简介：日本协育齿轮工业株式会社的《KG STOCK GEARS》公制齿轮选型手册，是一份面向机械设计、自动化设备与传动系统选型人员的专业参考资料，主要用于查询协育标准库存齿轮的规格参数、型号构成与适用场景。手册内容覆盖直齿、斜齿等常见齿轮类型，并附有型录编号与产品索引，可帮助读者快速确定所需齿轮型号并核对尺寸数据。资源为单个PDF文件，压缩包大小约20.78MB，便于离线查阅、打印或存入个人设计资料库。已有254人学习下载，适合从事非标机械、精密传动或设备维护的工程师按需参考。通过本手册可系统掌握协育齿轮的命名规则、库存范围与选型要点，减少在设计初期查找原厂样本或在线目录的时间，提升初步选型和参数校核效率。
1. 一本库存齿轮手册能顶什么用：从交期到孔径公差都在目录里
做非标设备的人最烦的一件事，就是齿轮这种标准件被当成定制件来处理。A同学上个月改一台输送线，需要一颗模数1.5、齿数32的正齿轮，按常规流程去找厂家开模，报价不高但交期三周起步，整个项目卡死在齿轮上。后来他翻出一份日系库存齿轮选型手册，在标准品表里找到齿数、孔径都吻合的现货型号，下单两天到货，当晚就完成装配。这本手册解决的就是「不用开模、不用等交期」的选型问题：把齿轮的齿数、模数、材质、孔径、键槽、许用载荷全部列成表，设计人员照表选型、按孔径配轴就行。适合非标自动化、输送设备、小型减速机构的设计与采购人员，花二十分钟学会读型号构成，能省掉整周的返工。
2. 先把目录读透：产品大类、页码分区与材质代码的对应关系
2.1 先按大类找页码，不要从头翻到尾
这份手册不是按字母顺序排的，而是按产品形态分区。我第一次拿到时也试图从头往后读，结果发现前面十几页是产品总览和选型索引，真正的型号表是从箱体类开始的。手册的页码结构大致是这样的：
| 页码区间 | 产品大类 | 典型系列代码 |
|---|---|---|
| 前段 | 伞齿轮箱、直角传动箱体 | HY-BOX、BS-BOX、BSB-BOX、BSH-BOX |
| 中段 | 斜齿轮、螺旋齿轮 | S50S 系列等 |
| 中后段 | 正齿轮通用型号表 | S50S、S45C 材质切削齿轮 |
| 后段 | 不锈钢、树脂、黄铜专用齿轮 | RK、ORK、RKP、POM 系列 |
| 末段 | 铬钼钢强化齿轮与选型技术数据 | MG、MGE、MGH、ML |
这个分区逻辑对选型很重要：箱体和齿轮是分开的，你要找的是「替换某个齿轮」还是「整套直角传动组件」，直接决定应该翻哪个区段。常见做法是先确认产品形态，再按系列代码定位页码，最后才对照具体型号。手册里每一页的产品代码基本是连续编排的，找到第一个型号，后面整页都是同系列，批量选型时效率高很多。
另一个容易忽略的点是页眉上的系列代码。手册的页眉会标出当前页属于哪个系列段，比如看到 S50S 开头的型号密集出现，说明你已经在正齿轮主表里了；翻到 ORK、RKP 密集的页面，就是不锈钢和黄铜齿轮的专区。页码分区解决的是「去哪找」，页眉系列代码解决的是「找到之后怎么确认这是不是我要的类别」，两件事要配合着来。
2.2 材质代码表：S45C、SCM435/440、SUS304 与 POM 的适用边界
手册里几乎所有型号都带材质前缀或后缀，材质直接决定齿轮的强度、防腐能力和价格，选错材质是返工率最高的一类错误。日系库存齿轮的材质命名有规律可循，最常见的几类如下：
| 材质代码 | 对应材料 | 典型应用场景 |
|---|---|---|
| S = S45C | 中碳钢，调质处理 | 通用正齿轮、低成本传动 |
