一、直齿圆柱齿轮的分类
按照齿轮的工作方式不同可以分为开式齿轮和闭式齿轮。开式齿轮传动，是齿轮在非密闭空间传动，一般采用脂润滑，齿轮工作环境粉尘较多；闭式齿轮是指齿轮在密闭空间传动，有密闭的箱体、良好的润滑、齿轮工作环境清洁。
二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数
标准齿轮的压力角：
齿数：z（由传动比计算求得）
模数：m（通过计算定出）
齿宽：b
齿顶高系数：
顶隙系数：
变位系数（只有啮合齿轮存在）：
顶隙：
齿顶高：
齿根高：
分度圆直径：
基圆直径：
齿顶圆直径：
齿根圆直径：
各参数的含义
分度圆直径：
齿轮的分度圆是一个大小完全确定的圆，不论这个齿轮是否与另一齿轮啮合，也不论两轮的中心距如何变化，每个齿轮都有一个唯一的大小完全确定的分度圆。
节圆直径：
在定传动比的齿轮传动中，节点在齿轮运动平面的轨迹为一个圆，这个圆即为节圆。此时齿轮传动可以认为两个齿轮的节圆相切做纯滚动。一对标准齿轮处在正确安装位置时，即两齿轮的分度圆相切时，此时的分度圆与节圆重合。
节圆是指齿轮啮合传动时在节点处相切的一对圆。对于一个单一的齿轮来说是不存在节圆的。而且两齿轮的节圆大小是随其中心距的变化而变化的。
基圆直径：
在齿轮设计中，把一条直线在一个圆上做纯滚动，则这条直线上的一个定点的轨迹称为齿轮的渐开线，即齿轮轮廓线，这个圆就叫做齿轮的基圆。基圆是产生渐开线的圆，是渐开线的起始圆。
三、参数化建模的基本步骤：
1）通过【文件】→【新建】命令建立一个新齿轮零件，并命名为Gear；
2）通过【工具】→【参数】，弹出如下对话框，设置齿轮的基本参数，如下图所示：
①齿轮的模数M；
②齿轮的齿数Z；
③齿轮的压力角Alpha；
④齿轮的宽度B；
⑤齿轮的齿顶高系数Hax；
⑥齿轮的齿顶隙系数Cx；
⑦齿轮的变位系数X；
3）通过【工具】→【关系】，弹出如下对话框：
输入以下公式，计算齿轮的基本尺寸：
齿顶高：HA=(HAX+X)*M
齿根高：HF=(HAX+CX-X)*M
分度圆直径：D=M*Z
齿顶圆直径：DA=D+2*HA
基圆直径：DB=D*COS(ALPHA)
齿根圆直径：DF=D-2*HF
一半的齿厚或者齿槽宽所对应的夹角：D6=360/(4*Z)
齿宽：D9=B
IF HAX<1
齿根圆角半径：D14=0.46*M
ENDIF
IF HAX>=1
齿根圆角半径：D14=0.38*M
ENDIF
D15=360/Z （复制第一个轮齿时复制旋转的角度参数）
D22=360/Z （阵列剩下的轮齿时阵列的角度参数）
P23=Z-1 （阵列操作对象的阵列数量参数）
D72=360/(2*Z)
如下图所示
4）新建一个草图，分别绘制出基圆、齿根圆、分度圆和齿顶圆，如下图所示：
5）退出草图环境，在模型树中右键单击刚刚创建的草图，在弹出的快捷菜单中单击选取“编辑”，草图变成如下图所示：
6）选择【信息】→【切换尺寸】，尺寸数字切换为尺寸代号，草图变成如下图所示：
7）在齿轮设计中，为了使得图纸中各个尺寸信息直观，含义明确，建议修改各个控制尺寸的代号，使用齿轮通用的参数名称，如基圆直径为DB，齿根圆DF，分度圆D，齿顶圆DA等等，修改方法为在上图基础上选取要修改的尺寸代号，右键【属性】，在弹出的对话框中修改尺寸代号名称，如下图所示：
修改后的尺寸代号如下图所示：
8）在主菜单上依次单击【工具】→【关系】，在弹出的【关系】对话框，如下图所示，在【关系】对话框中输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系，由这些关系来控制上图中各个圆的直径：
9）创建渐开线
依次在主菜单上单击【插入】→【模型基准】→【曲线】，系统弹出“曲线选项”菜单管理器，如下图所示：
在“曲线选项”菜单管理器上依次单击“从方程”→“完成”，弹出“得到坐标系”菜单管理器，如下图所示：
在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，如下图所示：
在“设置坐标类型”菜单管理器中单击“笛卡尔”，系统弹出一个记事本窗口，如下图所示：
在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，如下图所示
上述方程推导如下：
某一指定角度θ所对应的渐开线上的点的坐标值为（X，Y）
X=x1+x2;
Y=y1-y2
其中
X1=r*cosθ;
X2=θ/180*pi*r*sinθ;
Y1=r*sinθ;
Y2=θ/180*pi*r*cosθ;
因此
X= r*cosθ+θ/180*pi*r*sinθ
Y= r*sinθ-θ/180*pi*r*cosθ
接下来，保存数据，退出记事本，单击“曲线：从方程”对话框中的【确定】，如下图所示，
完成后的渐开线如下图所示：
10）镜像渐开线
依次在主菜单上单击【插入】→【模型基准】→【点】→【点】，系统弹出“基准点”对话框，如下图所示：
单击分度圆曲线作为参照，按住ctrl键，单击渐开线作为参照，如下图所示，在“基准点”对话框内单击【确定】，完成基准点“PNT0”的创建。
