齒輪傳動憑借傳動效率高、傳動比穩(wěn)定的優(yōu)勢，在機械領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，小到手表機芯，大到船舶推進系統(tǒng)，都離不開齒輪的身影。合理設(shè)計齒輪傳動系統(tǒng)，需重點關(guān)注傳動比、模數(shù)選擇及材料搭配三大要點。

確定傳動比是齒輪設(shè)計的首要步驟。在自行車變速系統(tǒng)中，通過改變不同齒數(shù)的齒輪組合，實現(xiàn)傳動比的調(diào)整，滿足騎行者在平路、上坡等不同路況下的速度需求。計算傳動比時，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)計需求一致，若傳動比誤差過大，會導(dǎo)致設(shè)備運行不平穩(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；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，在保證傳動精度的同時，實現(xiàn)設(shè)備的小型化。

材料搭配對齒輪的使用壽命影響深遠。常見的 45 號鋼齒輪，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后硬度可達 HB220 - 250，具備較好的韌性，再通過表面高頻淬火，齒面硬度提升至 HRC50 - 55，顯著增強耐磨性；對于要求更高的航空發(fā)動機齒輪，通常采用高強度的鎳鉻合金鋼，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。安裝過程中，兩齒輪的中心距偏差需控制在設(shè)計允許范圍內(nèi)，一般不超過 0.05mm，同時保證齒面接觸面積達到 70% 以上，可有效降低運行噪音，減少齒面磨損。