電機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的機電設(shè)備。電網(wǎng)輸入的電能經(jīng)電機內(nèi)部氣隙磁場實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換，由電機軸伸輸出機械功率驅(qū)動各類設(shè)備運轉(zhuǎn)。通俗點講，電機內(nèi)氣隙是電能轉(zhuǎn)換為機械能的無形媒介，軸伸則是電機與機械傳動系統(tǒng)的有形聯(lián)結(jié)。今天，就和大家聊聊電機與機械傳動系統(tǒng)聯(lián)結(jié)型式，各類聯(lián)結(jié)究竟有哪些特點，為什么必須選擇這種聯(lián)結(jié)方式。

電機與機械傳動系統(tǒng)聯(lián)結(jié)方式理論上可以有可拆卸和不可拆卸兩大類，但幾乎所有應(yīng)用系統(tǒng)中電機作為通用性獨立模塊存在，必須具有互換性，故而只有可拆卸聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)型式。恰恰因可拆卸、互換性這一基本特征，電機軸伸才只有圓柱軸伸、圓錐軸伸、花鍵軸伸三種，實際輸出聯(lián)結(jié)形式分為圓柱軸伸平鍵聯(lián)結(jié)、圓錐軸伸平鍵聯(lián)結(jié)、圓柱軸伸切向鍵聯(lián)結(jié)和花鍵聯(lián)結(jié)，其中花鍵聯(lián)結(jié)時根據(jù)負荷和精度要求設(shè)計為矩形花鍵軸伸和漸開線花鍵軸伸。

電機常用軸伸型式

圓柱軸伸平鍵聯(lián)結(jié)

圓柱軸伸平鍵聯(lián)結(jié)最為常見，沒有特殊要求或缺省默認情況均為平鍵聯(lián)結(jié)圓柱軸伸。這種軸伸不需要過高的加工設(shè)備和操作技能，粗糙度、尺寸精度和對中精度容易保證，可滿足絕大多數(shù)應(yīng)用場合結(jié)構(gòu)強度、配合精度要求。

圓錐軸伸平鍵聯(lián)結(jié)

圓錐軸伸平鍵聯(lián)結(jié)多用于要求頻繁正反轉(zhuǎn)、耐振、耐沖擊、重載起動等場合，一般軸伸錐度1：10、軸端帶鎖緊裝置。普通機加設(shè)備和最基本的操作技能均能勝任錐軸伸加工，應(yīng)用規(guī)模僅次于圓柱軸伸，共同作為標(biāo)準(zhǔn)軸伸聯(lián)結(jié)輸出型式。

圓柱軸伸切向鍵聯(lián)結(jié)

圓柱軸伸切向鍵聯(lián)結(jié)主要用于軸徑大于100mm、對中性要求不高且載荷較大的重型機械中。切向鍵由兩個斜度為1:100的普通楔鍵組成，相互平行的兩窄面為工作面，一個工作面在通過軸心線的平面內(nèi)，工作時工作面上的擠壓力沿軸的切線作用，即靠工作面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。一個切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，若要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩，必須用兩個切向鍵，并錯開120～135反向安裝，如圖1所示。

花鍵軸伸

當(dāng)平鍵強度不能滿足設(shè)計要求時，則應(yīng)考慮設(shè)計花鍵軸伸?；ㄦI聯(lián)結(jié)是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成，分為矩形花鍵和漸開線花鍵。

花鍵齒較多、工作面積大、承載能力較高；鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻；齒軸一體且齒槽淺、齒根應(yīng)力集中小，強度高且對軸的強度削弱減少；軸上零件對中性好、導(dǎo)向性較好。所有這些平鍵無可比擬的優(yōu)點，注定花鍵最適合于用作電機軸伸。但花鍵加工必須配備專用設(shè)備和刃具，檢測計量難度大、加工成本高，只在高精度、特殊應(yīng)用或普通軸強度無法滿足設(shè)計要求的場合才選用。

