引言：在机械世界中，有一种无声无息却又不可或缺的零件——齿轮。它虽然只占着细微的空间，却能连接着不同轴向的动力传输，是确保机械运转顺畅的要素。其设计虽遵循一些流程步骤，但对它们的深入了解将为后继的设计提供稳定的基石。本文旨在带领读者了解齿轮设计的精髓。
齿轮，乃是带齿之轮。它的每个都带有齿，与配对的齿轮啮合时，以转动形式来传送并改变运动与扭矩。若一对齿轮安装在圆周物体上，那么它们轴的旋转速度与扭矩之比恒定；而若是安置在非圆周物体上，此比例则会发生改变。
在繁忙的现代工业领域，齿轮的使用无处不在。无论飞机、汽车、机器人、机床还是日常生活的小物件如钟表和电风扇，它们都依赖着各式各样的齿轮来维持运转。
接下来，让我们逐步解析齿轮设计的过程。
齿轮设计基本步骤详解
1. 动力计算：根据负载能力、旋转速度以及运动方向（如垂直或平行）等参数，精确计算驱动功率。
2. 模数确定：初步决定齿轮的模数大小。模数大小直接关系到齿轮的规格及其承载能力。确定模数可采取经验法或强度校核法。前者参照以往使用的齿轮模数，适用于现有产品的改良升级；后者则通过填写表格数据进行计算，并乘以安全系数，在标准模数系列表中选近似的值。若模数选择过小，需重新选择。
3. 初步结构设计：设定小齿轮的齿数（通常在17至18至20之间），再根据传动比确定大齿轮的齿数。
4. 结构定型与传动比：明确齿轮结构后，确定总传动比及传动级数，并据此划分出各传动级的传动比。
5. 轴系设计：根据系统需求进行各轴系的设计工作，通常在总装图上进行绘制。细致描绘关键轴系的结构图、弯矩图及扭矩图，找出危险截面并进行轴系强度校核。
6. 图纸拆分：确认无误后，可进行零件图纸的拆分工作。
齿轮设计的基本要求概述
1. 熟悉齿轮啮合规律与特性，掌握齿轮参数、切齿原理及切制特点。能灵活运用变位齿轮尺寸变化及齿轮尺寸计算公式。熟知齿轮结构特点与选择、润滑油类型、粘度及润滑方法的选择。
2. 理解齿轮及齿廓曲线的组成和参数与螺旋角的关系。明确当量齿轮与当星齿数的定义。熟悉平行轴斜齿轮传动设计基本条件，并能灵活运用齿轮尺寸计算公式。
3. 掌握齿轮传动特性、类型及其应用领域。熟悉齿轮传动受力情况，特别是平行轴斜齿轮传动轴受力情况及直齿锥齿轮传动轴受力与径向力关系。了解载荷校正系数的作用与影响因素。
4. 掌握齿轮精度选择方法及主要失效形式的特性、生成机制与损伤预防对策。了解齿轮材料选择条件、常用钢铁材料选择及热处理特性等。
5. 熟悉直齿轮传动设计基本条件、重合度及不根切的最少齿数等内容。能灵活运用重合度计算公式，并理解公式中各参数与系数含义及确定计算方法。