| ASG/NSG | SCM435/440 铬钼钢 | 重载、需要更高齿面硬度 |
| SG/SGR | SCM435/440 或 S45C | 齿面硬化处理的强化型 |
| SUS304 | 奥氏体不锈钢 | 潮湿、腐蚀环境、食品设备 |
| C3604 黄铜 | 铜合金 | 低噪音、轻负载、耐磨耗配对 |
| POM | 聚甲醛树脂 | 轻负载、降噪、无需润滑的场合 |
选材质的理由不能只看强度。S45C 便宜、加工性好，但不耐腐蚀；SUS304 防腐没问题，齿面硬度低，重载下容易胶合，碰到不锈钢轴时尤其明显；POM 齿轮噪音小、能自润滑，可热膨胀系数比金属大很多，高温环境下齿形变化明显。我一般按「负载大小 → 环境介质 → 噪音要求」这个顺序来筛材质：重载先看 SCM 系，有腐蚀介质直接跳不锈钢，轻载降噪再考虑 POM 或黄铜。
手册里还有一些组合写法，比如 RK 系列同时覆盖 S45C、SUS304、黄铜、POM 四种材质，同一齿形用不同材质分别出型号。这种情况下，材质代码是型号的组成部分，同一个齿数会有多个型号，区别只在材料和价格。选型的时候不要只对着齿数和孔径挑，把材质代码一起报给采购，否则很容易买回来一颗外形一样但是树脂材质的齿轮，装上去才发现承载不够。
3. 型号拆解：S50S 10K −1006 这类编号怎么切，孔径与齿数藏在哪里
3.1 型号三要素怎么切：前缀材质、中间齿数、后缀孔型
手册里的型号看起来像是乱码，比如 S50S 10K −1006、S50S 120B ＊0508、S50S 40BF −0504，但拆开看是有固定结构的。以 S50S 10K −1006 为例，这个型号可以切成三段：
- S50S：系列与材质标识。S 开头通常对应 S45C 碳钢材质，50 是系列规格编号，S 结尾表示这是库存标准品系列。M 开头的 MG/MGE 是 SCM440/SCM435 铬钼钢，R 开头的 RK/ORK 是不锈钢、黄铜或树脂系列。
- 10K：齿数与孔型。10 代表齿数 z=10，K 是轴孔形式代码。手册里常见的孔型有 K1、K2、B1 等，K 系列多为通孔配合顶丝螺纹孔，B 系列多为带键槽的轮毂孔，BF 则可能是法兰安装形式。
- −1006 / ＊0508：规格补码。这一段用来区分孔径或轮毂细节。同样的齿数和孔型，后面补码不同，孔径和轮毂直径就不同。
孔型的细微差别是新手最容易翻车的地方。K1 和 K2 虽然都是 K 型孔，但一个可能是单边顶丝固定，另一个是双顶丝加沉孔；B1 和 B 看起来就差一个数字，可能齿宽和轮毂长度尺寸完全不同。粗看型号选齿轮就像看着零件的照片买零件，角度不对就漏掉关键尺寸。
| 型号片段 | 含义 | 注意事项 |
|---|---|---|
| S50S | S45C 库存标准齿轮系列 | S 开头材质是碳钢，不是不锈钢 |
| 10K | 齿数 10，K 型轴孔 | K 型与 B 型不能互换，装配方式不同 |
| −1006 | 规格补码 | 同齿数不同补码，孔径不同 |
| 120B | 齿数 120，B 型带键槽轮毂 | 大齿数齿轮要注意齿顶圆直径是否超空间 |
| 40BF | 齿数 40，B 型法兰结构 | F 后缀通常是法兰安装 |
3.2 用 Python 把齿数和模数换算成尺寸，和样本表互相验证
手册里的尺寸表不是让你照着抄的，而是让你核对的。标准渐开线圆柱齿轮的分度圆直径和齿顶圆直径可以用模数和齿数直接算，我把这个换算写成一个十行不到的 Python 脚本，选型的时候用它对一下手册数值，能抓出一堆低级错误：
