一般设计齿轮时，已知的条件是：传递的功率P或转矩T，转速n，传动比i，预定的寿命，原动机及工作机的载荷特性，结构要求以及外形尺寸限制等。设计开始时，往往不知道齿轮的尺寸和参数，无法确定某些系数的数值，因而不能进行准确的计算。所以通常需要先初步确定传动比、传动扭矩、两齿轮的中心距等参数，按简化计算法初步确定主要尺寸和模数，是否需要变位等，然后再进行精确的校核计算。当主要参数和几何尺寸都已合适之后，再进行齿轮的结构设计。
主要参数的选择
齿数比u=z2/z1对外啮合齿轮来说齿数比就等于传动比
齿数：当中心距一定时，齿数多则重合度εα大，改善了传动的平稳性。同时齿数多则模数小，磨损小因而发生胶合的危险性也小，并且模数小又能减少金属切削量，节省材料，降低加工成本。但是齿数多轮齿的弯曲强度降低，因此，在满足弯曲强度的条件下，宜采用较多的齿数。
模数：对于开式齿轮传动模数可以取m=0.02α左右。但是若齿轮是用来传递动力，则它的模数m不应小于2mm。根据上述经验估算出模数后要取标准值。
螺旋角：螺旋角太小将失去斜齿轮的优点，重合度大，传动平稳，传递的功率大，但太大将会引起很大的轴向力，一般取螺旋角一般取8°-15°，常用8°-12°。
齿宽系数：齿宽系数取大些可以使中心距及直径减小；但是齿宽越大，载荷沿齿宽分布不均的现象越严重。齿宽系数常又可以表示为以下三种形式：a,d,m。
a=b/a，d=b/d1，m=b/m，
对开式传动的齿轮可以取a=0.1~0.3,d=0.3~0.5,m=8-15。
主要尺寸的初步确定
齿轮的主要尺寸(中心距a、或小齿轮分度圆直径d1、或模数m)可按下述方法之一初步确定：
参照已有工作条件相同或类似的齿轮传动，按类比法初步确定主要尺寸。
根据齿轮传动在设备上的安装、结构要求。如中心距、中心高以及外廓尺寸等要求，定出主要尺寸。
根据简化的计算公式确定主要尺寸。对于开式传动齿轮可只按弯曲强度的计算公式确定模数m，并将求得的m值加大10~20%，以考虑磨损的影响。
齿轮的变位计算
渐开线齿轮变位的应用有可能解决如下几方面的问题：
用标准刀具切割齿数较少的齿轮而避免根切。
在中心距的情况下实现正确啮合
提高齿轮传动的承载能力，减小或均衡齿面磨损以提高传动使用寿命。
满足某些特殊场合增大重合度的要求等。
使用标准刀具加工齿轮时不发生根切的齿轮的最小齿数记为Zmin。Zmin值一般与分度圆上的压力角α以及齿顶系数ha*有关。
一般可由下式计算：Zmin=2ha*/sinα，也可由表查出，齿轮的变位可以消除根切现象，使设计结构紧凑。同时合理的选取变位系数，可以使大小两轮的抗变强度大致相同，但是齿轮变位后没有互换性，需成对设计与制造。