粉末冶金齒輪在整個(gè)粉末冶金零件中處于迅速發(fā)展的地位。粉末冶金齒輪的設計原則包括壓制脫模、模具裝粉、厚度變化、過(guò)渡圓角、倒角、鍵槽、齒形等。粉末冶金錐齒輪用粉末冶金代替失蠟鑄造生產(chǎn)，可降低生產(chǎn)成本。如下所示：
1.壓制脫模粉末冶金齒輪一般是在垂直方向上成型的，所以齒輪根切、倒錐角、垂直于壓制方向的孔和槽、螺紋、金剛石滾花、凹角等結構都會(huì )阻礙壓制好的坯料從模具中脫模。它們必須被修改成可以脫模的形狀，然后通過(guò)燒結進(jìn)行加工。
2.采用保護渣的粉末冶金齒輪的設計應考慮到粉末在壓制過(guò)程中很容易充滿(mǎn)整個(gè)型腔。金屬粉末不能像液體那樣容易流動(dòng)。因此，齒輪應避免極薄壁截面、窄槽、尖角和深沉孔，否則金屬粉末加載不足，模具沖壓容易斷裂。適當的簡(jiǎn)化設計往往會(huì )提高模具的使用壽命。
3.間隔齒輪、鏈輪或偏心齒輪的齒輪可以直接用粉末冶金成形，但在設計時(shí)，必須保證齒輪外徑與齒根直徑之間有足夠大的允許間隙，即齒輪直徑與齒根直徑之差不應小于3mm，且單邊不應小于1.5mm另外，在齒輪設計中，還需要保證孔徑與齒根直徑之間有足夠大的間隔，可以從小齒輪的0.9mm到較大齒輪的7.5mm不等，視具體情況而定。
4.厚度變化的粉末冶金多齒輪容易直接成形，但其結構應盡量避免截面厚度急劇變化。因為截面急劇變化的零件會(huì )引起密度變化，在燒結和熱處理過(guò)程中容易產(chǎn)生變形和尺寸不穩定。對于多臺面部件，通常通過(guò)限制臺面的數量來(lái)獲得更好的密度分布和強度。零件可用的臺面數量由壓機類(lèi)型和壓模設計決定。
5.過(guò)渡圓角復合多臺面結構的齒輪應盡量避免直角相交。比如帶法蘭和雙聯(lián)齒輪的壓坯，一般需要在截面變化的邊界處做半徑不小于0.25mm的圓角。這些過(guò)渡圓角明顯增強了生坯的完整性。壓制時(shí)尖角不利于粉末填充，容易產(chǎn)生應力集中和開(kāi)裂。
6.倒角齒輪的外形設計中經(jīng)常會(huì )處理一些拐角，如齒頂和齒根的倒角，內外徑的倒角等。一般30-45用于倒角。并在倒角末端做一個(gè)不小于0.25mm的平臺。倒角主要有兩個(gè)目的：增加齒的密度。齒的密度越高，機械性能越高，尤其是強度。減少毛刺的不良影響，大多數情況下可以防止毛刺。毛刺通常是由于模具各部分間隙完全造成的，也可以通過(guò)精加工或輥處理去除。7:鍵槽齒輪的鍵槽可采用凸鍵、凹鍵或平鍵。但當齒根圓直徑接近帶鍵中心孔直徑時(shí)，即出現局部收窄時(shí)，建議采用凹鍵或平鍵，以利于粉末填充均勻，增強壓坯和沖模強度。
8.減重孔當齒輪外徑較大，需要減重時(shí)，減重孔建議為圓形，因為圓形孔易于制造和安裝，可以降低成本。
9.齒輪的完整漸開(kāi)線(xiàn)齒廓可以用粉末冶金方法成形。如果將粉末冶金齒輪齒頂和齒根的尖角修改成光滑的圓弧過(guò)渡圓結構，齒根強度可提高35%左右，并可降低運行噪聲。
