机械制图齿轮(直齿锥齿轮)计算公式
直齿圆锥齿轮传动
●
4
八、产形齿轮 (冠轮)
d2
刨齿机
d1
●
5
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§9 直齿圆锥齿轮传动
一、传递相交轴的运动
二、齿廓的形成
平面渐开线
O
平面渐开面
球面渐开线 球面渐开面●1三、六锥(节圆)
圆 柱 齿 轮
基圆 齿根圆 分度圆 齿顶圆
齿 顶 锥
分
度 锥齿
基 圆
(节圆锥)
根 锥
锥
背锥
●
2
四、背锥、当量齿轮、当量齿数
1. 背锥
rV=
—r—
cosd
2. 当量齿轮
齿形相当于锥齿轮大端球面渐开
线齿形的直齿圆柱齿轮。
一对锥齿轮的啮合,相当于它们
对应当量直齿轮的啮合。
3. 当量齿数:
ZV=
—2r—V
m
=
—m—c2ors—d
=
—coZ—sd
●
rd rV
22 3
五、正确啮合条件 大端的 m 和 a 分别相等;
(锥齿轮的标准参数在大端)
d1+d2=S
六、传动比
i12= ZZ—21 = —rr21
标准直齿锥齿轮计算公式
标准直齿锥齿轮计算公式直齿锥齿轮是一种常见的机械传动装置，它能够实现两轴的平行传动，广泛应用于各种机械设备中。
在设计和制造直齿锥齿轮时，需要准确计算其参数，以确保其性能和传动效率。
本文将介绍标准直齿锥齿轮的计算公式，帮助读者更好地理解和应用这一重要的机械传动元件。
1. 齿轮传动基本参数。
在计算直齿锥齿轮的参数之前，我们首先需要了解一些基本的齿轮传动参数。
这些参数包括模数、齿数、齿宽系数、压力角等。
模数是齿轮齿数与齿轮直径的比值，通常用m表示；齿数表示齿轮上的齿的数量，用z表示；齿宽系数是齿轮齿宽与模数的比值，用b/m表示；压力角是齿轮齿廓曲线与齿轮轴线的夹角，通常用α表示。
这些参数将在后续的计算中起到重要的作用。
2. 直齿锥齿轮计算公式。
（1）齿轮传动比的计算。
齿轮传动比是指齿轮输入轴与输出轴的转速比。
对于直齿锥齿轮，其传动比可以通过以下公式计算：i = z2 / z1。
其中，i表示传动比，z1和z2分别表示从动齿轮和主动齿轮的齿数。
通过计算传动比，可以确定齿轮传动系统的速比关系，为后续的参数计算提供基础。
（2）模数的计算。
模数是齿轮的重要参数之一，它直接影响着齿轮的尺寸和传动性能。
对于直齿锥齿轮，其模数可以通过以下公式计算：m = （z1 + z2）/（2 i）。
其中，m表示模数，z1和z2分别表示从动齿轮和主动齿轮的齿数，i表示传动比。
通过计算模数，可以确定齿轮的尺寸和齿廓参数，为后续的设计提供基础数据。
（3）齿轮齿距的计算。
齿距是指齿轮齿廓曲线上相邻两齿顶点之间的距离，它是齿轮传动中重要的参数之一。
对于直齿锥齿轮，其齿距可以通过以下公式计算：p = π m / sin(α)。
其中，p表示齿距，m表示模数，α表示压力角。
通过计算齿距，可以确定齿轮齿廓曲线的形状和尺寸，为齿轮的加工和装配提供基础数据。
（4）齿轮齿宽的计算。
齿宽是指齿轮齿面上的有效传动宽度，它直接影响着齿轮的传动能力和使用寿命。
锥齿轮设计计算
锥齿轮设计计算说明书一：初步设计1，已知条件该齿轮组是用于螺纹安装的，使用转速相当低（手拧一字扳手的速度），主要起变向作用。
初定小齿轮Z1=8（材料40Cr ，精度GB8级）、大齿轮Z2=16（材料45#，精度GB8级），齿数比u=i=Z2÷Z1=16÷8=2。
2，初定力矩设定一字槽扳手手柄处直径为￠20mm 、拧扳手所需要的力为50N 。
根据公式M=FL （图1-1）可得：M=10×10-3×50 N ·m=0.5 N ·m3，载荷系数K=K A ·K V ·K α·K β通过查表得：使用系数：K A =1 、动载系数：K V =1齿间载荷分配系数：K α=1 、齿向载荷分配系数：K β=1则K=1×1×1×1.2=1.24，估算齿轮许用接触应力：''lim 'HH HP s σσ=查图得'lim H σ=900N/mm 2 , 初定安全系数'H S =1.1'HPσ=900÷1.1 N/mm 2 =818.18 N/mm 25，估算 3'1'11951HPe u KT d σ≥ =14.925mm二：几何计算1， 分锥角：211arctan Z Z =δ=26.565°， 12arctan 2Z Z =δ=63.435°2， 大端模数：1'1Z d m e e ==1.8656（查表取m e =1.75）3， 大端分度圆直径：d e1=Z 1m e =8×1.75=14mm , d e2=Z 2m e =16×1.75=28mm4， 外锥距：11sin 2/δe e d R ==14÷2sin26.565°=12.516mm5， 齿宽系数：￠R =0.3 (一般取0.25-0.35)6， 齿宽：b=￠R Re=0.3×12.516=3.7548mm ，圆整后取整数4实际齿宽系数￠R =b/Re=4÷12.516=0.327, 中点模数：m m = m e (1-0.5￠R )=1.75(1-0.5×0.32)=1.47mm8, 中点分度圆直径：d m1=d e1(1-0.5￠R )=14(1-0.5×0.32)=11.76mmd m2=d e2(1-0.5￠R )=28(1-0.5×0.32)=23.52mm9, 顶隙：C=C *m e =0.2×1.75=0.35mm (C *查GB12369-1990齿制C *=0.2)10，切向变位系数：x t1=0 , x t2=0图1-111，高变位系数：x 1=0 ,x 2=012，大端齿顶高：h a1=(1+x 1)m e =1.75mm , h a2=(1+x 1) m e =1.75mm13，大端齿根高：h f1=(1+C *- x 1)m e =2.1mm ，h f2=(1+C *- x 2)m e =2.1mm14，全齿高：h=(2+ C *)m e =3.85mm15，齿根高：==e f f R h 11arctan θ9.5°，21f f θθ==9.5°16，齿顶角：θa1=θf2=9.5°, θa2=θf1=9.5°(采用等顶隙收缩齿) 17，顶锥角：δa1=δ1+θa1=36.065°, δa2=δ2+θa2=72.935°18，根锥角：δf1=δ1-θf1=17.065°, δf2=δ2-θf2=53.935°19，大端齿顶圆直径：d ae1=d e1+2h a1cos δ1=17.1304mm , d ae2=d e2+2h a2cos δ2=29.5645mm 20，冠顶距：1121sin 2δa e k h d A -==13.21775mm ，2212sin 2δa e k h d A -==5.4348mm 21，大端分度圆弧齿厚：s 1= m e (π/2+2x 1tan α+x t1)=2.7475mm , s 2=πm e - s 1=2.7475mm22，大端分度圆弦齿厚：=-=)61(212111e d s s s 2.73mm , =-=)61(222222e d s s s 2.743mm 23，大端分度圆弦齿高：=+=1121114cos e a d s h h δ 1.87mm ,=+=2222224cos e a d s h h δ 1.78mm 24，当量齿数：==111cos δz z v 8.9445（小于直齿圆柱齿轮的根切齿数17，但其工作载荷平稳、转速极小、安装空间小，故不做调整。
工程制图第七章-3齿轮
§7-3 齿轮齿轮是机械传动中广泛应用的传动零件，它可以用来传递动力、改变转速和旋转方向。
其常见的传动形式有：圆柱齿轮传动（图7-28a），用于两平行轴间的传动；圆锥齿轮传动（图7-28b)所示，用于相交两轴间的传动；蜗杆、蜗轮传动（图7-28c)所示，用于交叉两轴间的传动。
（a）圆柱齿轮（b）圆锥齿轮（c）蜗轮蜗杆图7-28 常见齿轮传动形式一、圆柱齿轮圆柱齿轮的轮齿有直齿、斜齿、人字齿等，如图7-29所示，直齿圆柱齿轮是齿轮中常用的一种。
（a）直齿轮（b）斜齿轮（c）人字齿图7-29 圆柱齿轮1.直齿圆柱齿轮各部分名称和主要参数(图7-30)(1)齿顶圆通过齿轮轮齿顶端的圆称为齿顶圆，其直径用d a表示。
(2)齿根圆通过齿轮轮齿根部的圆称为齿根圆，其直径用d f表示。
(3)分度圆齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆，它是一个假想圆，在该圆上，齿厚s与齿槽宽e相等，分度圆直径用d表示。
(4)节圆在两齿轮啮合时，齿廓的接触点将齿轮的连心线分为两段。
分别以o1、o2为圆心，以o1c、o2c为半径所画的圆，称为节圆，其直径用d′表示。
齿轮的传动就可以假想成这两个圆在作无滑动的纯滚动。
正确安装的标准齿轮，分度圆和节圆直径相等，即d＝d′。
（5）齿顶高分度圆到齿顶圆之间的径向距离，称为齿顶高，用h a表示。
（6）齿根高分度圆到齿根圆之间的径向距离，称为齿根高，用h f表示。
（7）齿高齿顶圆到齿根圆之间的径向距离，称为齿高，用h表示，h =h a+ h f。
（8）齿厚在分度圆上，同一齿两侧齿廓之间的弧长，称为齿厚，用s表示。
