齿轮的不同结构形式优化

图2-38 齿轮轴

1.齿轮轴

对于直径较小的钢制齿轮（见图2-38），当为圆柱齿轮时，齿根圆到键槽底部的距离e＜2m_t（m_t为端面模数）；当为锥齿轮时，按小端尺寸计算而得的e＜1.6m时，可将齿轮和轴做成一体，称为齿轮轴，这时齿轮与轴必须采用同一种材料制造。

2.实心结构齿轮

当齿顶圆直径d_a≤160mm时，齿轮可做成如图2-39所示的实心结构，在航空工业产品中也有做成辐板式结构的。

3.辐板式结构齿轮

当齿顶圆直径d_a≤500mm时，齿轮可以是锻造的，也可以是铸造的，通常采用如图2-41、图2-42所示的辐板式结构或孔板结构。

4.轮辐式结构齿轮

当顶圆直径400mm≤d_a≤1000mm时，齿轮常用铸铁或铸钢制成，并采用轮辐式结构，如图2-43所示。

5.组合式结构齿轮

图2-39 实心轮

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图2-40 组合式结构齿轮图

图2-41 辐板式锻造齿轮结构

注：图2-41a中自由锻圆柱齿轮无拔模斜度，其他参数同模锻圆柱齿轮；D₁≈1.6d_k；D₂≈d_a-10m（或m_n）（且δ₀≥10mm）；当b=（1～1.5）d_k时，取L=b，否则L=（1.2～1.5）d_k；c=（0.2～0.3）b；D₀≈0.5（D₁+D₂）；d₀=0.25（D₂-D₁）；r=0.5c；n=0.5m（或m_n）。

图2-41b中，D₁≈1.6d_k；L=（1.2～1.5）d_k；δ₀=（3～4）m，但不小于10mm；c=（0.1～0.17）R；D₀、d₀由结构设计确定。

有时为了节约贵重金属，对于大尺寸的圆柱齿轮可采用组装结构，即齿圈采用贵重金属制造，齿芯可用铸铁或铸钢，如图2-40所示。

图2-42 辐板式铸造齿轮结构

注：图2-42a中，D₁=1.6d_k（铸钢）；D₁=1.8d_k（铸铁）；L=（1.2～1.5）d_k（且L≥b）；δ₀=（2.5～4）m（或m_n）（且δ₀≥8～10mm）；n=0.5m（或m_n）；r≈0.5c，c=0.2b≥10mm；D₀=0.5（D₁+D₂）；d₀=0.25（D₂-D₁）。

图2-42b中，D₁=1.6d_k（铸钢）；D₁=1.8d_k（铸铁）；L=（1～1.2）d_k；δ₀=（3～4）m（且δ₀≥10mm）；c=（0.1～0.17）R≥10mm；s=0.8c≥10mm；D₀、d₀按结构确定。

图2-43 轮辐式齿轮

注：B＜240mm；D₃≈1.6D₄（铸钢）；D₃≈1.7D₄（铸铁）；Δ₁≈（3-4）m_n，但不应小于8mm；Δ₂≈（1-1.2）Δ₁；H≈0.8D₄（铸钢）；H≈0.9D₄（铸铁）；H₁≈0.8H；C≈H/5；C₁≈H/6；R≈0.5H；1.5D₄＞l≥B；轮辐数常取为6。