齒輪是應用非常廣泛的傳動件，用以傳遞動力和運動，并具有改變轉速和轉向的作用。依據兩齒合齒輪軸線在空間的相對位置不同，常見的齒輪傳動可分為下列三種形式（圖9-43）：

(1) 圓柱齒輪傳動——有于兩平行之間的傳動。

(2) 圓錐齒輪傳動——用于兩相之間的傳動。

(3) 蝸杆蝸輪傳動——用于兩交叉之間的傳動。

齒輪傳動的另一種形式為齒輪齒條傳動（圖9-44），可用于轉動和移動之間的運動轉換。

常見的齒輪輪齒是直齒和斜齒。齒輪又有标準齒和非标準齒之分，具有标準齒的齒輪稱為标準齒輪。本節介紹具有漸開線齒形的标準齒輪的有關知識與規定畫法。

一、直齒圓柱齒輪（直齒輪）

(一) 直齒圓柱齒輪各部分名稱及有關參數（圖9-45）

３.分度圓（直徑d）

齒輪設計和加工時計算尺寸的基準圓稱為分度圓。它位于齒頂圓和齒根圓之間，是一個約定的假想圓。

４.節圓（直徑d）

兩齒輪合時，位于連心線OO上的兩齒廓點P，稱為節點。分别以O O為圓心，OP為半徑所作的兩個相切的園稱為節圓。 正确安裝的标準齒輪的d=d。

5.齒高h

輪齒在齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離稱為齒高。齒高h分為齒頂高h，齒根高h兩段（h=h h）:

齒根高h齒根圓與分度圓之間的徑向距離；

吃根高h齒根圓與分度圓之間的徑向距離；

6.齒數z

即輪齒的個數，它是齒輪計算的主要參數之一。

8.模數m

由于分度圓周長 πd=pz

所以 d=p/πz

令 p/π=m

則 d=mz

式中m稱為齒輪的模數，它等于齒距與圓周率π的比值。模數以毫米為單位，為了便于設計和制造，模數的數值已标準化，如圖9-12所示。

模數是設計、制造齒輪的重要參數。由于模數m與齒距p成正比。而p決定了輪齒的大小，所以m的大小反映了輪齒的大小。模數大，輪齒大，在其他條件相同的情況下，輪齒的承載能力也就大，反之承載能力就小。另外，能配對折合的兩個齒輪，其沒，模數必須相等。加工齒輪也須選用與齒輪模數相同的刀具，因而模數又是選擇刀具的依據。

9.壓力角、齒形角a

如圖9-45所示，輪齒在分度圓上齒合點p的受力方向（即漸開線齒廓曲線的法線方向）與該點的瞬時速度方向（分度圓的切線方向）所夾的銳角a稱為壓力角。我國規定的标準壓力角a=20度。

加工齒輪用的基本齒條的法向壓力角稱為吃形角。故齒形角也為20度，也用a表示。

10.中心距a

兩圓柱齒輪軸線之間的距離稱為中心距。裝配準确的标準齒輪，其中心距a=d1/2 d2/2=1/2(z1 z2）

(二)、直齒圓柱齒輪各基本尺寸計算

齒輪輪齒各部分的尺寸都是根據模數來确定的。标準直齒圓柱齒輪各基本尺寸計算關系見表9-13。

（三）、直齒圓柱齒輪的畫法

單個齒輪的畫法

齒輪的輪齒部分，按GB/T4459.2——1984規定繪制（圖9-46）

（1）齒頂圓和齒頂線用粗實線繪制。

（2）分度圓和分度線用細點畫線繪制。（分度線應超出輪齒兩端面2-3mm）

（3）齒根圓和齒根線用細實線繪制，也可省略不畫；在剖視圖中，恥根線用粗實線繪制，這時不可省略。

（4）在剖視圖中，當剖切平面通過齒輪軸線時，齒輪一律按不剖處理。

齒輪除了輪齒部分外，其餘輪體結構均應按真實投影繪制。輪體的結構和尺寸，由設計要求确定。

齒輪屬于輪盤類零件，其表達方法與一般輪盤類零件相同。通常将軸線水平放置，可選用兩個視圖（圖9-47）；或一個視圖和一個局部視圖（參見圖9-53），其中的非圓視圖可作半剖視或全剖視。

2、兩齒輪齒合的畫法。

兩齒輪齒合時，除齒合區外，其餘部分均按單個齒輪繪制。齒合區按如下規定繪制（圖9-48）：

（1）在垂直于齒輪軸線的投影面的視圖（反映為圓的視圖）中，兩節圓應相切，齒頂圓均按粗實線繪制。如圖9-48a左視圖所示；在齒合的齒頂圓也可以省略不畫，如圖9-48b左視圖所示。齒根園全部省略不畫。

