O modelo de engrenagem grande é um padrão físico para a calibração da precisão de instrumentos de medição de engrenagens grandes, com avanços revolucionários alcançados apenas por algumas instituições metrológicas estrangeiras neste campo. Para resolver o desafio do desenvolvimento do modelo de engrenagem grande, este artigo enfoca o método de design, discutindo detalhadamente o tamanho externo, a estrutura geral, as características geométricas da engrenagem e os principais parâmetros do núcleo da engrenagem. Foi proposto e desenhado de forma inovadora um novo modelo padrão integrado multi-parâmetros para engrenagens grandes com diâmetro externo de 1000 mm. Esse modelo baseia-se em uma configuração topológica simétrica de anéis internos e externos, integrando altamente três características geométricas principais — espiral multiângulo, evolvente e passo — em um único meio físico. Através da análise de elementos finitos, foi analisada a deformação do modelo sob diferentes coeficientes de razão comprimento-diâmetro sob condições gravitacionais, validando a razoabilidade do design. Por meio da análise termodinâmica do modelo, foram fornecidos dados teóricos para medições físicas subsequentes. O modelo integrado multi-parâmetros para engrenagens grandes de 1000 mm fornecerá um padrão físico eficiente e de alta precisão para a calibração de instrumentos de medição de engrenagens grandes, possuindo um importante valor prático e de engenharia na melhoria do controle de qualidade de engrenagens e no nível de rastreabilidade metrológica de equipamentos pesados de alta tecnologia em nosso país.

modelo de engrenagem grande; estrutura anelar; calibração de instrumentos; medição da temperatura do engrenagem; análise de elementos finitos