项目四绘制直齿圆柱齿轮零件图
齿轮类零件工作图的绘制和设计相关内容
齿轮类零件包括齿轮、蜗杆和蜗轮。
这类零件图中除有视图和技术条件外，还有啮合特性表，它一般在图样的右上角。
一、圆柱齿轮工作图1．视图圆柱齿轮零件图，一般用两个视图表达。
将齿轮轴线横置，采用全剖或半剖画出齿轮零件的主视图，其侧视图可以全画，也可以画成局部视图，只表达出轴孔和键槽的形状和尺寸。
若为斜齿圆柱齿轮，应在图中表示出其螺旋方向。
齿轮轴的视图与轴零件相似。
2．标注尺寸为了保证齿轮加工的精度和有关参数的测量，标注尺寸时要考虑到基准面。
齿轮零件工作图上的各径向尺寸以孔心线为基准注出，齿宽方向的尺寸则以端面为基准标出。
齿轮的分度圆直径是设计计算的基本尺寸，必须标出。
齿根圆是根据齿轮参数加工得到的，其直径按规定不必标注。
对于齿轮轴，不论车削加工还是切制轮齿都是以中心孔作为基准。
3．标注尺寸公差和形位公差齿轮基准面的尺寸公差和形位公差的项目与相应数值的确定都与传动的工作条件有关。
通常按齿轮的精度等级确定其公差值。
以下说明齿轮丁作图上需标注的尺寸公差和形位公差：(1)齿轮的轴孔是加工、测量和装配的重要基准，尺寸精度要求较高，应根据装配图上标定的配合性质和公差精度等级，查公差表，标出其极限偏差值。
(2)齿顶圆的偏差值与该直径是否作为测量基准有关，而且均为负值。
若选择以齿厚的极限偏差来保证齿轮副的侧隙要求时，齿顶圆成为测量基准，则齿顶圆直径的偏差中的齿坯尺寸和形状公差表。
(3)键槽宽度b的极限偏差和尺寸(d-t1)的极限偏差.(4)齿轮齿顶圆的径向圆跳动公差。
(5)齿轮端面的端面圆跳动公差。
(6)键槽的对称度公差。
(7)齿轮毛坯的加工精度对齿轮的加工精度及检测、安装精度的影响很大。
保证毛坯精度，就必须控制齿轮毛坯精度。
4．标注表面粗糙度齿轮加工表面相应的表面粗糙度度量数值查表4。
5．编写啮合特性表在齿轮工作图中应有啮合特性表，将其布置在图幅的右上角。
特性表内容包括：(1)齿轮的基本参数(齿数z，法向模数，齿形角，斜齿轮的螺旋角和旋向等)。
使用CATIA绘制斜齿轮(直齿轮)的画法教程
斜齿轮（直齿轮）的制作方法第一步：设置catia，通过工具（tools）——基础结构（options）——显示（relation），勾选“参数”和“关系”选项。
如图1-1和1-2所示：（英文版）（图1-2）（中文版）（图1-2）然后，单击“确定”。
第二步：单击“开始”——形状——创成式外形设计，将会出现“新建零件”窗口，如图2-1，对自己的零件进行命名（注：零件名称只能是英文、下划线和数字，如：xiechilun），单击“确定”，即进入工作界面。
（图2-2）（图2-1）第三步：对齿轮的各项参数进行输入。
参考：斜齿圆柱齿轮中有如下参数及参数关系，不涉及法向参数齿数Z 20 整数模数m 4 实数压力角a 20deg 角度齿顶圆半径 rk = r+m 长度分度圆半径 r = m*z/2 长度基圆半径rb = r*cosa 长度齿根圆半径 rf = r-1.25*m 长度螺旋角 beta 角度齿厚 depth 长度单击界面中的“知识工程”中的“f(x)”,如图3-1所示，进入参数输入界面，如图3-2所示。
（图3-1）输入参数具体步骤：（齿数（整数）、模数（实数）、压力角（角度）、齿厚（长度）螺旋角（角度）五个是需要数值的，其他值由公式计算。
下面以齿数z为例。
）如图3-2（1）选择参数类型，为整数；（2）点击左侧“新类型参数”；（必须先选择参数类型）（3）输入参数名称z；（4）输入参数值20；（5）同样方法输入模数和压力角；（注意更改参数类型）（图3-2）其他四个参数（rk、rf、r和rb）只需执行前三步即可，无需输入数值，可由稍后添加的公式得出；公式的编辑步骤（以rk为例）：（5）单击右侧的“添加公式”或是双击参数rk，将会出现“公式编辑器”窗口，如图3-3所示，在黑色框内输入公式：r+m。
单击“确定”，即完成对“rk”的公式的编辑，其值变为“44mm”。
其他三个参数的公式也如此。
最终应为图3-2所示。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
如图所示为直齿圆柱齿轮零件，绘制其零件图。
学
习 通过完成此项目，掌握标准直齿圆柱齿轮轮齿部
目 标
分的名称、几何尺寸的计算;掌握单个和啮合的标
准直齿圆柱齿轮、锥齿轮及蜗轮蜗杆的规定画法;
初步掌握绘制直齿圆柱齿轮零件图的方法及步骤。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
直齿圆柱齿轮
求模数m 查表2-4-1得m =2 mm。
实项施步目骤四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
计算分度圆直径d和齿顶圆直径da
b.若通过测量齿顶圆直径求模数:当齿数为偶数时，直接测出齿顶圆直径，
如图（a） 所示;当齿数为奇数时，采用间接测量法，分别测出D1和H，然 后算出齿顶圆直径da=2H+D1，如图（b）所示。
