齒輪軸設計與制造的完整技術路線，綜合機械設計規范與加工工藝要點。我們來看看吧。
一、設計階段
參數計算
確定模數（常用2.0~2.5）、齒數（≥22）、壓力角（標準20°）等基本參數
校核齒根圓至鍵槽底距離：若≤2.5倍模數則設計為齒輪軸
結構設計
采用階梯軸形式，分段設置軸身（支撐段）、齒輪段（嚙合區）、鍵槽（動力連接）
高速級齒輪軸需縮短長度以降低撓度，長度建議＜5倍軸徑
材料選擇
優先選用20CrMnTi合金鋼，調質處理后硬度220-255HBS
重載工況采用滲碳淬火工藝，表面硬度達58-65HRC
二、加工制造
（1）毛坯制備
鍛造制坯：采用楔橫軋技術成型階梯軸毛坯，精度±0.5mm
正火處理：等溫正火工藝（溫度920℃±10℃）內應力
（2）機械加工
車削：數控車床一次裝夾完成內孔/端面/外徑加工，垂直度≤0.02mm
滾齒：涂層滾刀（TiN）壽命提升90%，模數2.5齒輪齒距累積公差≤0.053mm
熱處理：滲碳層深度0.8~1.2mm，淬火后低溫回火（180℃×2h）
磨削：精磨軸頸至Ra0.4μm，徑向跳動≤0.043mm（模數2.0齒輪軸）
（3）檢測標準
齒輪精度：3.2級（GB/T10095）
軸身直線度：≤0.01mm/m
三、建模與仿真
三維建模
SolidWorks使用「大工程師」插件參數化生成齒輪軸（支持模數/齒數/壓力角輸入）
UG建模流程：創建齒輪→定義軸線（X/Y/Z軸）→拉伸生成軸體
有限元分析
重點校核齒輪嚙合區接觸應力（需＜材料許用應力）
臨界轉速驗證：工作轉速＜0.7倍一階臨界轉速
四、典型應用規范
減速機齒輪軸：輸入軸轉速＞1500rpm時需做動平衡（G2.5級）
汽車變速箱軸：采用徑向剃齒工藝，齒向修形量0.005~0.01mm
