱分度圓螺旋角或螺旋角。

　　斜齒輪相對直齒輪的優(yōu)勢在于斜齒輪具有更大的重合度，使得齒輪強(qiáng)度和平穩(wěn)性都有所提升。所以同等加工精度下斜齒輪適用更高轉(zhuǎn)速。直齒輪螺旋角為0。當(dāng)然斜齒輪的缺點是嚙合會產(chǎn)生軸向分力，斜齒輪的軸向定位要求比直齒輪高很多。
齒寬，代號b，齒輪的有齒部位沿分度圓柱面的直母線方向量度的寬度。

　　齒寬的大小影響斜齒輪的重合度，同時由于影響接觸面積的大小，所以對齒輪的強(qiáng)度也有影響。理想狀態(tài)下齒寬越長那么提升強(qiáng)度越大，但是事實上由于存在加工誤差，所以齒寬越長，誤差量會越大，造成齒輪的嚙合沖擊加劇從而造成齒輪強(qiáng)度下降。所以選取合適的齒寬是非常必要的，齒寬越長強(qiáng)度越好是錯誤的觀念。
齒頂圓，代號da，過齒輪各輪齒頂端的圓，直徑用da表示，半徑用ra表示。齒頂圓在齒輪參數(shù)里面非常重要，其值影響重合度，滑動率，齒頂厚等，甚至取值不當(dāng)會引起齒輪嚙合干涉。
齒根圓，代號df，與齒輪各輪齒齒槽底部相切的圓，其直徑用df，半徑用rf表示。齒根圓影響齒輪的頂隙。影響齒根處應(yīng)力集中位置，對于薄壁齒輪該值對齒輪的彎曲強(qiáng)度影響非常明顯。有很多人認(rèn)為這個值可以不標(biāo)注，但是我們強(qiáng)烈推薦在圖紙上進(jìn)行標(biāo)示，出問題查起來方便。不過齒根圓的加工控制不必嚴(yán)格，因為齒根圓由刀具和公法線決定。第一次加工正確后面加工出錯的概率很小。但是如果忽視這個值一旦出問題你和廠家責(zé)任不好確定。
跨齒數(shù)，代號k。公法線，代號wk。跨齒數(shù)和公法線其實是一個物理量。公法線指與兩個異側(cè)齒面相切的兩平行平面間的距離。也可以理解為用公法線千分尺測量的跨k各齒的距離。下圖所為為跨3齒的公法線距離W。

　　測量跨齒數(shù)的目的是為了測量齒輪的齒厚，也可以認(rèn)為是在測量齒輪的變位系數(shù)。在齒輪參數(shù)中我們實際加工時測量公法線，而不會去太關(guān)注變位系數(shù)。因為變位系數(shù)表示刀具的偏移距離，但是我們無法在齒輪上直接量出來，而公法線可以直接測量，通過它我們可以算出來變位系數(shù)的具體值。這里要明白的是變位系數(shù)也是有誤差范圍的。
　　最后一個參數(shù)是中心距，代號a’。中心距指兩個齒輪軸線之間距離，也就是齒輪軸線間的安裝距離。對于齒輪新手來說，往往用使用標(biāo)準(zhǔn)中心距a作為實際中心距a’。但是在工程上，我們都對齒輪進(jìn)行角變位，多采用正變位，就是說實際中心距a’都是大于標(biāo)準(zhǔn)中心距a的。中心距選擇的不同會影響單個齒輪變位系數(shù)的選擇，同時影響齒輪的重合度，滑動率，干涉情況等等。中心距并不影響單個齒輪，但是對齒輪嚙合的平穩(wěn)性和強(qiáng)度具有非常大的影響。
　　上面介紹的這些就是齒輪圖紙上必須要標(biāo)注的項，否則你的齒輪參數(shù)就是不完整的，不完整的齒輪參數(shù)有各種可能，如果交付給對齒輪不是很了解的齒輪工廠加工，那么您的齒輪很容易出現(xiàn)問題，甚至可能都無法裝配起來。
　　上面是告訴大家齒輪的基本參數(shù)，他們被標(biāo)注了那么齒輪參數(shù)完整的。下面我們介紹下齒輪設(shè)計過程中，我們查看哪些指標(biāo)。
根切判斷，指在用范成法加工漸開線齒輪的過程中，有時刀具齒頂會把被加工齒輪根部的漸開線齒廓切去一部分的現(xiàn)象。根切的壞處將削弱齒根強(qiáng)度，甚至可能降低傳動的重合度，影響傳動質(zhì)量。雖然根切有不利影響，但是現(xiàn)在也有企業(yè)利用根切來抵消漸開線干涉現(xiàn)象。有根切時利用軟件計算的齒根彎曲強(qiáng)度值會比實際情況大，此時就需要工程師自己判斷了。特別注意的是根切并不意味的絕對不允許存在，要看實際情況。