为基准，轴向尺寸以齿轮对称面为基准。 （1）标注尺寸线及尺寸界线分别标注圆柱齿轮的定形、定位尺寸和
总体尺寸，如图所示。 （2）注写尺寸数字 齿轮的尺寸通过测量和计算得到，常使用的量
具有游标卡尺、千分尺和公法线千分尺等。
实项施步目骤项施步目骤四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
（5）齿距、齿厚、槽宽:在分度圆上，相邻两齿对应齿廓之间的弧长称为齿
距，用p表示。在分度圆上，齿的两侧对应齿廓之间的弧长称为齿厚，用s表
示。
学项习资目料四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
直齿圆柱齿轮各部分名称和代号
学项习资目料四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
在分度圆上，齿槽的两侧对 应齿廓之间的弧长称 为齿槽宽，
用e表示。
在标准齿轮中，齿厚与槽宽
各为齿距的一半，即s=e=p/2， p=s+e。
（6）中心距:两啮合齿轮轴 线间的距离称为中心 距，用a表 示，如图所示。装配准确的标准 齿轮中心距为
机械制图项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
（4）注写尺寸数值和技术要求代（符）号。加深图线、填写标题栏、齿轮
参数表和文字说明。 （5）校核全图，完成标准直齿圆柱齿轮零件图，如图所示。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
实施步骤
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
知识拓展
齿轮传动的种类繁多，其中常见的齿轮传动有三种，如图所示。
圆柱齿轮传动———用于两平行轴间的传动; 锥齿轮传动———用于两相交轴间的传动; 蜗杆蜗轮传动———用于两交错轴间的传动。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
在分度圆上，齿槽的两侧对应齿
廓之间的弧长称 为齿槽宽，用e表示。
在标准齿轮中，齿厚与槽宽各为 齿距的一半，即s=e=p/2，p=s+e。 （6）中心距:两啮合齿轮轴线间 的距离称为中心 距，用a表示，如图 所示。装配准确的标准齿轮中心距为
a=（d1+d2）/2=m（z1+z2）/2
齿轮传动的类型
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知识拓展
一、圆柱齿轮的啮合画法 齿轮必须成对使用，才能传递动力、改变转速和旋转方向。其中最基本的 齿轮传动是圆柱齿轮传动。一对齿轮啮合时，两齿轮的分度圆应相切，此时分 度圆又称节圆。两圆柱齿轮啮合时，除啮合区外，其余部分均按单个齿轮绘制。 啮合区按如下规定绘制: 1.投影为圆的视图 在投影为圆的视图中，两齿轮的节圆用细点画线绘制，啮合区内的齿顶圆 均用粗实线绘制，如图（a）所示，也可以省略不画，如图（b）所示。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
一、标准直齿圆柱齿轮基本知识 直齿圆柱齿轮的典型结构主要由轮缘、轮毂、轮辐或辐板组成。轮缘上有若干 个轮齿，轮缘和轮毂之间由轮辐或辐板连接，辐板上一般有四个或六个孔，轮毂中 间有轴孔和键槽，如上图所示。
圆锥-圆柱齿轮减速器含零件图装配图31页
机械设计课程设计2019-2019第2学期姓名：_______________班级：__________________指导老师：__________________成绩：__________________日期：2014年5月6日目录前言 (1)第一章、设计要求 (2)1.1、传动装置 (2)1.2、带式运输机原始数据 (2)1.3、工作条件 (2)1.4、应完成的工作 (3)第二章、设计方案 (3)2.1、电动机的选择 (3)2.2、传动系统的运动和动力参数计算 (4)2.3、传动零件的计算 (5)2.4、轴的计算 (12)2.5、键连接 (27)2.6、箱体的尺寸设计 (28)2.7、减速器附件的选择 (29)2.8、润滑与封闭 (30)第三章、设计小结 (30)第四章、参考资料目录 (30)前言1、设计目的机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。
课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。
（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。
（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。
（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册、运用标准和规范等。