依次在主菜单上单击【插入】→【模型基准】→【轴】，系统弹出“基准轴”对话框，如下图所示：
在绘图区单击选取“TOP”面作为参考平面，按住ctrl键，单击选取“RIGHT”面作为参考，在“基准轴”对话框内单击【确定】，完成轴“A_1”的创建。
在主菜单上单击【插入】→【模型基准】→【平面】，系统弹出“基准平面”对话框，在绘图区单击选取“A_1”轴作为参照，按住ctrl键，继续单击基准点“PNT0”作为参照，如下图所示
继续依次在主菜单上单击【插入】→【模型基准】→【平面】，系统弹出“基准平面”对话框，在绘图区单击选取刚刚创建的“DTM1”面作为参考平面，按住ctrl键选取“A_1”轴作为参考。在偏距文本框中输入旋转角度为“360/(4*z)”，系统提示是否要添加特征关系，单击“是”，然后在“基准平面”对话框内单击【确定】，完成基准平面“DTM2”的创建；
注意：如果在创建“DTM2”的时候，如果基准面偏移方向不对，则需要在开始通过输入负数先将其方向调整到正确方向，然后在输入公式
将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击刚刚创建的基准平面“DTM2”，在弹出的快捷菜单上单击“编辑”，在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框，此时系统显示“DTM1”面和“DTM2”面间的夹角尺寸代号，单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为
D9=360/(4*Z)
如下图所示
在“关系”对话框中单击【确定】，完成添加关系式。创建好的平面“DTM2”如下图所示
在绘图区单击渐开线特征，然后依次在主菜单上单击【编辑】→【镜像】，系统弹出“镜像”特征定义操控面板，如下图所示
在绘图区单击刚刚创建的“DTM2”平面作为镜像平面，在“镜像”特征定义操控面板内单击确认按钮，完成渐开线的镜像。完成后的曲线如下图所示。
11）创建齿根圆，拉伸深度文本框内输入深度值为B，如图所示，回车后系统提示是否添加特征关系，单击“是”：
同理，齿根圆创建完成后，将关系式添加到“关系”对话框。这里不再赘述。
12）创建齿形
选择“FRONT”面作为草绘平面，选择“TOP”面作为参考平面，参考方向为向“顶”，如下图所示，单击【草绘】进入草绘环境：
在主菜单上单击【草绘】→【边】→【使用】，弹出如下对话框：
选择两条渐开线作为轮廓线，另外补齐截面其他曲线，完成后的齿廓如下图所示
同理，将齿廓截面尺寸参数和拉伸深度添加到“关系”对话框中，这里不再赘述。
13）阵列齿轮
为阵列轮齿，首先要创建一个轮齿。
首先单击选取已经创建好的轮齿，然后在主菜单上依次单击【编辑】→【复制】，然后再次依次单击【编辑】→【选择性粘贴】，系统弹出“选择性粘贴”复选框，如下图所示
勾选复选框的前两项，如图所示，单击【确定】，系统弹出“选择性粘贴”定义操控面板，在“选择性粘贴”定义面板内选取旋转角按钮，在文本框输入旋转角度为“360/z”，如下图所示，系统提示是否添加关系，单击“是”。
在绘图区域中选取齿根圆的中心轴作为旋转轴，如上图所示，在“选择性粘贴”定义操控面板内单击确认按钮，完成轮齿的创建，如下图所示
同理，将旋转角度关系式添加到“关系”对话框，这里不再赘述。
在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征，在工具栏内单击陈列按钮，或依次在主菜单上单击【编辑】→【阵列】，系统弹出“阵列”定义操控面板，如下图所示，
在绘图区可以看到，阵列操作只创建了一个轮齿，下面通过添加关系式来创建其他齿轮，在模型树中右键单击选取刚刚创建的阵列特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”。
在主菜单上单击【工具】→【关系】，系统弹出关系对话框。此时系统显示两个轮齿夹角的尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在关系对话框中，输入的关系式为
D42=360/z
P41=z-1
D42为两个轮齿间的夹角，p142为阵列的个数。完成后的“关系”对话框如下图所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式。
在主菜单上单击【编辑】→【再生】，完成所有轮齿的创建，完成后的轮齿如下图所示：
14）设计人机交互输入界面
齿轮初步设计完成后，为了便于后期修改参数以重新生成模型，通过在主菜单栏上选择【工具】→【程序】，弹出如下“程序”菜单管理器面板：
选择“程序”菜单管理器面板中的“编辑设计”选项，弹出如下窗口：
在弹出的窗口中的“INPUT”和“END INPUT”之间输入如下内容，如下图所示：
单击保存该对话框，返回“程序”菜单管理器面板，此时该面板增加了一块内容，如下图所示：
点击“程序”菜单管理器面板中新增的“输入”选项，此时“程序”菜单管理器面板变成如下图所示，
点击“全选”，选中所有输入参数，然后点击“完成选取”，弹出下面的对话框：
通过修改以上参数，可以重新定义新的齿轮。
