20.6.4 齿轮、轴的结构尺寸
目前各类减速器采用铸铁齿轮的越来越少，普遍用合金钢锻件，齿轮结构也出现了一些新特点：
（1）齿轮轴 通用减速器已不受齿轮内孔与齿根之间的壁厚小于2.5mt的限制，小齿轮与轴多制作成一体，可取消孔加工与轴和轮毂连接；增强刚度；避免套装引起的齿轮精度的降低。
当轴直径小于0.6×齿顶圆直径时，为防止心部材质明显降低，轴径必需锻出台阶，不能用圆钢直接加工。
（2）实心轮 为简化结构，减少机加工工时，减少热处理变形，对φ700mm以内的中、小尺寸齿轮，推荐直接采用实心结构，不必把辐板减薄。
（3）过盈套装齿圈 适用于齿圈材料难以焊接的场合，但应注意防打滑及过盈产生的附加应力。
（4）螺栓联接齿圈 成本较高，但可靠，在需要避免由过盈产生的应力，焊接困难或缺少压装设备及经验时可以采用。对于只能加工重量小的加工设备，须采用该结构。
（5）焊接齿轮 已在相当大程度上取代了大尺寸的铸造齿轮及过盈套装和螺栓联接结构。大型齿轮一般采用双辐板，对齿宽b≥1500mm的应采用三辐板。
输入、输出轴的轴伸尺寸应符合GB/T 1569—2005《圆柱形轴伸》或GB/T 1570—2005《圆锥形轴伸》的规定。轴上台肩的圆角可按GB/T 6403.4—1986《零件倒圆与倒角》选取，磨削的外圆和轴肩处应尽可能用内圆角。圆角的粗糙度应不低于Ra3.2μm。轴伸上键槽与台肩的距离；当轴伸直径≤180mm时，大于3倍的圆角半径；当轴伸直径＞180mm时，应为圆角半径的2～1.5倍。
空心轴孔结构如图20-8和图20-9所示。其孔径一般比实心轴直径大一档。
轴的尺寸按强度计算与结构要求确定。轴的弯曲和扭转许用应力如图20-32所示。在确定轴的许用应力时必须考虑过载工况。应用图20-32时，由键槽、轴肩台阶、退刀槽等引起的应力集中系数不得超过3.0。当有效应力集中系数超过3.0、压力装配或有异常变形时，应作详细分析。采用特种合金钢并严格控制冶金及热处理质量时，可取比图示曲线大30%的值。(https://www.daowen.com)
图20-32 轴的许用应力
无论载荷大小，都应分析轴和轮齿的变形情况，为修形计算提供依据，且使计算的KHβ和KFβ值与实际情况相符。
瞬时过载设计应保证轴不产生屈服。
轴与齿轮的配合直径与公差带可按经验给定。采用调质齿轮时，配合直径d≈0.42a；采用硬齿面齿轮时d≈0.5a（a为齿轮副中心距）。配合尺寸的公差带：当d≤120mm时，为H7/r6（或H7/p6）；当d＞120mm时，为H7/s6。
键的强度应校核切应力和压应力。计算压应力时应取轴上键槽深度与轮上键槽深度的较小值。不采用过盈配合、键承担全部载荷时，基于峰值转矩计算的键的最大许用应力见表20-16。
表20-16 键的许用应力
