電機是把電能轉換成機械能的機電設備。電網(wǎng)輸入的電能經(jīng)電機內部氣隙磁場實現(xiàn)機電能量轉換，由電機軸伸輸出機械功率驅動各類設備運轉。通俗點講，電機內氣隙是電能轉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。今天，就和大家聊聊電機與機械傳動系統(tǒng)聯(lián)結型式，各類聯(lián)結究竟有哪些特點，為什么必須選擇這種聯(lián)結方式。
電機與機械傳動系統(tǒng)聯(lián)結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)結結構型式。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)結形式分為圓柱軸伸平鍵聯(lián)結、圓錐軸伸平鍵聯(lián)結、圓柱軸伸切向鍵聯(lián)結和花鍵聯(lián)結，其中花鍵聯(lián)結時根據(jù)負荷和精度要求設計為矩形花鍵軸伸和漸開線花鍵軸伸。
一、電機常用軸伸型式
1.圓柱軸伸平鍵聯(lián)結
圓柱軸伸平鍵聯(lián)結最為常見，沒有特殊要求或缺省默認情況均為平鍵聯(lián)結圓柱軸伸。這種軸伸不需要過高的加工設備和操作技能，粗糙度、尺寸精度和對中精度容易保證，可滿足絕大多數(shù)應用場合結構強度、配合精度要求。
2.圓錐軸伸平鍵聯(lián)結
圓錐軸伸平鍵聯(lián)結多用于要求頻繁正反轉、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。普通機加設備和最基本的操作技能均能勝任錐軸伸加工，應用規(guī)模僅次于圓柱軸伸，共同作為標準軸伸聯(lián)結輸出型式。
3.圓柱軸伸切向鍵聯(lián)結
圓柱軸伸切向鍵聯(lián)結主要用于軸徑大于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，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矩。一個切向鍵只能傳遞單向轉矩，若要傳遞雙向轉矩，必須用兩個切向鍵，并錯開120～135反向安裝，如圖1所示。

4.花鍵軸伸
當平鍵強度不能滿足設計要求時，則應考慮設計花鍵軸伸。花鍵聯(lián)結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備和刃具，檢測計量難度大、加工成本高，只在高精度、特殊應用或普通軸強度無法滿足設計要求的場合才選用。

圖2為矩形花鍵結構型式，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/EXT 24z ×2.5m×30R×5H/5h。
簡而言之，電機軸伸與設備直接對接，尺寸加工精度要求非常高，涉及電機質量的問題也很多。
二、軸伸不合適導致的具體問題
1.軸伸直徑
與設備配套采用聯(lián)軸器軸向對接或采用皮帶輪傳動聯(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、皮帶輪等設備接口配合過緊，會導致無法安裝或配合面嚴重損傷，最終的結果是因配套性不好導致設備運行總體效率低下；相反，如果配合過于松動，電機與設備配合會出現(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，嚴重時導致設備無法工作。
2.軸伸長度
軸伸長度與決定電機與設備軸向對接空間的關鍵尺寸，如果軸伸過長且采用軸向對接方式，勢必會導致設備與電機相對空間過于緊張，致使電機和設備軸向受力嚴重，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。
3.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，最終導致該處應力過于集中，最終的結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。
4.軸伸鍵槽寬度、深度和對稱度
鍵槽寬度、深度負超差，導致軸與聯(lián)軸器無法安裝，反之，如果尺寸正超差，則會導致電機運行帶載時因鍵的移動致使鍵槽受損，甚至導致電機與設備轉動的不同步。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。
軸伸是電機與設備配套的接口，接口聯(lián)結方式直接決定了負荷能常大，選用時應以適宜、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。