图7－30齿轮各部分名称和代号（9）齿间在分度圆上，齿槽宽度的一段弧长，称为齿间，也称为齿槽宽，用e表示。
（10）齿距在分度圆上，相邻两齿同侧齿廓之间的弧长，称为齿距，用p表示。
（11）齿形角（啮合角、压力角）渐开线圆柱齿轮基准齿形角为20°，它等于两齿轮啮合时齿廓在节点处的公法线与两节圆的公切线所夹的锐角，称为啮合角或压力角，用字母α表示。
机械制图齿轮(直齿锥齿轮)计算公式
3.75 4
算公式
α=20° )
齿数z2
48
齿轮2
26.56507 240.00000 248.94427
0 b≤R/3 268.32795 1.06752 1.28096 27.63260 25.28411 2.23607 17.72187
237.76393
角度单位为：度°
osδ）
2.75 3 3.25 3.5 16 18 20
2 齿轮 分度圆直径： d=mz
分度圆直径 d=模数m 乘以 齿数z 3 齿轮 压力角 ：标准 齿轮的压力角为20度
压力角 标准 为20度 其他还有 14.5 度17.5度15度25度和28 度 4 齿轮 变位系数 ：
用范成法加工 齿轮时，刀具中心线不 与齿轮的分度圆相切， 刀具中心与齿轮的分度 圆的距离除以模数所得 的商就是齿轮的变位系 数。刀具中心线在齿轮 的分度圆之外，为正变 位，变位系数为正，反 之为负。
6.00000
11.00000
20.00
b≤R/3
锥距R2
齿顶角θa2
齿根角θf2
顶锥角δa2
根锥角δf2
齿顶高的投影n2
齿面宽的投影l2
从锥顶到大端顶圆的
距离H2
注： 以上白色区域内为手动输入数值，黄色区域内为自动计算数值 。 角度单位为：度°
大端模数计算
m=da/(z+2cosδ）
标准模数
1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50
直齿锥齿轮几何尺寸计算公式(2021年)
b=φRR，但不得大于10m
齿顶高ha
ha1=(ha*+x1)m
ha2=(h2*+x2)m
齿根高hf
hf1=h-ha1
hf2=h-ha2
齿高h
h=(2ha*+c*)m
齿顶圆直径da
da1=d1+2da1cosδ1
da2=d2+2da2cosδ2
齿根角θf
tanθf1=hf1/R
tanθf2=hf2/R
②不产生根切的最少齿数Zmin=
变位系数x1，x2
①对μ=1：x1=x2=0，xt1=xt2=0
②对于格里森齿制：x1=0.6(1- )，x2=-x1；xt2=-xt1
节锥角δ
tanδ1=
δ2=∑－δ1
分度圆直径d
d1=mZ1
d2=mZ2
锥距R
R=
齿宽系数φR
齿宽系数不宜取得过大，否则将引起小端齿顶过薄，齿根圆角半径过小，应力集中过大，故一般取φR=1/4～1/3
齿顶角
θa
不等顶隙收缩齿
tanθa1=ha1/R
tanθa2=ha2/R
等顶隙收缩齿
θa1=θf2
θa2=θf1
顶锥角δa
δa1=δ1+θa1
δa2=δ2+θa2
根锥角δf
δf1=δ1-θf1
δf2=δ2-Biblioteka f2安装距A按结构确定
外锥高Ak
Ak1=d2/2-ha1sinδ1
Ak2=d1/2-ha2sinδ2
支承端距H
H1=A1-Ak1
H2=A2-Ak2
齿距p
p=πm
分度圆弧齿厚s
s1=m( )
直齿锥齿轮计算一些公式
小齿轮大端分度圆的直径估算查《机械设计手册.单行本.机械传动》 表13324--知锥齿轮强度计算公式如下： 接触强度计算公式：1b d eZ Z = 式中代号说明如下：1d : 小齿轮大端分度圆直径,mme : 锥齿轮类型几何系数b Z ：变位后强度影响系数Z φ: 齿宽比系数1T : 小齿轮转矩,N m ⋅A K : 使用系数H K β: 齿向载荷分布系数lim H σ: 试验齿轮的接触疲劳极限查《机械设计手册.单行本.机械传动》表13325-- 取锥齿轮类型几何系数 1200e = 表13326-- 取变位后强度影响系数 1b Z = 表13327-- 取齿宽比系数 1.683Z φ= 功率： 11231.5 1.50.950.970.98 1.36P KW ηηη=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= 小齿轮转矩： 33111 1.369.55109.551054.12()n 240P T N m =⨯⨯=⨯⨯=⋅ 表13181-- 取使用系数 1A K =表13328-- 取试验齿轮的接触疲劳极限 2lim 850H N mm σ=⋅ 表13334-- 取齿向载荷分布系数 be 1.5 1.5 1.1 1.65H H K K ββ==⨯= 故小齿轮大端分度圆直径:1120011.68379.85b d eZ Z mm ≥=⨯⨯= 取 1d 80mm =选定齿数z 和模数m初选齿数1z 20=，则 21z 22040iz ==⨯= 1180420d m mm mm z === 按弯曲强度校核：查《机械设计手册.