这个是可能出现的，就是在轴上齿轮不是和轴固定连接的，比如在轴上有轴承，齿轮在轴承上，齿轮的转动和轴就不相关了。
若齿轮装在轴上，齿轮与轴的转速应该是一样的，无论齿轮上的那一点，都是同一个转速，线速度不同。严格来讲，轴心是一个点，那点的转速为零，与齿轮上的转速不一样。
这样两个直径不同的齿轮同轴，如果由轴带动同时转动的话，其转速相同。转速是指齿轮或轴每分钟多少转（RPM）。不同之处是：两齿轮齿顶圆处的线速度不同。不管是同步带轮还是齿轮，在同节距，同模数情况下齿数比就等于传动比，比如说两轴两端都用两齿轮传动，这边用两个2模数20齿的齿轮传动，另一边用两个1模数40齿的齿轮也会同步的。在设计中，齿轮轴的运用一般无外乎以下几种情况：齿轮轴一般是小齿轮（齿数少的齿轮）。齿轮轴一般是在高速级（也就是低扭矩级）。
齿轮轴一般很少作为变速的滑移齿轮，一般都是固定运行的齿轮，一是因为处在高速级，其高速度是不适进行滑移变速的。
齿轮轴是轴和齿轮合成一个整体的，但是，在设计时，还是要尽量缩短轴的长度，太长了一是不利于上滚齿机加工，二是轴的支撑太长导致轴要加粗而增加机械强度（如刚性、挠度、抗弯等）。
