インボリュート歯車
2枚の歯車のピッチ円の直径をそれぞれ d1、d2、基礎円の直径を dg1、dg2、中心間距離を a とすると、 cos(alpha) = dg1/d1 = dg2/d2 = (dg1+dg2)/(d1+d2) = (dg1+dg2)/a が成立する。つまり圧力角は歯車の軸間距離が変わると変化するが、回転にともなって変化することはない。
基礎円周上での各歯のインボリュート曲線の出発点の間隔を、基礎円ピッチと呼ぶ。これがかみ合う2枚の歯車で共通であることで、かみ合いが連続して生じ円滑に回転が伝達される。基礎円ピッチは円周長を歯の枚数で除した値であり、これは右図の te と等しくなる。この te を法線ピッチ(normal pitch)と呼ぶ。2枚の歯車の歯の枚数をそれぞれ z1、z2 とすると、 a1a2=a2a3=... = pi dg1/z1 = pi dg2 / z2 = te となる。歯数の比とピッチ円直径の比は等しくなるようにすると、回転数(角速度)の比 rは r = d1/d2 = dg1/dg2 = z1/z2 となる。つまり歯車の軸間距離 a とは無関係になり、基礎円あるいはピッチ円の直径の比で決まることになる。