# 标准渐开线圆柱齿轮的基本尺寸换算 # 输入模数 m 与齿数 z，输出分度圆直径 d 和齿顶圆直径 da import math def gear_basic_dim(m, z, addendum_coef=1.0): """ 参数说明： m : 模数，公制齿轮的标准参数，手册标题中标注 Metric Gears z : 齿数，型号中直接读出 addendum_coef : 齿顶高系数，标准齿轮为 1.0 返回值 : 分度圆直径 d，齿顶圆直径 da """ d = m * z da = d + 2 * addendum_coef * m return d, da # 示例：模数 0.5，齿数 10，对应的 S50S 10K 系列 m_val = 0.5 z_val = 10 d_val, da_val = gear_basic_dim(m_val, z_val) print(f"模数 {m_val}，齿数 {z_val}") print(f"分度圆直径 d = {d_val:.3f} mm") print(f"齿顶圆直径 da = {da_val:.3f} mm")这段代码的逻辑是基于标准齿轮的定义：分度圆直径等于模数乘以齿数，齿顶圆直径在分度圆基础上加上两个齿顶高。addendum_coef 参数平时保持 1.0 不动，遇到手册标注的短齿齿轮或修正齿轮时才需要调整。用法是把手册表里的 d 和 da 填进这个函数对比，如果计算值和手册值差得远，先怀疑齿顶修缘或变位，不要直接认为手册印错了。
我一般会把这个函数和型号解析放在同一个脚本里：从型号里读出齿数，乘以手动填入的模数，算完尺寸再和手册表里对应的行比对。特别是当你需要把齿轮配给已知的中心距和轴径时，这个脚本能在三分钟内确认型号有没有选错。有一点要注意，库存齿轮里存在变位齿轮，变位后齿顶圆直径不等于标准值，碰到计算值和手册值对不上，优先查手册技术页的变位系数说明，再决定是否继续用这个型号。
4. 尺寸表和载荷表怎么看：H7/H8、2-M 螺纹孔与七档转速列的真实用法
4.1 尺寸栏位逐项拆：d(h7)、da、b、dh、l、键槽
翻开任意一页正齿轮型号表，横向的栏位大致是：型号、齿数 z、基准圆直径 d、齿顶圆直径 da、孔径形式、孔径 d(h7)、齿宽 b、轮毂直径 dh、全长 l、键槽尺寸、螺纹孔、重量 W。每个栏位都在回答装配中的一个具体问题：
| 栏位 | 符号 | 工程含义 | 选型时的关注点 |
|---|---|---|---|
| 齿数 | z | 齿轮的齿数 | 与配对齿轮的齿数比决定减速比 |
| 基准圆直径 | d | 分度圆直径，啮合计算基准 | 与中心距计算直接相关 |
| 齿顶圆直径 | da | 齿顶外圆，干涉检查用 | 装配空间是否足够 |
| 孔径 | d(h7) | 轴孔直径，7 级公差 | 决定了能配多大的轴 |
| 齿宽 | b | 齿部轴向宽度 | 承载能力与侧隙 |
| 轮毂直径 | dh | 轮毂外径 | 是否与相邻零件干涉 |
| 全长 | l | 轴向总长度 | 安装空间轴向尺寸 |
| 键槽 | ls / b / t | 键槽宽度与深度 | 与电机轴/输入轴的键规格匹配 |
| 螺纹孔 | 2-M(120°) | 两个螺纹孔、间隔 120° | 顶丝固定轴的相位位置 |
| 重量 | W | 单件重量 | 估算转动惯量的输入值 |
