齒輪是應用非常廣泛的傳動件，用以傳遞動力和運動，並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——有於兩平行之間的傳動。
(2) 圓錐齒輪傳動——用於兩相之間的傳動。
(3) 蝸桿蝸輪傳動——用於兩交叉之間的傳動。
齒輪傳動的另一種形式為齒輪齒條傳動（圖9-44），可用於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。齒輪又有標準齒和非標準齒之分，具有標準齒的齒輪稱為標準齒輪。本節介紹具有漸開線齒形的標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）
1、齒頂圓（直徑d1）
通過圓柱齒輪齒頂的曲面稱為齒頂圓柱面。齒頂圓柱面與端平面的交線稱為齒頂圓。
2、齒根圓（直徑d2）
通過圓柱齒輪齒根的曲面稱為齒根圓柱面。齒根圓柱面與端平面的交線稱為齒根圓。
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。它位於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，位於連心線OO上的兩齒廓點P，稱為節點。分別以O O為圓心，OP為半徑所作的兩個相切的園稱為節圓。 正確安裝的標準齒輪的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
由於分度圓周長 πd=pz
所以 d=p/πz
令 p/π=m
則 d=mz
式中m稱為齒輪的模數，它等於齒距與圓周率π的比值。模數以毫米為單位，為了便於設計和製造，模數的數值已標準化，如圖9-12所示。
模數是設計、製造齒輪的重要參數。由於模數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，能配對摺合的兩個齒輪，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。我國規定的標準壓力角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。裝配準確的標準齒輪，其中心距a=d1/2+d2/2=1/2(z1+z20
(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確定的。標準直齒圓柱齒輪各基本尺寸計算關係見表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規定繪製（圖9-46）
（1）齒頂圓和齒頂線用粗實線繪製。
（2）分度圓和分度線用細點畫線繪製。（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製，也可省略不畫；在剖視圖中，恥根線用粗實線繪製，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製。輪體的結構和尺寸，由設計要求確定。
齒輪屬於輪盤類零件，其表達方法與一般輪盤類零件相同。通常將軸線水平放置，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製。齒合區按如下規定繪製（圖9-48）：
（1）在垂直於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製。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）在平行於齒輪軸線的投影面的視圖（非圓視圖）中，當採用剖視且剖切平面通過兩齒輪軸線時（圖9-48a主視圖），在齒合區將一個齒輪的輪齒用粗實線繪製，另一個齒輪的輪齒被遮擋的部分用虛線繪製，虛線也可省略。
當不採用剖視而用外形視圖表示時，齒合區的齒頂線不需畫出，節線用粗實線繪製；非齒合的節線仍用細點畫線繪製，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致，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
由於製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並取其中心點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，並以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）標準直齒圓柱齒輪的繪製
根據齒輪實物，通過測量，計算確定其主要參數和各基本尺寸，並測量其餘各部分尺寸，然後繪製齒輪零件圖的過程，稱為齒輪繪製。齒輪繪製除齒輪部分外，其餘部分與一般輪盤類零件的繪製方法相同，而齒輪部分主要在於確定齒數z和模數m這兩個基本參數。直齒圓柱齒輪繪製的一般步驟如下：1、確定齒數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、確定模數
根據
d= m（z+2），得m= d/ （z+2）
將d和z代入上式中，可算出模數m，並對照模數表9-12選取與其相近的標準模數值。
4、計算各基本尺寸
根據確定的標準模數，用表9-13的公式計算出等基本尺寸（注意，當取標準模數後，應重新核算d，一修正或確定所測之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、繪製直齒圓柱齒輪零件
圖90-53所示為直齒圓柱齒輪的零件圖（圖中省略了部分內容）。在齒輪零件圖中，除
具有一般零件的內容外，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）；並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於交角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。刀具順著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。
由於輪齒分佈在圓錐面上，因而其齒形從大端到小端是逐漸收縮的，齒厚和齒高均沿著圓錐素線方向逐漸變化，故模數和直徑也隨之變化。為便於設計和製造，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（圖中未標註）均在大端度量；並取大端的模數為標準模數（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係見表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。即常採用剖視，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，輪齒部分只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）
一對安裝準確的標準圓錐齒輪齒合時，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，將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、蝸桿蝸輪
蝸桿蝸輪用於兩交叉軸（交叉角一般為直角）間的轉動。通常蝸桿主動，蝸輪從動，用於減速，可獲得較大的傳動比。
蝸桿蝸輪傳動中（圖9-60），最常用的蝸桿為圓柱形阿基米德蝸桿。這種蝸桿的軸向齒廓是直線，軸向斷面呈等腰梯形，與梯形螺紋相似。蝸桿的齒數稱為頭數，相當於螺紋的線數，常用單頭或雙頭。蝸桿相當於斜齒圓柱齒輪，其輪齒分佈在圓環面上，使齒輪能包住蝸桿，以改善接觸狀況，這是蝸輪形體的一特徵。
（一）蝸桿蝸輪的主要參數與尺寸計算
1.齒距P與模數P
在包含蝸桿軸線並垂直於蝸輪軸線的中間平面內（圖9-60），蝸桿的軸向齒距P應與蝸輪的端面齒距P相等（P=P=P），所以蝸桿的軸向模數M與蝸輪的端面模數M也相等（M=M=M），並規定為標準模數。蝸桿分度圓直徑d，喉圓直徑d、齒根圓直徑d均在中間平面內度量。
2、蝸桿直徑係數q
蝸桿直徑係數是蝸桿特有的一重要參數，它等於蝸桿的分度圓直徑d與軸向模數M的比值，即 q=d/m
或 d=mq
對應於不同的標準模數，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
沿蝸桿分度圓柱面展開，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，稱為蝸桿的導程角。當蝸桿直徑係數q和頭數Z選頂後，導程角r就唯一確定了。它們之間的關係為 tan
一對相互齒合的蝸桿和蝸輪，除了模數和齒形角必須分別相同外，蝸桿導程角r與2蝸輪旋角B應大小相等，旋向相同，即r=B。
蝸桿與蝸輪各部分尺寸與模數m、蝸桿直徑係數q、導程角r和齒數Z、Z有關，其具體關係見表9-15。
（二）蝸桿蝸輪的畫法
1、蝸桿的畫法
蝸桿一般選用一個視圖，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，並在其相齒合的蝸桿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，只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、蝸桿蝸輪齒合的畫法
蝸桿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，蝸輪的節圓與蝸桿的節線相切。
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