齿轮结构的优化设计

齿轮结构取决于齿轮的尺寸、材料、制造方法以及齿轮与其他零件的连接方式。

当齿轮直径很小（da＜2d3或δ＜2.5mn）时，可将其与轴做成一个整体。此时，所用材料要同时满足轴的要求（见图5.49）。

图5.49　齿轮轴与最小δ值

当齿轮齿顶圆直径da＜500 mm时，除非由于特殊原因（如缺少相应的锻造设备），一般都用锻造齿轮，将轴与齿轮分成2件。锻造齿轮的轮毂与辐板的形式随齿轮尺寸而异。图5.50为其结构图，详细尺寸可参看有关机械设计手册。

图5.50　锻造齿轮的结构

当齿轮齿顶圆直径超过500 mm时，除去个别情况（如有大型压力机时），一般都用铸造齿轮。铸造齿轮的结构见图5.51，da＜500 mm的用单辐板，不必用加强肋板[图5.51（a）]；da＞400 mm，b≤240 mm的要用加强肋板[图5.51（b）]；da＞1 000 mm，b＞240 mm的要用双辐板，并配以内加强肋板[图5.51（c）]。详细尺寸可参看有关机械设计手册。

对于大型齿轮（da＞600 mm），为了节约贵重材料，可将齿轮做成装配式结构，将用优质材料做的齿圈套装在铸钢或铸铁轮心上（见图5.52）。对于单件或小批生产的大型齿轮，还可将其做成焊接结构（见图5.53）。

图5.51　铸造齿轮的结构

（a）da＜500 mm；（b）da＞400 mm，b≤240 mm；（c）da＞1 000 mm，b＞240 mm(www.xing528.com)

图5.52　装配式齿轮结构

图5.53　焊接齿轮结构

为了保证齿轮在装配后仍有足够的实际宽度，小齿轮的齿宽应比计算齿宽或名义齿宽稍宽，其值视齿轮尺寸、加工精度与装配精度而定，一般宽5～15mm，在中心距小、加工精度与装配精度高时取小值。