孔径 d(h7) 是装配中最关键的一个值。H7 是基孔制的常用公差带，孔的下偏差为 0，上偏差是正值。手册给的是 h7，意味着孔的尺寸只可能不小于名义值。选轴的时候要注意，轴的公差等级决定配合性质：如果你用 h6 的轴，孔 H7 和轴 h6 是间隙配合；用 k6 的轴，就变成过渡配合。日系库存齿轮默认按 H7 加工，轴最好按 g6、h6、js6 这一档选，不要拿着未注明公差的普通车削轴直接怼进去，配合性质完全不可控。
2-M(120°) 这个栏位很多人会看漏。它表示齿轮端面上有两个螺孔，夹角为 120°，用于安装顶丝或紧定螺钉，把齿轮轴向固定在轴上。注意不是 180°，两个顶丝不在同一条直径线上，所以顶紧之后径向力是不对称的。装配时要把顶丝的位置对准轴上加工的平面，避开键槽槽口，否则顶丝会把键侧顶变形。
4.2 载荷表的正确读法：转速列、同系列对比、降载系数
手册的载荷表是我见过被误用得最多的地方。每一页型号表下面都跟着一张数字表，横排是 10rpm、100rpm、200rpm、400rpm、800rpm、1200rpm、1500rpm 这七个转速档，竖排对应不同齿数型号，表格里的数值是该转速下的许用载荷。很多人选型时只看最大的那个值，或者只看表格里最左侧的静态值，结果装机后在高转速下打了折扣，齿轮提前点蚀。
正确读法是三步：
- 先定转速范围：根据实际工况确定齿轮运行转速落在那两档之间，取偏低的一档作为基准值，不要用更高转速档的数值。
- 再按工况加系数：有冲击载荷的乘 0.7，频繁正反转的乘 0.8，连续运行的按发热情况再酌情降载。
- 最后做同系列对比：同一页手册表里，不同齿数型号在同一转速下的载荷值可以直接横向比较，选型时优先选数值比需求大 1.2 倍以上的型号。
还有一个跨材质的坑：载荷表里的数据大多是按碳钢或铬钼钢材质给定的，当你换到 SUS304、POM、黄铜系列时，载荷要按材料强度折算。手册通常会在材质专区首页注明折减系数，如果没找到，按我处理的办法：SUS304 降到碳钢的 0.6~0.7，POM 降到 0.3~0.4，黄铜介于两者之间。不要把一个系列的载荷表直接套到另一个材质系列上，那相当于把不同标号钢材的许用应力混在一起算，结果没有参考意义。
还有一类细节藏在孔径和载荷的交叉处。同样的齿数、同样的模数，孔径大的型号往往齿根到键槽底部的距离更薄，载荷表数值反而会下降。选型时不要只盯着齿数够不够，把孔径那一列的 d(h7) 值和载荷值放在一起看，如果选用的轴径偏大，载荷值可能已经打了折扣。
5. 选型避坑：五个拿到手才发现的问题与排查方法
5.1 现象：轴插不进齿轮孔，或者插进去后晃动明显
原因：手册孔径标注为 H7，孔按基孔制加工，最小尺寸等于名义尺寸。你手上的轴是普通车削件，外径实测接近名义值的上差，配合性质从预期的间隙配合变成了过渡甚至过盈配合。H7 和轴公差叠加后每个批次手感都不一样，这就是玄学装配感的来源。
解决：选型确认轴径后，先用千分尺实测轴的上下偏差，再对照 H7 孔的公差带计算最小和最大间隙。如果轴是自由公差，建议把轴按 g6 或 f7 加工，把配合性质锁死在间隙配合区间。已经买回来的齿轮孔小了，优先扩孔配衬套，不要用砂纸去打磨轴，会导致圆柱度崩掉。
5.2 现象：顶丝孔拧紧后，齿轮转起来有周期性噪音
原因：2-M(120°) 表示两个顶丝孔夹角 120°，不是 180°，拧紧后径向压力方向不在同一直径线上，齿轮产生微小的径向偏摆。如果顶丝拧在了键槽侧，还会把键槽边缘顶变形。
