齿轮及其加工方法、齿轮轴、齿轮传动结构和装配方法技术领域
本发明涉及机械零件领域，尤其涉及一种齿轮及其加工方法、齿轮轴、齿轮传动结
构和装配方法。
背景技术
齿轮和齿轮轴通过花键连接是齿轮箱设计中常用的设计，采用花键连接也可以分
为几种不同的方式：
(1)花键齿侧定心方式，如图1所示，即采用内花键和外花键齿侧配合实现齿轮和
齿轮轴的定位和传动配合。
(2)花键大径定心方式，如图2所示，即采用花键大径配合实现定心。内花键大径和
外花键大径配合，实现齿轮和齿轮轴的定位和传动配合。
(3)花键小径定心方式，如图3所示，即采用花键小径配合实现齿轮和齿轮轴的定
位和传动配合。
以上三种配合方式中，都是齿轮轴上的花键和齿轮轴孔上的内花键配合，即通过
两个花键完成定位，又进行传动，但是在齿轮和齿轮轴的制造时，受限于花键尤其是齿轮上
花键的制造精度，以及装配过程中的装配误差，齿轮和齿轮轴定位和传动也会受到影响，使
定位和传动的精度、稳定都受到影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种齿轮及其加工方法、齿轮轴、齿轮传动结构和装配方法，
克服现有技术的缺点，提高定位的精度，提高传动的稳定性，并且可以减少装配过程中的误
差。
本发明提供的齿轮，具有齿轮轴孔，所述齿轮轴孔在轴向方向上分为第一孔段、第
二孔段和第三孔段；其中，所述第一孔段的内径小于所述第二孔段的内径；所述第二孔段上
形成有第一花键；所述第三孔段的内径大于所述第二孔段的内径。
如上所述的齿轮，其中，在所述第一孔段和所述第二孔段之间形成有退刀槽；在所
述第三孔段和所述第二孔段之间形成有台阶面。
如上所述的齿轮，其中，所述第一花键为内花键；和/或，所述第一花键为渐开线花
键。
本发明还提供一种齿轮轴，所述齿轮轴在轴向方向上分为第一轴段、第二轴段和
第三轴段；其中，所述第一轴段的外径小于所述第二轴段的外径；所述第二轴段上形成有第
二花键；所述第三轴段的外径大于所述第二轴段的外径。
如上所述的齿轮轴，其中，所述第一轴段和所述第二轴段之间形成有台阶面；所述
第二轴段和所述第三轴段之间形成有台阶面。
如上所述的齿轮轴，其中，所述第二花键为外花键；和/或，所述第二花键为渐开线
花键。
本发明再提供一种齿轮传动结构，包括：上述的齿轮，和上述的齿轮轴，所述齿轮
轴套设于所述齿轮轴孔中；其中，所述第一孔段和所述第一轴段过盈配合；所述第三孔段和
所述第三轴段过盈配合；所述第二孔段的第一花键与所述第二轴段的第二花键以侧定心方
式插接，且为过盈配合。
一种用于上述的齿轮传动结构的装配方法，通过加热所述齿轮实现将所述齿轮轴
套设于所述齿轮轴孔中。
最后本发明提供一种上述齿轮的加工方法，以所述齿轮的齿轮节圆为基准，一次
夹装完成对所述第一花键、第一孔段和第三孔段的加工；以所述第一花键小径为基准，加工
所述齿轮的轮齿。
本发明提供的齿轮、齿轮轴、齿轮传动结构及齿轮加工方法，能够通过第一孔段和
第一轴段的配合，以及第三孔段和第三轴段的配合，辅助第一花键和第二花键的配合，实现
定位和传动，能够减少装配误差的影响。另外，第一孔段、第一轴段、第三孔段和第三轴段为
圆柱形，加工精度容易把控，因此可以减少加工精度带来的不良影响。
附图说明
图1为本发明齿轮的剖视图；
图2为本发明齿轮轴的剖视图；
图3为齿轮传动结构的剖视图。
附图标记说明：
1-齿轮；11-第一孔段；12-第二孔段；13-第三孔段；121-第一花键；122-第三花键；
2-齿轮轴；21-第一轴段；22-第二轴段；23-第三轴段；221-第二花键；24-第一露出部分；25-
第二露出部分。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同
或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描
述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提供一种齿轮及其加工方法、齿轮轴、齿轮传动结构和装配方法，其中齿轮
和齿轮轴是可以配合使用的，配合后即可以为上述齿轮传动结构，下面分别说明。
先说明齿轮。
参见图1，齿轮1包括齿轮轴孔(以下简称孔)，用于与齿轮轴配合，实现对齿轮的定