单行本.机械传动》 表13337--知弯曲强度校核公式如下：式中代号说明如下：mm z Y i K K T F FF A 37.282020093.2192.21.11107.350150d 4324413lim 211=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯⨯+=δβ mm mm i d R 80.1082192.250.7021221=+⨯=+= ︒===9045.1892.21arctan 1tan arc 1i δ ︒=︒-︒=-︒=0955.719045.18909012δδ 3.0=R φmm 64.32mm 80.1083.0b =⨯=⨯=R R φ 取25mm mm 52.2mm 2850.70d m 11===z mm 4.20492.2285.212=⨯⨯=⨯⨯=mm i z m d221m h h a 1a =⨯==*81.11mm mm sin18.90452252.163sin h 211a 2=︒⨯-=⨯-=δd A k 11.26sin71.09552256sin h 2d 2*a212k =︒⨯-=⨯-=δAk Z Z Z Z Z E H h βεδ=。
齿轮各参数计算公式知识讲解
齿轮各参数计算公式13-1什么是分度圆？标准齿轮的分度圆在什么位置上？ 13-2 一渐开线，其基圆半径r b = 40 mm ,试求此渐开线压力角 =20。
处的半径r 和曲率半径p的大小。
13-3有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮，测量其齿顶圆直径 da = 106.40 mm ,齿数z=25,问是哪一种齿制的齿轮，基本参数是多少？13-4两个标准直齿圆柱齿轮，已测得齿数 z i = 22、z 2 = 98,小齿轮齿顶圆直径d ai = 240 mm ,大 齿轮全齿高h = 22.5 mm ,试判断这两个齿轮能否正确啮合传动 ？名称 代号 计算公式 模数 m m=p/n =d/z=da/(z+2)(d 为分度圆直径齿距 P p= n m=t d/z 齿数 z z=d/m=n d/p 分度圆直径 d d=mz=da-2m齿顶圆直径 da da=m(z+2)=d+2m=p(z+2)/ n 齿根圆直径 df df=d-2.5m=m(z-2.5)=da-2h=da-4.5m齿顶咼 ha ha=m=p/n 齿根高 hf hf=1.25m齿高 h h=2.25m 齿厚 s s=p/2= n m/2中心距 a a=(z1+z2)m/2=(d1+d2)/2跨测齿数 k k=z/9+0.5公法线长度ww=m[2.9521(k-0.5)+0.014z]模数齿轮计算公式 ,z 为齿数）13-5有一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮，它们的齿数为z i = 19、Z2 = 81,模数m= 5 mm,压力角=20°若将其安装成a' = 250 mm的齿轮传动，问能否实现无侧隙啮合？为什么？此时的顶隙（径向间隙）C是多少？13-6已知C6150车床主轴箱内一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，其齿数Z1 = 21、Z2 = 66,模数m =3.5 mm,压力角 =20°正常齿。
试确定这对齿轮的传动比、分度圆直径、齿顶圆直径、全齿高、中心距、分度圆齿厚和分度圆齿槽宽。
齿轮各参数计算公式
齿轮各参数计算公式模数齿轮计算公式:名称代码计算公式模数mm=p/π=d/z=da/(z+2)（d为分度圆直径，z为齿数）齿距pp=πm=πd/z齿数zz=d/m=πd/p分度圆直径dd=mz=da-2m齿顶圆直径dada=m(z+2)=d+2m=p(z+2)/π齿根圆直径dfdf=d-2.5m=m(z-2.5)=da-2h=da-4.5m齿顶高haha=m=p/π齿根高hfhf=1.25m齿高hh=2.25m齿厚ss=p/2=πm/2中心距aa=(z1+z2)m/2=(d1+d2)/2跨测齿数kk=z/9+0.5公法线长度ww=m[2.9521(k-0.5)+0.014z]13-1什么是毕业圈？标准齿轮的分度圆在哪里？13-2一渐开线，其基圆半径rb＝40mm，试求此渐开线压力角?＝20°处的半径r和曲率半径ρ的大小。
