4.1　齿轮结构设计要点及禁忌

齿轮有齿轮轴、实体式齿轮、辐板式齿轮及轮辐式齿轮等常见结构；从毛坯来源一般分为锻造齿轮及铸造齿轮等。

4.1.1　锻造齿轮的结构工艺性

锻造齿轮的结构就其外形而言虽然各有不同，但是可概括为两种：一种为轴齿轮，一种为盘状齿轮。

①自由锻齿轮的结构工艺性。自由锻采用简单、通用的工具，锻件的形状和尺寸精度很大程度上取决于锻工的技术水平，所以锻件的形状不能复杂，因此，自由锻齿轮多为实体式齿轮和形状比较简单的齿轮轴。当齿顶圆直径小于200mm时常采用实体式结构；当齿轮齿根圆直径与轴的直径相差不多时常采用齿轮轴结构。圆锥体的锻件锻造时需要专门的工具，锻造比较困难，应尽量避免，所以锥齿轮和锥齿轮轴不宜采用自由锻；自由锻齿轮多为小齿轮或者小批量生产的齿轮。自由锻齿轮由于成形性较差，加工余量和工艺余块较大，锻件内的流线常常被机加工切断，齿轮性能不是很好。

②模锻齿轮的结构工艺性。大批量生产的齿轮或者齿顶圆直径在200～500mm之间时，多采用模锻成形。模锻齿轮的形状可以设计得较复杂，如双联、三联的实体或齿轮轴。

4.1.2　铸造齿轮的结构工艺性

当齿轮圆直径大于400mm时常采用铸造成形方法生产齿坯。铸造齿轮可以设计成辐板式或者轮辐式结构。设计成辐板式结构时，辐板上的孔一般同时铸出，不必进行加工。铸件应尽量避免过大的水平面，大的水平面不利于金属的填充，易于产生浇不足等缺陷；同时平面型腔的上表面由于受液体金属长时间烘烤，易产生夹砂；此外，大的水平面也不利于气体和非金属夹杂物的排除。所以直径较小的齿轮（齿顶圆直径小于500mm）可采用平辐板式结构，但是，当直径大于500mm时则应将辐板设计成倾斜的。

4.1.3　齿轮结构与切削加工

齿轮结构与切削加工关系密切，在设计时应注意以下几点：

①用插齿法加工的双联或多联齿轮，应留有空刀槽；

②用滚齿法加工双联或者多联齿轮，大小齿轮端面之间的距离应足够大，以避免碰刀；

③对于双边支撑的连轴锥齿轮，应避免加工时刀具与支撑轴颈产生干涉；

④对于尺寸较大的盘形齿轮，端面设计凹槽可节约用料，减少切削加工量；

⑤齿轮结构应有利于多件安装加工。