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齒輪設(shè)計：直徑節(jié)距大于等于20或模數(shù)小于等于1.25的齒輪稱為小節(jié)齒輪或小模數(shù)齒輪，這些齒輪的設(shè)計有自己的特殊性，小齒距齒輪的制造公差和操作條件比大齒距齒輪相對嚴(yán)格。制造公差包括齒輪公差（齒尖直徑、齒徑、齒徑、齒厚），殼體中心距公差以及允許齒輪軸偏移公差。操作條件包括齒輪殼體和軸在載荷下的撓度，環(huán)境溫度引起的齒輪傳動部件熱膨脹或收縮（特別是對于不同材料）以及影響塑料件的濕度范圍。
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對于給定的齒輪精度等級，與大節(jié)距齒輪相比，小節(jié)距齒輪相對于齒尺寸的公差要小得多。例如，精度標(biāo)準(zhǔn)AGMA 2000-A88，0.3模數(shù)、30齒齒輪的Q8級總單齒齒面公差（aka-TTE）為0.036。但對于3.0模塊、30齒齒輪為0.110。齒輪尺寸增加了10倍，而TTE只增加了3倍。另一個例子，根據(jù)精度標(biāo)準(zhǔn)ISO 1328-2，中徑在20至50毫米之間、模數(shù)在0.5至2.0之間的齒輪的8級跳動公差為0.032，齒輪節(jié)圓直徑和齒徑（模數(shù)）可以相應(yīng)地變化2.5倍和4倍，但跳動公差保持不變。這就解釋了為什么變速箱殼體中心距的給定公差容易被大節(jié)齒輪吸收，不會出現(xiàn)中心距離在其最大值時有小于1的接觸比或完全分離的小間距。
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不同材料齒輪和殼體的工作溫度范圍加劇了這一問題，例如，鋁外殼內(nèi)的鋼制小節(jié)距齒輪可以在環(huán)境溫度下正常工作，但在高工作溫度下，由于外殼膨脹較大，中心距離將增加，小節(jié)距齒輪可能分離。當(dāng)小節(jié)距塑料齒輪位于鋁殼中時，則會出現(xiàn)相反的問題。在低溫下，小節(jié)距塑料齒輪變小，可能會分離；在高溫下，它們比外殼加速膨脹，可能會卡住。一些齒輪聚合物，如尼龍，對濕度敏感，它們在干燥條件下較小，在高濕度會膨脹。
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機(jī)加工齒輪的設(shè)計應(yīng)具有相當(dāng)高的精度，以最小化關(guān)鍵齒輪公差，如齒尖直徑、齒厚和跳動公差。有些齒輪成形制造技術(shù)，如粉末金屬加工和注塑成型，并不總是能做到這一點(diǎn)。如有可能，盡量減少殼體中心距公差和軸承或襯套間隙。
最大化齒輪齒的尺寸，例如，將0.2模數(shù)20齒齒輪替換為0.4模數(shù)10齒齒輪，齒的嚙合齒數(shù)應(yīng)根據(jù)所需的傳動比而改變，這也會增加輪齒彎曲強(qiáng)度。對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，應(yīng)采用pp正齒頂高修正（x-shift），以避免低齒數(shù)齒輪根圓角咬邊。
具有20度或14.5度壓力角和齒頂高系數(shù)1.0的標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒比適用于商業(yè)應(yīng)用的大節(jié)距齒輪，在許多情況下，它們不適合于小節(jié)距齒輪。應(yīng)用非標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒比是小節(jié)距齒輪的有效替代方法，有效漸開線齒廓的長度應(yīng)增加，使齒盡可能長，需避免尖頭，構(gòu)建根部圓角，避免干涉。長齒適合在任何公差組合下適應(yīng)中心距偏差，推薦的工作壓力角范圍為20-25度，齒尖半徑或倒角應(yīng)最小化。
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上圖顯示了有無齒頂修改的標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合和非標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合的示例，齒輪；A-標(biāo)準(zhǔn)（壓力角20°、X-shift為0和0、接觸比1.08）、B-標(biāo)準(zhǔn)（壓力角20°、X-shift為+0.5和-0.5、接觸比1.40）、C-非標(biāo)準(zhǔn)（壓力角22.5°、接觸比1.70）
結(jié)論
齒輪設(shè)計完成后，應(yīng)通過公差和（如有必要）熱分析進(jìn)行驗證，這種分析定義了臨界齒輪嚙合參數(shù)、接觸比的最小/最大值、正常齒隙、極端公差組合的根徑向間隙和操作條件。采用鋼制外齒輪和鋁殼，最大接觸比和最小、正常齒隙和根徑向間隙值在最小工作溫度、最小中心距離、最大齒厚和齒尖直徑、以及當(dāng)最大跳動減小有效中心距離時實現(xiàn)。然后，在最大運(yùn)行溫度、最大中心距離、最小齒厚和齒尖直徑，以及當(dāng)最大行程增加有效中心距離時，實現(xiàn)最小接觸比和最大正常齒隙和根徑向間隙值。
