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标准圆柱齿轮是机械传动中最重要的基础元件。它采用渐开线齿形，具有标准化的几何参数，包括20度的压力角、1.0的齿顶高系数和0.25的顶隙系数。齿轮主要由齿顶、齿根和齿面组成，这些标准化参数确保了齿轮间的互换性和传动的平稳性。
齿轮的基本几何参数包括模数、齿数、压力角等关键参数。模数m是齿轮尺寸的基本单位，等于齿距除以圆周率。齿数z表示齿轮圆周上的齿数。压力角α在标准齿轮中为20度，决定了齿形的形状。齿顶高系数和顶隙系数分别为1和0.25，这些标准化参数确保了齿轮的互换性和标准化生产。
齿轮有四个重要的同心圆。分度圆是标准齿轮的基准圆，直径等于模数乘以齿数。齿顶圆通过所有齿顶，直径等于分度圆直径加上两倍齿顶高。齿根圆通过所有齿根，直径等于分度圆直径减去两倍齿根高。基圆是形成渐开线齿形的基础圆，直径等于分度圆直径乘以压力角的余弦值。这些圆的相对位置关系决定了齿轮的几何形状。
齿轮的线性参数包括齿距、齿厚和齿槽宽。齿距p是相邻两齿对应点之间的弧长，等于圆周率乘以模数。齿厚s是单个齿在分度圆上占据的弧长。齿槽宽e是齿槽在分度圆上的弧长。在标准齿轮中，齿厚等于齿槽宽，都等于齿距的一半，这保证了齿轮的对称性和标准化。齿厚加齿槽宽等于齿距，这是齿轮几何的基本关系。
所有齿轮参数之间存在严格的数学关系。基本参数模数m、齿数z和压力角α是独立参数，其他所有参数都可以从这三个基本参数推导出来。分度圆直径等于模数乘以齿数，齿顶圆直径在此基础上加上两倍模数，齿根圆直径减去2.5倍模数，基圆直径还要乘以压力角的余弦值。齿距等于圆周率乘以模数，齿厚和齿槽宽都等于齿距的一半。这种参数关系确保了齿轮设计的系统性和标准化。