13-3有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮，测量其齿顶圆直径da＝106.40mm，齿数z=25，问是哪一种齿制的齿轮，基本参数是多少?13-4对于两个标准正齿轮，测量的齿数ZL=22和Z2=98，小齿轮顶圆直径DAL=240mm，大齿轮的全齿高H=22.5MM。
试着判断两个齿轮是否能正确啮合和驱动？13-5有一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮，它们的齿数为z1＝19、z2＝81，模数m＝5mm，压力角?＝20°。
如果安装为“=250mm”的齿轮传动，能否实现无齿隙啮合？为什么？此时顶部间隙（径向间隙）C为多少?13-6已知C6150车床主轴箱中有一个外啮合标准直齿圆柱齿轮，齿数Z1=21，Z2=66，模数M=3.5mm，压力角？=20°，正常牙齿。
尽量确定齿轮副的传动比、分度圆直径、齿顶圆直径、全齿高、中心距、分度圆齿厚和分度圆齿槽宽。
13-7众所周知，标准渐开线直齿轮的顶圆直径为dal=77.5mm，齿数Z1=29。
现在需要设计一个与之啮合的大齿轮，变速器的安装中心距为a=145mm。
《机械制图》圆锥齿轮的画法
10
节锥 相切
啮合区
圆锥齿轮的画法 二、直齿锥齿轮的画法
3、锥齿轮啮合画法 03 画其余部分，完成全图。
小齿轮节线与 大齿轮节圆相切
11
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一、直齿锥齿轮各部分名称和尺寸计算锥齿轮各部尺寸计算公式
名称
基本参数：大端模数m 、齿数z 和节锥角δ`
符号
计算公式
齿顶高
ha
齿根高
hf
分度圆直径
d
齿顶圆直径
da
齿根圆直径
df
锥距
R
节锥角
δ1`
齿顶角
θa
齿根角
θf
顶锥角
δa
根锥角
δf
ha = m hf = 1.2m d = mz
da =m(z+2cosδ`) df =m(z-2.4cosδ`) R = mz /2sinδ`
tanδ`=z1/z2 tanθa=2sinδ`/z tanθf=2.4sinδ`/z δa= δ`+θa δf= δ`-θf
7
圆锥齿轮的画法 二、直齿锥齿轮的画法
1、单个锥齿轮的画法 轮齿画法同 圆柱齿轮
主视图全剖
8
大端齿顶圆 大端分度圆 小端齿顶圆
端视图
齿根圆与小端分 度圆不画
圆锥齿轮的画法
二、直齿锥齿轮的画法
2、锥齿轮轮齿画法
1
画中心线、大端分度圆直径；
2
画分度圆锥和背锥；
3
9
画轮齿。
分度圆锥
背锥与节锥 垂直
圆锥齿轮的画法
二、直齿锥齿轮的画法
3、锥齿轮啮合画法
4种齿轮计算公式
外啮合直齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算外啮合斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算压力角α20.0020.00齿顶高ha 2.00 2.00齿根高hf 2.50 2.50全齿高h 4.50 4.50分度圆直径d320.00160.00齿顶圆直径da324.00164.00齿根圆直径df315.00155.00分度圆齿厚s 6.28 6.28中心距a240.00齿宽计算m n=(da-df)/4.5计算螺旋角cosβ =m n z/（da-2mn）注注:☆蜗杆齿宽:当注:☆最大外圆直注:☆蜗轮齿宽:当注：模数为12,10注注:☆蜗杆螺纹长注：蜗杆在分度圆外啮合直齿锥齿轮传动几何尺齿顶高h a 齿根高hf 分度圆直径d1节圆直径dje1齿顶圆直径da1齿根圆直径df1分度圆螺旋导程角(弧度）γ法向模数m f 轴向齿距Px 分度圆柱螺旋导程P Z螺牙沿分度圆柱上的轴向齿厚S z1螺牙沿分度圆柱上的法向齿厚S f1齿厚测量高度h~齿数Z 2分度圆直径d2齿根圆直径df2齿顶圆直径da2最大外圆直径D2蜗轮宽度b2齿顶圆弧半径R a 齿根圆弧半径Rf注:☆磨削蜗杆需加长:m≤10时,加长25mm;10≤m≤16时,加长35mm;m>16时,加长40-50mm 注:☆蜗杆齿宽:当Z=1~2时取(13~16)m, 