第 11 页由于输入轴的最小直径是安装联轴器处轴径。
为了使所选轴径1d 与联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器型号。
联轴器的计算转矩，查[3]表14-1mm N T K T A ca ⋅=⨯==68790458605.11查表，选择GB/T 5014-2019中的LX1型联轴器公称转矩(6)按弯扭合成应力校核轴的强度由上图可知，a截面为应力最大的位置，只需校核此处即可，根第 15 页○1轴承部件的结构设计该轴不长，固采用两端固定方式，按d处开始设计。
《识读齿轮零件图》教学设计
《识读齿轮零件图》教学设计
讲解标准直齿圆柱齿轮各部分名称及计
教师结合ppt讲解标准直齿圆柱齿轮各部分名称及计算公式。
（
1）三圆（齿顶圆da 、齿根圆df 、分度
圆d ）；
三弧（齿距P 、齿槽宽e 、齿厚s ）；三高（齿根高hf 、齿顶高ha 、齿高h ）；
齿宽b 。
（2）d=mz s=e=p/2=2
/m da=m(z+2)df=m(z-2.5)ha=m hf=1.25m h=2.25m
2.游戏巩固。
针对讲解知识点，设立希沃闯关小游戏 2.参与游戏。
回顾齿轮各部分结构，思考教师讲解的“三圆”“三高”“三弧”的具体含义3.学画法（15分钟）
1.演示绘制步骤
AutoCAD 演示单个直齿圆柱齿轮绘图步骤
2.总结绘制注意事项1)三圆线型
齿顶圆：粗实线分度圆：细点画线
齿根圆：细实线（可省略）2)剖视图三线线型齿顶线：粗实线分度线：细点画线齿根线：粗实线3)剖面线伸到齿根线4)齿根圆直径不标注 1.学生观看演示微课
2.和教师一起总结绘制步骤、完成单个圆柱齿轮的绘制。
4.评成果（4分钟）
1.评价图纸
依据评价表评价，形成自评、互评、师评的多元评价模式。
1.展示作品
选取小组代表利用展台展示作品，其余同学按照评价表进行评价
课后延伸
1.学习一对啮合齿轮的画法
2.一对啮合齿轮的画法的注意事项
教学反思。
直齿渐开线齿轮画法
齿轮传动是最重要的机械传动之一。
齿轮零件具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点。
因而齿轮零件应用广泛，同时齿轮零件的结构形式也多种多样。
根据齿廓的发生线不同，齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。
根据齿轮的结构形式的不同，齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。
本章将详细介绍用Pro/E创建标准直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。
3.1直齿轮的创建3.1.1渐开线的几何分析图3-1 渐开线的几何分析渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。
渐开线的几何分析如图3-1所示。
线段s绕圆弧旋转，其一端点A划过的一条轨迹即为渐开线。
图中点（x1,y1）的坐标为：x1=r*cos(ang),y1=r*sin(ang) 。
(其中r为圆半径，ang为图示角度)对于Pro/E关系式，系统存在一个变量t，t的变化范围是0～1。
从而可以通过（x1,y1）建立（x,y）的坐标，即为渐开线的方程。
ang=t *90s=(PI *r*t)/2x1=r* cos(ang)y1=r* sin(ang)x=x1+(s*sin (ang))y=y1-(s*cos(ang))z=0以上为定义在xy平面上的渐开线方程，可通过修改x，y，z的坐标关系来定义在其它面上的方程，在此不再重复。
3.1.2直齿轮的建模分析本小节将介绍参数化创建直齿圆柱齿轮的方法，参数化创建齿轮的过程相对复杂，其中要用到许多与齿轮有关的参数以及关系式。
直齿轮的建模分析（如图3-2所示）：（1）创建齿轮的基本圆这一步用草绘曲线的方法，创建齿轮的基本圆，包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。
并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。
（2）创建渐开线用从方程来生成渐开线的方法，创建渐开线，本章的第一小节分析了渐开线方程的相关知识。
（3）镜像渐开线首先创建一个用于镜像的平面，然后通过该平面，镜像第2步创建的渐开线，并且用关系式来控制镜像平面的角度。
（4）拉伸形成实体拉伸创建实体，包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体。
直齿圆柱齿轮的画法
（2）直径
螺纹的直径有大径、中径和小径。将代表螺纹尺寸的直径 称为公称直径。
大径是指和外螺纹的牙顶、内螺纹的牙底相重合的假想柱 面或锥面的直径。内、外螺纹的大径分别以D和d表示。普通 螺纹的大径就是公称直径。