（2）在平行于齒輪軸線的投影面的視圖（非圓視圖）中，當采用剖視且剖切平面通過兩齒輪軸線時（圖9-48a主視圖），在齒合區将一個齒輪的輪齒用粗實線繪制，另一個齒輪的輪齒被遮擋的部分用虛線繪制，虛線也可省略。

當不采用剖視而用外形視圖表示時，齒合區的齒頂線不需畫出，節線用粗實線繪制；非齒合的節線仍用細點畫線繪制，齒根線均不畫出（圖9-48b主視圖）。

如果兩輪齒寬不等，則齒合區的畫法如圖9-49所示。不論兩輪齒寬是否一緻，一輪的齒頂線與另一輪的齒根線之間，均應有0.25m的間隙。

圖9-50為齒輪齒條齧合畫法（對應的軸測圖見圖9-44）。

（四）漸開線齒形的近似畫法

由于制造或表注尺寸的需要，有時要在齒輪零件圖上畫出一個或兩個齒形。漸開線齒形有多種近似畫法，現介紹其中一種（圖9-51），作圖步驟如下：

1、畫兩個圓弧

畫齒頂圓弧（直徑d）、分度圓弧（直徑d）、齒根圓弧（直徑d）其中

2、分齒

自圓心O，按360/z分齒，作出1-2個齒的對稱線，其中的一條為OO。在分度圓上量取。

式中：S為齒厚；P為齒距。

3、畫齒形

連接OA并取其中心點O，以O為圓心，OA為半徑作圓弧交基圓與O點。

以O為圓心，OA為半徑作弧，在頂圓與基圓之間得BC，即為所求齒形的一部分。

在基圓與根圓之間，做徑向線CE，并以r=0.2m(m為模數)的小圓弧與根圓光滑相連，既得半邊齒形。與相同方法做另一側齒形，既成。

（五）标準直齒圓柱齒輪的繪制

根據齒輪實物，通過測量，計算确定其主要參數和各基本尺寸，并測量其餘各部分尺寸，然後繪制齒輪零件圖的過程，稱為齒輪繪制。齒輪繪制除齒輪部分外，其餘部分與一般輪盤類零件的繪制方法相同，而齒輪部分主要在于确定齒數z和模數m這兩個基本參數。直齒圓柱齒輪繪制的一般步驟如下：

1、确定齒數z

數出被測齒輪的齒數。

2、測量齒頂圓直徑d

當齒輪的齒數是偶數時，可直接量得d，如圖9-52a所示；當齒數為奇數時，應通過測出軸孔直徑D和孔壁至齒頂的徑向距離H（圖9-52b），然後按下式算出d。

3、确定模數

根據

d= m（z 2），得m= d/ （z 2）

将d和z代入上式中，可算出模數m，并對照模數表9-12選取與其相近的标準模數值。

4、計算各基本尺寸

根據确定的标準模數，用表9-13的公式計算出等基本尺寸（注意，當取标準模數後，應重新核算d，一修正或确定所測之d值）

5、校對中心局a

計算所得的尺寸要與實測的中心距核對，必須符合下式：a=1/2(d1 d2)=1/2m(z1 z2)

6、測量齒輪其他各部分尺寸

7、繪制直齒圓柱齒輪零件

圖90-53所示為直齒圓柱齒輪的零件圖（圖中省略了部分内容）。在齒輪零件圖中，除

具有一般零件的内容外，齒頂圓直徑、分度圓直徑必須直接注出，齒根圓直徑規定不注（因加工時該尺寸由其他參數控制）；并在圖樣右上角的參數欄中注寫模數、齒數、齒形、齒形角等基本參數。

二、直齒圓錐齒輪

（一）直齒圓錐齒輪各部分名稱和尺寸計算

直齒圓錐齒輪通常用于交角90度的兩軸之間的傳動。圖9-54為錐齒輪呸兩視圖，其主體結構由頂錐、前錐、背錐等組成。刀具順着頂錐面切出直的輪齒後，即成直齒圓錐齒輪。直齒圓錐齒輪各部分名稱如圖9-55所示。

由于輪齒分布在圓錐面上，因而其齒形從大端到小端是逐漸收縮的，齒厚和齒高均沿着圓錐素線方向逐漸變化，故模數和直徑也随之變化。為便于設計和制造，規定一大端為準，齒頂高h、齒根高h、分度圓直徑d，齒頂圓直徑d及齒根圓直徑d（圖中未标注）均在大端度量；并取大端的模數為标準模數（GB/T12368-1990），以它作為計算圓錐齒輪各部分尺寸的基本參數。大端背錐素線與分度圓素線垂直。圓錐齒輪軸線與分度圓錐素線間夾角稱為分度圓錐角，它是圓錐齒輪的又一基本參數。圓錐齒輪各部分名稱及尺寸關系見表9-14。

