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正时齿轮（Timing Gear）是发动机配气机构中实现曲轴与凸轮轴之间精确同步传动的一类齿轮组件。在四冲程发动机中，曲轴每旋转两周，凸轮轴恰好旋转一周，正时齿轮通过齿与齿的啮合保证这一恒定传动比。正时齿轮通常包括安装在曲轴上的曲轴正时齿轮和安装在凸轮轴上的凸轮轴正时齿轮（又称定时齿轮）。
正时齿轮的核心功能是确保活塞运动、气门开闭与点火顺序三者之间保持严格的同步关系。凸轮轴正时齿轮通过与曲轴正时齿轮啮合，驱动凸轮轴旋转以控制气门开闭。一旦正时出现偏差，发动机的动力性、经济性和排放水平均会受到直接影响。
正时齿轮的核心组成部分包括齿轮本体和齿轮毂。齿轮本体为带有轮齿的圆盘，齿轮毂则为齿轮与轴（曲轴或凸轮轴）的连接部分，通常通过键或定位销实现周向定位。
按齿形方向的不同，正时齿轮可分为直齿轮和斜齿轮。为啮合平稳、减少噪声，正时齿轮多采用斜齿轮。按传动链的复杂程度，可分为单级齿轮传动（仅一对正时齿轮直接啮合）和多级齿轮传动（通过惰齿轮或中间齿轮实现传动）。凸轮轴下置式配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般从曲轴到凸轮轴的传动只需要一对正时齿轮，必要时可加装中间齿轮。
正时齿轮属于高速精密齿轮。为便于维修时对准配气相位，齿轮上通常刻有正时标记，装配时必须按标记正确啮合。
正时齿轮的材料选择直接影响其强度、耐磨性和使用寿命。常用材料包括球墨铸铁（如QT600-3）、合金钢（如20MnCr5、50Cr）以及工程塑料（如玻璃纤维增强尼龙6）等。球墨铸铁正时齿轮在与钢件齿轮啮合过程中可降低噪声、减少加工工艺、降低制造成本。工程塑料齿轮则具有成本低、节约原材料的优势。部分新型正时齿轮还采用碳纤维与铝合金等复合材料。
在制造工艺方面，球墨铸铁齿轮的典型工艺流程为：毛坯正火→齿坯粗加工→齿坯精加工→齿形加工→喷砂→磷化→防锈包装。合金钢齿轮（如20MnCr5）则需采用渗碳淬火工艺，但因热处理后齿形变形较大，通常需通过磨齿工序保证最终精度。粉末冶金工艺也是凸轮轴正时齿轮的一种成形方法，具有高效率、高精度、节材节能的优点。
正时齿轮传动是发动机配气机构三大传动方式之一（另两种为正时皮带和正时链条）。齿轮传动的优点是传动的准确性和可靠性好，但噪声较大。
正时齿轮传动多用于凸轮轴下置式或中置式配气机构，即凸轮轴位于曲轴箱中部或下部，通过正时齿轮直接由曲轴带动。这种结构大多数用在货车和大中型客车的发动机上。轿车发动机则更多地采用正时链条或正时皮带传动。
正时齿轮的常见缺陷包括轮齿磨损、断裂、齿面锈蚀、疲劳脱落以及齿轮轴孔失圆等。故障现象主要表现为异响：
间隙过大产生“嘎啦”声
间隙过紧产生“嗷、嗷”声
啮合不均匀产生有节奏的“硬、硬”声
齿轮轴窜动产生连续的“嘎、嘎”声
故障原因涉及润滑不良、装配不当、零件加工精度不足、超负荷运行以及密封圈槽磨损导致漏油等。若正时齿轮严重磨损或损坏，可能引发正时偏差，在干涉发动机中甚至导致气门与活塞碰撞，造成严重机械损坏。
正时齿轮的维修核心在于间隙检测与更换。
啮合间隙检测通常采用压铅法：将软铅丝置于两齿轮齿面之间，转动齿轮使铅丝受压变形，测量变形后的厚度即为啮合间隙。正常啮合间隙一般为0.15至0.35mm。若间隙超过0.50mm，需调整或更换齿轮。此外，还需检查齿轮的偏摆度，超过0.1mm时应更换。
更换安装时须注意以下要点：装配前应检查润滑喷油嘴是否畅通；将曲轴正时齿轮与凸轮轴正时齿轮按正时记号准确对正；装配时在轴端涂抹机油；安装后检查啮合是否正常。对于轻微齿面损伤，可用油石修整或焊补；严重损坏则应更换新件。若齿轮轴孔失圆导致漏油，可采用扩孔、重新配轴并加强密封的方法修复。截至2026年7月，齿轮传动在商用车及部分柴油发动机中仍占据重要地位，其维修规范遵循上述标准流程。