中径是一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线（称为中径线） 通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方，此圆柱称为中径圆 柱。内、外螺纹的中径分别以D2和d2表示。
紧螺母时损伤零件的表面。被连接零件的通孔直 径应略大于螺纹大径。
图7.19 螺栓连接
2、螺柱连接
由图7.20可知，双头螺柱连接用于被连接零
锯齿形螺纹
自攻螺钉用螺纹
特种 螺纹
也可按照标准化程度将螺纹分类：
凡牙型、公称直径、螺距均符合标准的称为标准螺纹，
如普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹及锯齿形螺纹等都是标准螺
纹；若牙型符合标准，但因特殊原因需要所确定的公称直径
或螺距不符合标准的螺纹称为特殊螺纹；若牙型不符合标准
的螺纹称为非标准螺纹，常见的有方牙螺纹。
表7.2 普通螺纹的标注
对于特殊螺纹应在牙型符号前加注“特”字，如图7.16（a） 所示；对于非标准螺纹，则应画出螺纹的牙型，并注出所需要 的尺寸及有关要求，如图7.16（b）所示。
6 3
特Tr50×5 Φ30 Φ24
（a）
（b）
图7.16 特殊螺纹和非标准螺纹的标注
管螺纹的尺寸标注。管螺纹分为用螺纹密封管螺纹和非 螺纹密封管螺纹。管螺纹的尺寸引线必须指向大径，其标记 组成如下：
多线螺纹旋进速度较快，传动效率较高， 因此多用于传动螺纹。螺纹的线数以n表示。 螺纹的线数一般为1~4。图7.4（b）所示就是 双线螺纹。
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（1）齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制，分度圆和分度线用细点画线绘制（分度线 应超出轮齿两端面2～3 mm），齿根圆和齿根线用细实线绘制或省略不画，如图（a） 所示。
（2）当剖切平面通过齿轮轴线时，剖视图上的轮齿部分不剖，齿根线用粗实线 绘制，如图（b）所示。
（3）若是斜齿或人字齿，可在非圆视图上用三条与齿线方向一致的细实线表示 齿线形状，如图（c）所示。
精选课件
10
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
单个直齿圆柱齿轮的画法
精选课件
11
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
实施步骤
一、绘制直齿圆柱齿轮零件草图 1.绘制视图 （1）根据齿轮的总体尺寸，选择适当图幅和绘图比例，画边框线、标题栏。 （2）画出两视图的图形定位线，画出齿轮的外轮廓线，如图所示。
用公法线千分尺测出公法线长度（ W），如图所示。在不同位置测量三次，将 数值填入表2-4-3中并求出平均值。
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16
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实施步骤
求模数m 查表2-4-1得m =2 mm。
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
实施步骤
计算分度圆直径d和齿顶圆直径da
b.若通过测量齿顶圆直径求模数:当齿数为偶数时，直接测出齿顶圆直径，如图（a） 所示;当齿数为奇数时，采用间接测量法，分别测出D1和H，然后算出齿顶圆直径 da=2H+D1，如图（b）所示。
学习资料
1.标准直齿圆柱齿轮的名称和代号（如图） （1）齿顶圆:通过圆柱齿轮齿顶的圆，其直径用da表示。 （2）齿根圆:通过圆柱齿轮齿根的圆，其直径用df表示。 （3）分度圆:位于齿顶圆和齿根圆之间，其直径用d表示。分度圆是齿轮设计和制造 时，进行尺寸计算的基准圆。 （4）齿高、齿顶高、齿根高: 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。 齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高，用ha表示。齿根圆与分度圆之间的径向 距离称为齿根高，用hf表示。 （5）齿距、齿厚、槽宽:在分度圆上，相邻两齿对应齿廓之间的弧长称为齿距，用p 表示。在分度圆上，齿的两侧对应齿廓之间的弧长称为齿厚，用s表示。
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
如图所示为直齿圆柱齿轮零件，绘制其零件图。
学
习 通过完成此项目，掌握标准直齿圆柱齿轮轮齿部
目 标
分的名称、几何尺寸的计算;掌握单个和啮合的标
准直齿圆柱齿轮、锥齿轮及蜗轮蜗杆的规定画法;
初步掌握绘制直齿圆柱齿轮零件图的方法及步骤。
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1