当Z=3~4时取(15~21)m注:☆最大外圆直径：当Z=1取≤da2+2m,当Z=2~3取≤da2+1.5m,当Z=4取≤da2+m注:☆蜗轮齿宽:当Z≤3时取≤0.75Ddi1, 当Z=4时取≤0.67Ddi1，包角2θ=45°~130°注：模数为12,10,8,6,5,4,3,2.5,2,1.5,1蜗 轮蜗 杆螺旋长度L☆注：蜗杆特性系数q为14,13,12,11,10,9,8注:☆蜗杆螺纹长度L:当Z=1~2时取大于(11+0.06Z2)m, 当Z=3~4时取大于(12.5+0.09Z2)m 注：蜗杆在分度圆上的轴向齿厚=1.498m,分度圆上的法向齿厚=1.498mcos γ齿齿齿轴向齿距轴向齿形齿齿分h高h 顶高h 根高 3:1a压力角齿根圆弧半d 顶圆直径L切制螺纹部分长度d 根圆直径d 度圆直径21f 1a 1P xa 1f 1（a ）蜗杆（b几何尺寸计算mm;m>16时,加长40-50mm+1.5m,当Z=4取≤da2+m67Ddi1，包角2θ=45°~130°时取大于(12.5+0.09Z2)m向齿厚=1.498mcos γ齿顶圆弧半径R 齿根圆弧半径R a 2（b ）蜗轮。
齿轮的参数、代号、图解、计算方法
齿轮几何要素的名称、代号齿顶圆：通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆，其直径用 d a 表示。
齿根圆：通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆，直径用 d f 表示。
齿顶高：齿顶圆 d a 与分度圆d 之间的径向距离称为齿顶高，用 h a 来表示。
齿根高：齿根圆 d f 与分度圆 d 之间的径向距离称为齿根高，用 h f 表示。
齿顶高与齿根高之和称为齿高，以h 表示，即齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
以上所述的几何要素均与模数 m 、齿数z 有关。
齿形角：两齿轮圆心连线的节点Ｐ处，齿廓曲线的公法线（齿廓的受力方向）与两节圆的内公切线（节点P 处的瞬时运动方向）所夹的锐角，称为分度圆齿形角，以α表示，我国采用的齿形角一般为20°。
传动比：符号i ，传动比i 为主动齿轮的转速n 1（r/min ）与从动齿轮的转速n 2（r/min ）之比，或从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之比。
即i= n 1/n 2 = z 2/z 1中心距：符号a ，指两圆柱齿轮轴线之间的最短距离，即：a=(d 1+d 2)/2=m(z 1+z 2)/2齿轮几何参数计算压痕法是在被测齿轮的齿顶涂色后，使其在一张纸上滚动，这张纸上就留下了齿顶滚过的痕迹，根据压痕作出齿顶线的延长线及辅助线，然后用量角器测量出齿向角度，该角即为齿轮齿顶处的螺旋角β，然后再根据齿轮其它几何参数，计算出齿轮分度圆处的螺旋角β。
1) 什么是「模数」？模数表示轮齿的大小。
R模数是分度圆齿距与圆周率（π）之比,单位为毫米(mm)。
除模数外,表示轮齿大小的还有ＣＰ（周节：Circular pitch）与ＤＰ（径节：Diametral pitch）。
【参考】齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。
2) 什么是「分度圆直径」？分度圆直径是齿轮的基准直径。
决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。
过去,分度圆直径被称为基准节径。
最近,按ISO标准,统一称为分度圆直径。
4种齿轮计算公式
外啮合直齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算外啮合斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸计算压力角α20.0020.00齿顶高ha 2.00 2.00齿根高hf 2.50 2.50全齿高h 4.50 4.50分度圆直径d320.00160.00齿顶圆直径da324.00164.00齿根圆直径df315.00155.00分度圆齿厚s 6.28 6.28中心距a240.00齿宽计算m n=(da-df)/4.5计算螺旋角cosβ =m n z/（da-2mn）注注:☆蜗杆齿宽:当注:☆最大外圆直注:☆蜗轮齿宽:当注：模数为12,10注注:☆蜗杆螺纹长注：蜗杆在分度圆外啮合直齿锥齿轮传动几何尺齿顶高h a 齿根高hf 