齒頂厚，代號sa，指齒輪頂部處的圓弧長。該值的目的是為了保證齒輪齒形的完整度。怎么理解呢？當(dāng)變位系數(shù)增大時，齒輪的齒頂會變得越來越尖。如果不校核該值，工程師會將其忽略掉，造成齒輪的頂部無法加工出來，也就是齒頂圓無法加工到需要的尺寸，那么我們計算的重合度，滑動率等就是不正確的。同時齒頂變尖會造成由于齒輪嚙合沖擊存在而出現(xiàn)崩頂，一旦這些顆粒進(jìn)入齒面那么齒輪會非常快磨損。所以齒頂厚的計算很重要。一般要求 Sa ≥0.25mn，對于表面淬火的齒輪，要求Sa ＞0.4 mn。
重合度，代號ε，重合度的大小表明同時參與嚙合的輪齒對數(shù)的多少。如ε=1表示，齒輪傳動的過程中始終只有一對齒嚙合。若ε=1.3 的情況如圖所示，在實際嚙合線的B2A1和A2B1（長度各為0.3Pb）段有兩對輪齒同時在嚙合，稱為雙齒嚙合區(qū)；而在節(jié)點P附近A1A2段（長度為0.7Pb），只有一對輪齒在嚙合，稱為單齒嚙合區(qū)。

　　重合度一般是越大越好的，所以我們在設(shè)計時為了保證齒輪的連續(xù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，如果計算過程帶入了齒輪公差，那么最小重合度應(yīng)該大于1.05，如果不帶入公差進(jìn)行計算，那么重合度至少要大于1.2。
滑動率，代號η，滑動率是兩個齒輪嚙合時兩個嚙合點之間的速度差。他的大小影響的是齒輪的磨損和發(fā)熱量。設(shè)計時我們計算的是最大滑動率，最大滑動率出現(xiàn)在齒輪的齒頂與對應(yīng)齒輪嚙合的位置。齒數(shù)越少滑動率容易越大，我們建議滑動率不要超過3，最大也不要超過5。高速齒輪滑動率非常重要，線速度不高是還能再適當(dāng)放寬。
側(cè)隙，代號jn，齒輪嚙合傳動時，為了在嚙合齒廓之間形成潤滑油膜，避免因輪齒摩檫發(fā)熱膨脹而卡死，齒廓之間必須留有間隙，此間隙稱為齒側(cè)間隙，簡稱側(cè)隙。但是，齒側(cè)間隙的存在會產(chǎn)生齒間沖擊，影響齒輪傳動的平穩(wěn)性。因此，這個間隙只能很小，通常由齒輪公差來保證。齒輪和殼體精度越高的齒輪側(cè)隙允許做的越小，否則一定要保留適當(dāng)?shù)膫?cè)隙。所以在設(shè)計過程中我們有個參數(shù)叫最小側(cè)隙，最小側(cè)隙是當(dāng)一個齒輪的齒以最大允許實效齒厚與一個也具有最大允許實效齒厚的相配齒在最緊的允許中心距相嚙合時，在靜態(tài)條件下允許側(cè)隙。特別注意的是最小側(cè)隙是帶公差計算的結(jié)果，不是按理論值計算的。在一般工程應(yīng)用中最小側(cè)隙的推薦值按下面的公式計算。

頂隙，代號c，頂隙是一對齒輪嚙合時，一個齒輪的齒頂與另一個齒輪的齒根之間的間隙。它主要由頂隙系數(shù)控制。設(shè)計時要注意，齒頂不能過小，否則中心距變化時會沖擊。同時頂隙還有儲油的作用，所以保留合適的頂隙是很必要的。一般按照0.25mn控制頂隙即可。　　 　　
漸開線干涉判斷：當(dāng)一齒輪的齒頂與另一齒輪根部的過渡曲線接觸時，不能保證其傳動比為常數(shù)，此情況稱為過渡曲線干涉。當(dāng)所選的變位系數(shù)的絕對值過大時，可能發(fā)生這種干涉。齒輪齒數(shù)較少時非常容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象我們可以看到小輪的根部大輪的頂部出現(xiàn)明顯磨損。如果繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)就會轉(zhuǎn)化為整個齒面磨損。設(shè)計時漸開線干涉是一定要消除的，有部分工程師認(rèn)為將小輪做根切就能消除漸開線干涉也是不完全正確的。需要仔細(xì)計算才能確定是否消除了漸開線干涉。