位和传动(这里的传动一般是指主动轮的动力来源，即通过齿轮轴驱动齿轮转动。在齿轮组
中，从动轮的动力来源，不再上述传动的范围内)。进一步，上述孔在其轴向方向上分为三部
分，分别为第一孔,11、第二孔段12和第三孔段13，其中，第一孔段11的内径小于第二孔段12
的内径；第二孔段12上形成有第一花键121；第三孔段13的内径大于第二孔段12的内径。上
述第一孔段11、第二孔段12和第三孔段13并不一定是均等分出的三部分。
上述三部分彼此之件的内径不同，但是一般情况下，每部分各自保持固定的内径
值，当然由于第二孔段设置有第一花键，可能会使其内径收到花键的影响，此时第二孔段至
少可以保持最大内径和最小内径的值时固定值。需要注意，例如退刀槽等加工需要的部分
的内径变化不再上述讨论的范围内。即每部分都不会出现锥形、梯形等形状，优选地，在第
一孔段的轴向方向上任意位置做径向截面，每个位置所做截面的截面形状一致，同理，在第
二孔段的轴向方向上任意位置做径向截面，每个位置所做截面的截面形状一致，在第三孔
段的轴向方向上任意位置做径向截面，每个位置所做截面的截面形状一致。
在一种优选的实施方式中，在第一孔段11和所述第二孔段12之间形成有退刀槽；
在第三孔段13和第二孔段12之间形成有台阶面。第一花键121为内花键；和/或，所述第一花
键为渐开线花键。
可选的，上述第一花键可以采用花键拉刀依次加工成型，而且在第一孔段内部也
可以形成花键，为了区分将其称为第三花键122，该第三花键122可能是为了方便制造第一
花键形成的，并不直接用于传动，具体的将在下面说明。
下面说明齿轮轴。
本发明另外一方面，提供一种齿轮轴2，齿轮轴在轴向方向上分为第一轴段21、第
二轴段22和第三轴段23；其中，第一轴段21的外径小于所述第二轴段22的外径；第二轴段22
上形成有第二花键；第三轴段23的外径大于所述第二轴段22的外径。
应该理解，该齿轮轴是与上述齿轮箱匹配的，因此每个轴段具有与上述每个孔段
相匹配的外形，例如上述孔段每部分各自保持固定的内径值，因此，齿轮轴的每个轴段也各
自保持固定的外径值。对应地，第一轴段21和所述第二轴段22之间形成有台阶面；第二轴段
22和所述第三轴段23之间形成有台阶面。
需要注意，在齿轮轴与齿轮配合后，齿轮轴第一轴段21前端，具有从齿轮轴孔中露
出的部分，称为第一露出部分24，这部分可以不属于第一轴段，同样的，第三轴段后端，也具
有从齿轮轴孔中露出的部分，称为第二露出部分25，这部分也可以不属于第三轴段。
优选地，第二花键为外花键；和/或，第二花键为渐开线花键。
再一方面，本发明提供一种齿轮传动结构(以下简称传动结构)，该传动结构包括
上述的齿轮和上述的齿轮轴，齿轮轴套设于齿轮轴孔中，第一孔段和第一轴段过盈配合；第
三孔段和第三轴段过盈配合；第二孔段的第一花键与第二轴段的第二花键以侧定心方式插
接，且为过盈配合。
现有的传动结构中，轴上的花键和齿轮轴孔内的花键直接配合，受限于花键尤其
是齿轮上花键的制造精度，以及装配过程中的装配误差，齿轮和齿轮轴定位和传动也会受
到影响，使定位和传动的精度、稳定都受到影响。本申请中通过第一孔段和第一轴段的配
合，以及第三孔段和第三轴段的配合，辅助第一花键和第二花键的配合，实现定位和传动，
能够减少装配误差的影响。另外，第一孔段、第一轴段、第三孔段和第三轴段为圆柱形，加工
精度容易把控，因此可以减少加工精度带来的不良影响。
进一步，如上述第一孔段内可能会形成第三花键，该第三花键可以直接用于与第
一轴段过盈配合，实现定位，而不与第二花键配合，不用于传动。
为了实现上述配合，齿轮传动结构的装配方法可以通过加热所述齿轮实现将齿轮
轴套设于所述齿轮轴孔中。并且用过加热的方式，可以时尚上述个位置处的过盈配合。
最后本发明还提供一种上述齿轮的加工方法，以所述齿轮的齿轮节圆为基准，一
次夹装完成对所述第一花键、第一孔段和第三孔段的加工；以所述第一花键小径为基准，加
工所述齿轮的轮齿。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所
述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构
想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，
均应在本发明的保护范围内。