分度圆直径d1节圆直径dje1齿顶圆直径da1齿根圆直径df1分度圆螺旋导程角(弧度）γ法向模数m f 轴向齿距Px 分度圆柱螺旋导程P Z螺牙沿分度圆柱上的轴向齿厚S z1螺牙沿分度圆柱上的法向齿厚S f1齿厚测量高度h~齿数Z 2分度圆直径d2齿根圆直径df2齿顶圆直径da2最大外圆直径D2蜗轮宽度b2齿顶圆弧半径R a 齿根圆弧半径Rf注:☆磨削蜗杆需加长:m≤10时,加长25mm;10≤m≤16时,加长35mm;m>16时,加长40-50mm 注:☆蜗杆齿宽:当Z=1~2时取(13~16)m, 当Z=3~4时取(15~21)m注:☆最大外圆直径：当Z=1取≤da2+2m,当Z=2~3取≤da2+1.5m,当Z=4取≤da2+m注:☆蜗轮齿宽:当Z≤3时取≤0.75Ddi1, 当Z=4时取≤0.67Ddi1，包角2θ=45°~130°注：模数为12,10,8,6,5,4,3,2.5,2,1.5,1蜗 轮蜗 杆螺旋长度L☆注：蜗杆特性系数q为14,13,12,11,10,9,8注:☆蜗杆螺纹长度L:当Z=1~2时取大于(11+0.06Z2)m, 当Z=3~4时取大于(12.5+0.09Z2)m 注：蜗杆在分度圆上的轴向齿厚=1.498m,分度圆上的法向齿厚=1.498mcos γ齿齿齿轴向齿距轴向齿形齿齿分h高h 顶高h 根高 3:1a压力角齿根圆弧半d 顶圆直径L切制螺纹部分长度d 根圆直径d 度圆直径21f 1a 1P xa 1f 1（a ）蜗杆（b几何尺寸计算mm;m>16时,加长40-50mm+1.5m,当Z=4取≤da2+m67Ddi1，包角2θ=45°~130°时取大于(12.5+0.09Z2)m 向齿厚=1.498mcosγ齿顶圆弧半径R齿根圆弧半径R a 2（b）蜗轮。
机械制图齿轮
齿根高hf 是从分度圆到齿根圆的
径向距离。
齿全高h 是从齿顶到齿根的径向 距离，h=ha+hf 。
模数m 设齿轮的齿数为ｚ，则
有
πｄ＝ｚp，ｄ＝ｐ/π*ｚ 令ｐ/π＝ｍ，则ｄ＝ｍｚ
§13-3 齿轮
h hf ha
分度圆
一、圆柱齿轮
模数愈大，轮齿就愈大,齿轮的承载能力愈大。互相啮
合的两齿轮，其齿距p 和模数m 都相等。为减少加工齿轮刀
具的数量，国家标准对齿轮的模数作了统一的规定。
标准模数 (GB/T 1357―1987)
mm
第一 1.25，1.5，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12，16， 系列 20，25，32，40，50
第二 1.75，2.25，2.75，(3.25)，3.5，(3.75)，4.5，5.5， 系列 (6.5)， 7， 9，(11)， 14， 18，22， 28， 36， 45
人字齿
齿顶圆直径da 通过轮齿顶部的圆
周直径。
齿根圆直径df 通过轮齿根部的圆
周直径。
分度圆直径d 对标准齿轮而言齿 厚s等于齿槽宽e的圆周直径。
齿距p 分度圆上相邻两齿间对应 点的弧长，标准齿轮s=e，p=s+e。
§13-3 齿轮
分度圆
一、圆柱齿轮
1. 直齿圆柱齿轮各部分名称和尺寸
齿顶高ha 是从齿顶圆到分度圆
一、圆柱齿轮
2. 单个齿轮的画法
轮齿部分：计算d、da、df，
按规定画法绘制。
外形图齿根线用细实线或省略
齿根圆用细实线或省略 齿顶圆（线）用粗实线 分度圆（线）用点画线
外形图
轮毂部分按实际投影绘制
§13-3 齿轮
直齿锥齿轮计算
d m1 d1 (1 0.5 R ) d m 2 d 2 (1 0.5 R )
δ1 δ2
④当量齿轮分度圆直径dv1、dv2
d m1 / 2 d m1 cos 1 d v1 / 2 d v1
d m1 u2 1 d v1 d1 1 0.5R cos 1 u
径向力
Fr1 Ft1 tg cos1 Fa 2
方向: 指向轮心
轴向力
Fa1 Ft1 tg sin 1 Fr 2
方向: 指向大端
各分力计算公式：
2T1 Ft d m1 F ' Ft tan 2T1 tan d m1 2T1 tan cos 1 Fa 2 d m1 2T1 tan sin 1 Fr 2 d m1
若α=20°，则得到：
校核式 设计式
§10-10 齿轮的结构设计
通过强度计算确定出了齿轮的齿数z、模数m、齿宽B、螺 旋角、分度圆直径d 等主要尺寸。
齿轮的结构设计主要是确定轮缘，轮辐，轮毂等结构形式 及尺寸大小。 在综合考虑齿轮几何尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用 要求及经济性等各方面因素的基础上，按齿轮的直径大小，选 定合适的结构形式，再根据推荐的经验数据进行结构尺寸计算。
