齒輪(包括圓柱齒輪和錐齒輪)的主參數，如齒數、模數、齒寬、齒高、螺旋角、分度圓直徑等，是通過強度計算确定的，而結構設計主要确定輪輻、輪毂的形式和尺寸。
齒輪結構設計時，要同時考慮加工、裝配、強度、回用等多項設計準則，通過對輪輻、輪毂的形狀、尺寸進行變換，設計出符合要求的齒輪結構。齒輪的直徑大小是影響輪輻、輪毂形狀尺寸的主要因素，通常是先根據齒輪直徑确定合适的結構形式，然後再考慮其他因素對結構進行完善，有關細部結構的具體尺寸數值，可參閱相關手冊。
齒輪結構可分成四種基本形式：
1
齒輪軸
對于直徑很小的齒輪，從鍵槽底面到齒根的距離x
≤2.5，錐齒輪xm
≤1.6m。值得注意的是，齒輪軸雖簡化了裝配，但整體長度大，給輪齒加工帶來不便，而且，齒輪損壞後，軸也随之報廢，不利于回用，應将齒輪與軸分開制造。故當(圓柱齒輪)x
>2.5或(錐齒輪)xm>1.6時，則此處的強度可能不足，易發生斷裂，此時應将齒輪與軸做成一體，齒輪與軸的材料相同，稱為齒輪軸。
(a)圓柱齒輪軸
(b)錐齒輪軸
2
實心式齒輪
當輪輻的寬度與齒寬相等時得到實心式齒輪結構，它的結構簡單、制造方便。
适用條件：
①齒頂圓直徑da≤200mm；
②對可靠性有特殊要求；
③高速轉動時降低噪聲。
為便于裝配和減少邊緣應力集中，孔邊及齒頂邊緣應切制倒角。對于錐齒輪，輪毂的寬度應大于齒寬，以利于加工時裝夾。
(a)實心式圓柱齒輪
(b)實心式錐齒輪
3
腹闆式齒輪
當齒頂圓直徑da=200~500mm時，可做成腹闆式結構，以節省材料、減輕重量。考慮到加工時夾緊及搬運的需要，腹闆上常對稱的開出4～6個孔。直徑較小時，腹闆式齒輪的毛坯常用可鍛材料通過鍛造得到，批量小時采用自由鍛，批量大時采用模鍛。直徑較大或結構複雜時，毛坯通常用鑄鐵、鑄鋼等材料鑄造而成。對于模鍛和鑄造齒輪，為便于起模，應設計必要的拔模斜度和較大的過渡圓角>200～500。
(a)自由鍛圓柱齒輪
(b)自由鍛錐齒輪
4
輪輻式齒輪
當齒頂圓直徑da>400～1000 mm時，為減輕重量，可做成輪輻式鑄造齒輪，輪輻剖面常為" "字形。
輪幅式鑄造齒輪
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