電機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)電設(shè)備。電網(wǎng)輸入的電能經(jīng)電機(jī)內(nèi)部氣隙磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，由電機(jī)軸伸輸出機(jī)械功率驅(qū)動(dòng)各類設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。通俗點(diǎn)講，電機(jī)內(nèi)氣隙是電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的無形媒介，軸伸則是電機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的有形聯(lián)結(jié)。今天，就和大家聊聊電機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)結(jié)型式，各類聯(lián)結(jié)究竟有哪些特點(diǎn)，為什么必須選擇這種聯(lián)結(jié)方式。

電機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)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(jī)作為通用性獨(dú)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(jī)軸伸才只有圓柱軸伸、圓錐軸伸、花鍵軸伸三種，實(shí)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(shí)根據(jù)負(fù)荷和精度要求設(shè)計(jì)為矩形花鍵軸伸和漸開線花鍵軸伸。

電機(jī)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(rèn)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(duì)中精度容易保證，可滿足絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(dòng)等場(chǎng)合，一般軸伸錐度1：10、軸端帶鎖緊裝置。普通機(jī)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(duì)中性要求不高且載荷較大的重型機(jī)械中。切向鍵由兩個(gè)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(gè)工作面在通過軸心線的平面內(nèi)，工作時(shí)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(gè)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(gè)切向鍵，并錯(cuò)開120～135反向安裝，如圖1所示。

花鍵軸伸

當(dāng)平鍵強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則應(yīng)考慮設(shè)計(jì)花鍵軸伸。花鍵聯(lián)結(jié)是由多個(gè)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(qiáng)度高且對(duì)軸的強(qiáng)度削弱減少；軸上零件對(duì)中性好、導(dǎo)向性較好。所有這些平鍵無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，注定花鍵最適合于用作電機(jī)軸伸。但花鍵加工必須配備專用設(shè)備和刃具，檢測(cè)計(jì)量難度大、加工成本高，只在高精度、特殊應(yīng)用或普通軸強(qiáng)度無法滿足設(shè)計(jì)要求的場(chǎng)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(diǎn):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(hào)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(diǎn)為：1)載荷較大，定心精度要求較高，齒廓為漸開線；2)受載時(shí)齒上有徑向分力、能起自動(dòng)定心作用；3)各齒載荷作用均勻，強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)；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(qiáng)；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(jí)為5級(jí)、配合類別H/h的漸開線花鍵副表示為：INT/EXT24z×2.5m×30R×5H/5h。

簡(jiǎn)而言之，電機(jī)軸伸與設(shè)備直接對(duì)接，尺寸加工精度要求非常高，涉及電機(jī)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?dòng)聯(lián)接，無論哪種聯(lián)接都會(huì)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(huì)導(dǎo)致無法安裝或配合面嚴(yán)重?fù)p傷，最終的結(jié)果是因配套性不好導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行總體效率低下；相反，如果配合過于松動(dòng)，電機(jī)與設(shè)備配合會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)，軸伸與聯(lián)軸器之間會(huì)出現(xiàn)徑向的相對(duì)移動(dòng)，導(dǎo)致聯(lián)接鍵受損并伴有嚴(yán)重雜音，同時(shí)，電機(jī)軸伸鍵槽和聯(lián)軸器鍵都會(huì)受損，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致設(shè)備無法工作。

軸伸長(zhǎng)度

軸伸長(zhǎng)度與決定電機(jī)與設(shè)備軸向?qū)涌臻g的關(guān)鍵尺寸，如果軸伸過長(zhǎng)且采用軸向?qū)臃绞剑瑒?shì)必會(huì)導(dǎo)致設(shè)備與電機(jī)相對(duì)空間過于緊張，致使電機(jī)和設(shè)備軸向受力嚴(yán)重，出現(xiàn)軸承受力損毀的事實(shí)。該問題對(duì)于皮帶輪傳動(dòng)的情況相對(duì)要好一些，但作為電機(jī)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(yán)格控制。

軸伸根部處置

該環(huán)節(jié)是不少電機(jī)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(jī)廠家軸加工時(shí)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(jī)帶載運(yùn)行時(shí)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(duì)稱度

鍵槽寬度、深度負(fù)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(huì)導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行帶載時(shí)因鍵的移動(dòng)致使鍵槽受損，甚至導(dǎo)致電機(jī)與設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)的不同步。對(duì)于對(duì)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(jī)與設(shè)備配套的接口，接口聯(lián)結(jié)方式直接決定了負(fù)荷能常大，選用時(shí)應(yīng)以適宜、實(shí)用、安全可靠為原則，盡可能通過最經(jīng)濟(jì)穩(wěn)妥的手段滿足客戶需求。

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