圖2為矩形花鍵結(jié)構(gòu)型式，圖3為鍵槽截面形狀。矩形花鍵采用小徑定心方式，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑作為配合表面。特點:1)定心精度高，定心的穩(wěn)定性好；2)可以利用磨削的方法消除熱處理產(chǎn)生的變形。矩形花鍵的標(biāo)記代號依次包括鍵數(shù)N、小徑d、大徑D、鍵寬B。如花鍵規(guī)格6×23×26×6，表示鍵數(shù)6、小徑φ23、大徑φ26、鍵寬6，花鍵副：6×23H7/f7×26H10/a11×6H11/d10。

圖4為漸開線花鍵軸截面尺寸，特點為：1)載荷較大，定心精度要求較高，齒廓為漸開線；2)受載時齒上有徑向分力、能起自動定心作用；3)各齒載荷作用均勻，強度高，壽命長；4)壓力角有30°、37.5°、45°，壓力角愈大、載荷能力愈小、自定心能力愈強；5)模數(shù)2.5~10，最少齒數(shù)為10。

齒數(shù)24、模數(shù)2.5、30°圓齒根、公差等級為5級、配合類別H/h的漸開線花鍵副表示為：INT/EXT24z×2.5m×30R×5H/5h。

簡而言之，電機軸伸與設(shè)備直接對接，尺寸加工精度要求非常高，涉及電機質(zhì)量的問題也很多。

軸伸不合適導(dǎo)致的具體問題

軸伸直徑

與設(shè)備配套采用聯(lián)軸器軸向?qū)踊虿捎闷л唫鲃勇?lián)接，無論哪種聯(lián)接都會涉及軸伸與聯(lián)軸器的配合。如果直徑偏大或與聯(lián)軸器、皮帶輪等設(shè)備接口配合過緊，會導(dǎo)致無法安裝或配合面嚴重損傷，最終的結(jié)果是因配套性不好導(dǎo)致設(shè)備運行總體效率低下；相反，如果配合過于松動，電機與設(shè)備配合會出現(xiàn)晃動，軸伸與聯(lián)軸器之間會出現(xiàn)徑向的相對移動，導(dǎo)致聯(lián)接鍵受損并伴有嚴重雜音，同時，電機軸伸鍵槽和聯(lián)軸器鍵都會受損，嚴重時導(dǎo)致設(shè)備無法工作。

軸伸長度

軸伸長度與決定電機與設(shè)備軸向?qū)涌臻g的關(guān)鍵尺寸，如果軸伸過長且采用軸向?qū)臃绞?，勢必會?dǎo)致設(shè)備與電機相對空間過于緊張，致使電機和設(shè)備軸向受力嚴重，出現(xiàn)軸承受力損毀的事實。該問題對于皮帶輪傳動的情況相對要好一些，但作為電機生產(chǎn)企業(yè)，要保證客戶各種安裝方式的要求，所以該尺寸必須嚴格控制。

軸伸根部處置

該環(huán)節(jié)是不少電機廠家遇到的問題，一是根部處置能否保證聯(lián)軸器安裝到位，二是根部過渡圓角的加工不合理，容易引起應(yīng)力集中。有的電機廠家軸加工時該處圓角處置非常隨意，有的甚至是采用扎刀方式加工，最終導(dǎo)致該處應(yīng)力過于集中，最終的結(jié)果是電機帶載運行時軸齊根斷裂。值得一提的是，不僅僅軸伸根部應(yīng)力集中問題斷軸，軸承位根部也因一模一樣的問題常出現(xiàn)斷軸故障案例。

軸伸鍵槽寬度、深度和對稱度

鍵槽寬度、深度負超差，導(dǎo)致軸與聯(lián)軸器無法安裝，反之，如果尺寸正超差，則會導(dǎo)致電機運行帶載時因鍵的移動致使鍵槽受損，甚至導(dǎo)致電機與設(shè)備轉(zhuǎn)動的不同步。對于對稱度問題，如果不符合要求，將無法與聯(lián)軸器聯(lián)接。

軸伸是電機與設(shè)備配套的接口，接口聯(lián)結(jié)方式直接決定了負荷能常大，選用時應(yīng)以適宜、實用、安全可靠為原則，盡可能通過最經(jīng)濟穩(wěn)妥的手段滿足客戶需求。

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