（二）、圓錐齒輪的畫法

1、單個圓錐齒輪的畫法

（1）在投影為非圓的視圖中，畫法與圓柱齒輪類似。即常采用剖視，其輪按不剖處理，用粗實線畫出齒頂線和齒根線，用細點畫線畫出分度線。

（2）在投影為圓的視圖中，輪齒部分隻需用粗實線畫出大端和小端的齒頂圓；用細點畫線畫出的打大端的分度圓；齒根圓不畫。投影為圓的視圖一般也可用僅表達鍵槽軸孔的局部視圖取代。

單個圓錐齒輪的畫圖步驟如圖9-57所示。

2、圓錐齒輪齒合的畫法（圖9-58）

一對安裝準确的标準圓錐齒輪齒合時，它們的分度圓錐應相切（分度圓錐與節圓錐重合，分度圓與節重圓重合）其齒合區的畫法，與圓柱齒輪類似：

（1）在剖視圖中，将一齒輪的齒頂線畫成粗實線，另一齒輪的齒頂線畫成虛線或省略。

（2）在外形視圖中，一齒輪的節線與另一齒輪的節圓相切。

齧合畫法的作圖步驟如圖9-59所示。

三、蝸杆蝸輪

蝸杆蝸輪用于兩交叉軸（交叉角一般為直角）間的轉動。通常蝸杆主動，蝸輪從動，用于減速，可獲得較大的傳動比。

蝸杆蝸輪傳動中（圖9-60），最常用的蝸杆為圓柱形阿基米德蝸杆。這種蝸杆的軸向齒廓是直線，軸向斷面呈等腰梯形，與梯形螺紋相似。蝸杆的齒數稱為頭數，相當于螺紋的線數，常用單頭或雙頭。

蝸杆相當于斜齒圓柱齒輪，其輪齒分布在圓環面上，使齒輪能包住蝸杆，以改善接觸狀況，這是蝸輪形體的一特征。

（一）蝸杆蝸輪的主要參數與尺寸計算

1.齒距P與模數P

在包含蝸杆軸線并垂直于蝸輪軸線的中間平面内（圖9-60），蝸杆的軸向齒距P應與蝸輪的端面齒距P相等（P=P=P），所以蝸杆的軸向模數M與蝸輪的端面模數M也相等（M=M=M），并規定為标準模數。蝸杆分度圓直徑d，喉圓直徑d、齒根圓直徑d均在中間平面内度量。

2、蝸杆直徑系數q

蝸杆直徑系數是蝸杆特有的一重要參數，它等于蝸杆的分度圓直徑d與軸向模數M的比值，即 q=d/m

或 d=mq

對應于不同的标準模數，規定了相應的q值，引入這一系數的目的，主要是為了減少加工刀具的數目。

3、導程角r

沿蝸杆分度圓柱面展開，螺旋線展成傾斜直線，如圖9-61所示，斜線與底線間的夾角r，稱為蝸杆的導程角。當蝸杆直徑系數q和頭數Z選頂後，導程角r就唯一确定了。它們之間的關系為 tan

一對相互齒合的蝸杆和蝸輪，除了模數和齒形角必須分别相同外，蝸杆導程角r與2蝸輪旋角B應大小相等，旋向相同，即r=B。

蝸杆與蝸輪各部分尺寸與模數m、蝸杆直徑系數q、導程角r和齒數Z、Z有關，其具體關系見表9-15。

（二）蝸杆蝸輪的畫法

1、蝸杆的畫法

蝸杆一般選用一個視圖，其齒頂線、齒根線和分度線的畫法與圓柱齒輪系相同，如圖9-62所示。圖中以細線表示的齒根線也可省略。齒形可用局部視圖或局部放大圖表示。

2、渦輪的畫法

渦輪的畫法與與圓柱齒輪相似，如圖9-63所示。

（1）在投影為非圓的視圖中常用全剖或半剖視，并在其相齒合的蝸杆軸線位置畫出細點畫線圓和對稱中心線，以表注有關尺寸和中心距。

（2）在投影為圓的視圖中，隻畫出最大頂圓和分度圓，喉圓和齒根圓省略不畫，投影為圓的視圖也可用表達鍵槽軸孔的局部視圖取代。

3、蝸杆蝸輪齒合的畫法

蝸杆蝸輪齒合有畫成外形圖和剖視圖兩種形式，其畫法如圖9-64所示。在蝸輪投影為圓的視圖中，蝸輪的節圓與蝸杆的節線相切。

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