潘存云教授研制
十字轮辐用于中载
C
H1
工字轮辐用于重载 椭圆轮辐用于轻载
H1
Ⅰ
技术要求
1.调质处理220～260HBS； 2.未注圆角R3； 3.未注倒角2×45°。
Ⅰ
技术要求
1.调质处理217～255HBS； 2.未注圆角R1.5； 3.未注倒角2×45°； 4.两端中心孔 B3.15/10 GB145-85。
δ1 δ2
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跨齿数k=齿数x压力 角/180+0.5 （注：必 须四舍五入取整数） 6 齿轮 公法线长度 直 齿公式 Wk=mcosα[(k0.5)π+zinva] 简化 为；Wk=m[2.9521*(k0.5)+0.014z]
据δ＝δa－θa计算 θa＝90°-τa求出。
3.75 4
机械制图齿轮(直齿锥齿轮尺寸( α=20° )
大端模数m
5
齿数z1
96
螺旋角β(°)
20
齿轮1
分锥角δ1 分度圆直径d1
齿顶圆直径da1
齿顶高ha
齿根高hf 全齿高h
齿宽b 锥距R1 齿顶角θa1 齿根角θf1 顶锥角δa1 根锥角δf1 齿顶高的投影n1
齿面宽的投影l1 从锥顶到大端顶圆
的距离H1
63.43500 480.00000 484.47213
268.32803 1.06752 1.28096 64.50252 62.15404 4.47214 8.61092
115.52786
齿轮2
分锥角δ2 分度圆直径d2 齿顶圆直径da2
5.00000
如果测绘单个直齿锥齿轮，可先测出顶锥角δa和齿顶角θa，然后再根据δ＝δa－θa计算
出分锥角δ。θa一般可通过测量背锥和齿顶母线的夹角τa，再根据θa＝90°-τa求出。
1 齿轮 模数 ：m=p/π
齿轮模数 m= 齿距 p 除以 3.14
测绘时的 简易计算 m=齿顶圆 直径（外径）d 除 以 （齿数z+2）
6.00000
11.00000
20.00
b≤R/3
锥距R2
齿顶角θa2
齿根角θf2
顶锥角δa2
根锥角δf2
齿顶高的投影n2
齿面宽的投影l2
从锥顶到大端顶圆的
距离H2
注： 以上白色区域内为手动输入数值，黄色区域内为自动计算数值 。 角度单位为：度°
大端模数计算
m=da/(z+2cosδ）
标准模数
1 1.125 1.25 1.375 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 36 40 45 50
斜齿公式 Wk=mcosα [(k-0.5)π +zinva]+2xtanα α =20时 tanα-α =0.01490438
其中:α= 压力角 标 准为20度 其他还有 14.5度17.5度15度25度 和28度
K = 跨齿数 X=变位 系数 invα=tan(α)α 7 齿轮 齿跳 Fr一般为 0.025 （表示各齿跳动 公差） 8 齿轮 齿向 Fβ一般 为0.008 （表示各齿向 公差） 9 齿轮 齿形 Ff 一般 为0.008 （表示各齿形 状大小公差） 10 齿轮 齿距 p=πm m 模数 11 齿轮 齿顶高 ha=ha*m 12 齿轮 齿根高 hf=(ha*+c*)m 13 齿轮 齿顶圆直径 da=(d+2ha) d :分度圆 直径 ha ;齿顶高 14 齿轮 齿根圆直径 df=d-2hf=(z-2ha2ca*)m 15 中心距 a=(d1+d2)/2=(z1+z2)m /2 d1和d2配对的两个 齿轮分度圆直径；z1和 z2两齿轮齿数
2 齿轮 分度圆直径： d=mz
分度圆直径 d=模数m 乘以 齿数z 3 齿轮 压力角 ：标准 齿轮的压力角为20度
压力角 标准 为20度 其他还有 14.5 度17.5度15度25度和28 度 4 齿轮 变位系数 ：
用范成法加工 齿轮时，刀具中心线不 与齿轮的分度圆相切， 刀具中心与齿轮的分度 圆的距离除以模数所得 的商就是齿轮的变位系 数。刀具中心线在齿轮 的分度圆之外，为正变 位，变位系数为正，反 之为负。
算公式
α=20° )
齿数z2
48
齿轮2
26.56507 240.00000 248.94427
0 b≤R/3 268.32795 1.06752 1.28096 27.63260 25.28411 2.23607 17.72187
237.76393
角度单位为：度°
osδ）
2.75 3 3.25 3.5 16 18 20