1. 齿轮的基本知识与CAD绘图基础
齿轮是机械传动中最常见的元件之一，广泛应用于减速器、汽车、机器人等多个领域。掌握齿轮的绘制方法对于机械设计人员至关重要。在CAD中绘制标准齿轮，首先需要了解齿轮的基本参数：模数（m）、齿数（z）、压力角（α）、齿顶高系数（ha*）、顶隙系数（c*）等。
在CAD软件中，如AutoCAD、SolidWorks、Inventor等，绘制标准齿轮通常需要先构造齿廓曲线。齿轮的齿廓通常为渐开线，因此绘制时需先生成渐开线曲线，再通过阵列操作完成整个齿轮的建模。
模数（m）：决定齿轮齿的大小齿数（z）：影响传动比和齿轮大小压力角（α）：一般为20°齿顶高系数（ha*）：通常为1顶隙系数（c*）：通常为0.25
2. 齿轮的CAD建模步骤详解
以AutoCAD为例，绘制标准直齿圆柱齿轮的基本步骤如下：
计算齿轮基本参数：分度圆直径d = m * z；基圆直径db = d * cos(α)绘制基圆、分度圆和齿顶圆绘制一条渐开线：从基圆出发，按照渐开线公式生成曲线镜像生成另一侧齿廓阵列齿廓，数量为齿数z修剪多余线条，形成完整齿形拉伸或旋转生成三维齿轮模型（如使用SolidWorks或Inventor）
参数符号标准值模数m2.5齿数z20压力角α20°齿顶高系数ha*1顶隙系数c*0.25
3. 齿轮绘制中的常见问题与解决方案
在CAD中绘制齿轮时，常遇到以下问题：
// 示例：计算分度圆直径
m = 2.5;
z = 20;
d = m * z; // 分度圆直径 = 50
渐开线不准确：使用精确的数学公式或插件辅助绘制，避免手动绘制导致误差。齿廓对称性差：使用镜像功能确保齿廓对称。阵列齿廓不均匀：使用“极轴阵列”并确保角度计算正确（360/z）。三维建模失败：检查草图是否闭合，确保拉伸或旋转路径正确。
4. 高级技巧与自动化建模
对于IT从业者或具备编程能力的工程师，可以结合脚本语言或CAD API实现齿轮的自动化建模。例如：
// 伪代码示例：自动绘制齿轮
function createGear(m, z, pressureAngle) {
calculateGearDimensions(m, z, pressureAngle);
drawBaseCircles();
generateInvoluteCurve();
mirrorAndArrayTeeth(z);
outputGearModel();
}
此外，可使用LISP脚本（AutoCAD）、VBA宏（Inventor）或Python（FreeCAD）实现齿轮参数化设计，提高效率。
graph TD
A[开始] --> B[输入齿轮参数]
B --> C[计算几何尺寸]
C --> D[绘制基圆与齿廓]
D --> E[镜像与阵列]
E --> F[输出二维/三维模型]
F --> G[结束]