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
绘制直齿圆柱齿轮零件草图（1）
精选课件
12
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实施步骤
（3）按国标规定的齿轮画法，先画出齿顶圆、齿根圆、分度圆等;按投影关系画 出主视图; 检查，擦去多余图线，加深粗实线，画剖面线，完成主、左视图，如 图所示。
绘制直齿圆柱精齿选轮课件零件草图（2）
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
实施步骤
2.尺寸标注 圆柱齿轮主要有径向和轴向两个方向的尺寸，径向尺寸以轮毂孔轴线为基准，
轴向尺寸以齿轮对称面为基准。 （1）标注尺寸线及尺寸界线分别标注圆柱齿轮的定形、定位尺寸和总体尺寸，
如图所示。 （2）注写尺寸数字 齿轮的尺寸通过测量和计算得到，常使用的量具有游标
卡尺、千分尺和公法线千分尺等。
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
直齿圆柱齿轮精各选部课件分名称和代号
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
在分度圆上，齿槽的两侧对应齿 廓之间的弧长称 为齿槽宽，用e表示。
在标准齿轮中，齿厚与槽宽各为 齿距的一半，即s=e=p/2，p=s+e。
（6）中心距:两啮合齿轮轴线间 的距离称为中心 距，用a表示，如图 所示。装配准确的标准齿轮中心距为 a=（d1+d2）/2=m（z1+z2）/2
一般模数和压力角都相同的齿轮才能相互啮合。 3.标准直齿圆柱齿轮基本尺寸的计算
在设计齿轮时要先确定模数和齿数。在已知模数m和齿数z的情况下，齿轮轮齿 的其他参数均可按表2-4-2的公式计算出来。
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
二、单个直齿圆柱齿轮的规定画法 齿轮是常用件，国标已将其部分重要参数标准化，因此在绘图时，轮齿的形状
虚拟
直齿圆柱齿轮
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2
项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
一、标准直齿圆柱齿轮基本知识 直齿圆柱齿轮的典型结构主要由轮缘、轮毂、轮辐或辐板组成。轮缘上有若干
个轮齿，轮缘和轮毂之间由轮辐或辐板连接，辐板上一般有四个或六个孔，轮毂中 间有轴孔和键槽，如上图所示。
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
测量精齿选课顶件圆直径18ຫໍສະໝຸດ 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
实施步骤
具体步骤如下: • 数出齿数: z =135。 • 采用奇数测量方法测出齿顶圆直径。应在不同位置各测三次，将数值填入表
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齿轮的啮合
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
学习资料
2.标准直齿圆柱齿轮的主要参数 齿轮虽然不是标准件，但轮齿的主要参数国家已标准化，其主要参数有: （1）齿数z:齿轮上轮齿的个数。 （2）模数m:如果齿轮的齿数是z，则分度圆周长为πd=zp，分度圆直径为d=zp /π。
其中π是无理数，为了便于计算和测量，p/π就称为齿轮的模数，单位为mm。 模数是设计和制造齿轮的基本参数，也反映了齿轮承载能力的大小。不同模数的齿
轮要用不同模数的刀具来制造。为了便于设计和制造，减少齿轮成型刀具的规格，国家 标准对模数规定了标准值。渐开线齿轮的模数见表2-4-1。
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
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（3）压力角α :如图所示，轮齿在啮合点 P的受力方向（齿廓曲线的公法线方 向）与运动方向之间所夹的锐角称为压力角。我国标准齿轮的分度圆压力角为20°。
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实施步骤
绘制直齿圆柱精齿选轮课零件 件草图（3）
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项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图
实施步骤
①确定齿顶圆和分度圆直径。通过测量公法线长度或齿顶圆直径，求得模数， 再计算出齿顶圆和分度圆直径。
a.若通过测量齿轮公法线长度求模数，具体步骤如下: 数出齿数，计算跨齿数k