解决：装配时先确认顶丝孔相对键槽的相位。正常做法是把顶丝对准轴上的铣平面，或者让两个顶丝分别位于键槽的两侧偏置位置，避免顶丝直接压在键的承载面上。锁紧时用扭力扳手分两到三次对称预紧，不要一次拧到底。
5.3 现象：POM 树脂齿轮装上去前两个月正常，第三个月开始噪音变大、运转发涩
原因：POM 会吸湿，也有明显的热膨胀。设备运行温度升高后齿厚变化，啮合侧隙从设计值变小到接近零。载荷表通常按常温干燥环境给出，实际环境湿度高或温度波动大时，树脂齿轮的尺寸稳定性撑不住。
解决：潮湿或高温场景下把载荷降 25%~30%，或者干脆换 SUS304 不锈钢齿轮。如果必须用 POM，安装时预留比金属齿轮更大的侧隙，并确认设备没有持续的热量聚集。
5.4 现象：齿顶圆直径和配对齿轮都对得上，装上去啮合仍然卡滞
原因：齿顶圆直径只是三个基本圆之一，压力角不同或者变位系数不同，齿廓形状就不同。库存齿轮多数是压力角 20° 的标准齿，但如果配对齿轮是其他压力角，或其中一只是变位齿轮，基圆不一致，啮合就出问题。
解决：核对时把分度圆直径、齿顶圆直径、齿数三个值一起对上，再查手册技术页的压力角标注。条件允许的话，用公法线千分尺测量公法线长度，直接验证齿廓是否一致。
5.5 现象：手册这一页明明有这个型号，采购下单却被告知交期三到四周
原因：库存手册的概念是「常规生产范围」，不是「全部现货」。部分特殊材质或大规格齿轮是接单后生产的，小批量的交期和开模差不多。页码上有这个型号只代表可以做，不代表有库存。
解决：图纸还在设计阶段时，就先圈定几个关键型号发给供应商确认现货，优先选 S45C、常用模数、常用孔径的规格。不锈钢和大齿数齿轮尤其要提前确认，这两个类别是交期重灾区。
6. 先把这三件事做完：CAD 复查、键槽相位核对与配合公差验算
6.1 第一遍：轴径、键槽与顶丝位置三合一核对
选完型号不等于选完齿轮，还要做接口核对。把轴径、键宽、顶丝位置放在同一张图上检查：轴径对应孔径 d(h7)，键宽对应手册的键槽栏，顶丝孔相位对应轴上的定位平面。这三项任何一项对不上，到装配阶段都会变成返工。我习惯把手册的尺寸摘录到自己的选型表里，不和 CAD 图混在一起，避免读图时被其他尺寸干扰。
6.2 第二遍：下载 2D/3D CAD 复查干涉，不依赖 PDF 印刷图
手册里尺寸表可以指导选型，但齿形和轮毂细节还是以 CAD 模型为准。这家厂商在官网上按型号提供 2D/3D CAD 数据下载，选好的型号把模型拉进装配体里，先检查齿顶圆与箱体的间隙、轮毂与相邻零件的间距、轴向与挡圈的位置。PDF 印刷图只保留关键尺寸，CAD 模型里才能看到倒角、沉孔、螺纹孔的完整位置。模型下载不下来的，按手册尺寸表建一个简化模型，也够做干涉检查。
6.3 第三遍：配合公差验算，把装配结果想清楚
三个配合关系要逐一验算：齿轮孔与轴是间隙还是过渡配合，键与键槽的配合松紧，顶丝与轴接触面会不会压出凹坑。计算放法是查公差表算出最大最小间隙，数值落在自己期望的区间里再封图。如果孔是 H7、轴是 h6，间隙较小但可装配；如果轴是不入公差的光轴，建议改选带键槽的 B 型齿轮，用键来传递扭矩，避免只靠顶丝和过盈硬撑。
从那以后，我每次完成齿轮选型都会强制走这三遍：先对接口，再拉模型，最后算一遍配合公差。哪怕是同一个系列已经用过十次的型号，也至少做前两步，因为供应商更新材质工艺或修改轮毂细节时，不会专门通知你。手册是选型的入口，CAD 和公差验算才是装配的保障。希望这份读法能帮你在下一个项目里少踩几个坑。
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