齒輪傳動(dòng)憑借傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，小到手表機(jī)芯，大到船舶推進(jìn)系統(tǒng)，都離不開(kāi)齒輪的身影。合理設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，需重點(diǎn)關(guān)注傳動(dòng)比、模數(shù)選擇及材料搭配三大要點(diǎn)。

確定傳動(dòng)比是齒輪設(shè)計(jì)的首要步驟。在自行車(chē)變速系統(tǒng)中，通過(guò)改變不同齒數(shù)的齒輪組合，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的調(diào)整，滿足騎行者在平路、上坡等不同路況下的速度需求。計(jì)算傳動(dòng)比時(shí)，需把控輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速關(guān)系，確保齒輪齒數(shù)比與設(shè)計(jì)需求一致，若傳動(dòng)比誤差過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)，甚至引發(fā)故障。

模數(shù)的選擇需結(jié)合設(shè)備的功率傳遞需求和結(jié)構(gòu)空間。在重型機(jī)械的減速器中，為傳遞較大功率，需選擇模數(shù)較大的齒輪，如模數(shù) 8 - 12mm 的齒輪，其齒厚較大，承載能力強(qiáng)；而在精密儀器中，由于結(jié)構(gòu)空間有限，通常選用模數(shù) 1 - 3mm 的小模數(shù)齒輪，在保證傳動(dòng)精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化。

材料搭配對(duì)齒輪的使用壽命影響深遠(yuǎn)。常見(jiàn)的 45 號(hào)鋼齒輪，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后硬度可達(dá) HB220 - 250，具備較好的韌性，再通過(guò)表面高頻淬火，齒面硬度提升至 HRC50 - 55，顯著增強(qiáng)耐磨性；對(duì)于要求更高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪，通常采用高強(qiáng)度的鎳鉻合金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理后，表面硬度高、心部韌性好，能承受極端工況下的復(fù)雜載荷。安裝過(guò)程中，兩齒輪的中心距偏差需控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，一般不超過(guò) 0.05mm，同時(shí)保證齒面接觸面積達(dá)到 70% 以上，可有效降低運(yùn)行噪音，減少齒面磨損。