在花鍵軸上固定齒輪的位置，需同時(shí)滿足周向傳遞扭矩和軸向定位的要求。花鍵軸與齒輪內(nèi)孔的花鍵配合已實(shí)現(xiàn)周向固定，而軸向固定需通過附加結(jié)構(gòu)或組件實(shí)現(xiàn)。以下是常見的固定方法及適用場景：
一、軸向固定方法
1.軸肩+卡環(huán)/擋圈
原理：
在花鍵軸上加工軸肩作為齒輪軸向定位基準(zhǔn)，另一側(cè)通過卡環(huán)（如彈性擋圈）或軸用擋圈限位。
適用場景：
中低負(fù)載、轉(zhuǎn)速適中的場景（如變速箱、傳動(dòng)箱）。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便。
缺點(diǎn)：承載能力有限，需預(yù)留卡環(huán)槽（可能削弱軸強(qiáng)度）。
2.螺母+鎖緊墊圈
原理：
在花鍵軸末端加工螺紋，齒輪緊貼軸肩后，用螺母和鎖緊墊圈（如彈簧墊圈）壓緊固定。
適用場景：
高負(fù)載、高轉(zhuǎn)速場合（如重載齒輪箱、工程機(jī)械）。
優(yōu)點(diǎn)：軸向鎖緊力大，可靠性高。
缺點(diǎn)：需預(yù)留螺紋段，軸端需有裝配空間。
3.緊定螺釘/頂絲
原理：
在齒輪側(cè)面或端面鉆孔并攻螺紋，通過緊定螺釘頂緊花鍵軸表面。
適用場景：
輕載、需頻繁調(diào)整或拆卸的場合（如試驗(yàn)臺(tái)、小型設(shè)備）。
優(yōu)點(diǎn)：靈活調(diào)整位置，成本低。
缺點(diǎn)：承載能力弱，長期使用可能松動(dòng)。
4.過盈配合+熱裝
原理：
將齒輪內(nèi)孔花鍵與軸設(shè)計(jì)為過盈配合（H7/s6），通過加熱齒輪或冷卻軸實(shí)現(xiàn)裝配。
適用場景：
高精度、無需拆卸的場合（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、精密減速器）。
優(yōu)點(diǎn)：無需附加零件，軸向定位可靠。
缺點(diǎn)：裝配工藝復(fù)雜，拆卸可能損壞零件。
5.端蓋/壓板固定
原理：
在軸端安裝法蘭或端蓋，通過螺栓將壓板與齒輪端面鎖緊。
適用場景：
大型齒輪或需分散軸向力的場合（如風(fēng)電齒輪箱、船舶傳動(dòng)軸）。
優(yōu)點(diǎn)：承載力大，可分散應(yīng)力。
缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占用空間大。
6.焊接/粘接
原理：
通過焊接（如點(diǎn)焊）或高強(qiáng)度膠粘劑（如環(huán)氧樹脂）將齒輪與軸固定。
適用場景：
一次性裝配、低成本需求（如農(nóng)用機(jī)械、非精密傳動(dòng)）。
優(yōu)點(diǎn)：成本低，無需加工額外結(jié)構(gòu)。
缺點(diǎn)：不可拆卸，高溫或沖擊易失效。
二、關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)
軸向間隙控制：
齒輪與軸肩、卡環(huán)/螺母間需預(yù)留微小間隙（約0.02-0.1mm），避免熱膨脹導(dǎo)致卡死。
防松措施：
使用雙螺母、螺紋膠（如樂泰262）或開口銷，防止螺母松動(dòng)。
表面處理：
花鍵軸與齒輪接觸面可磷化、鍍鉻或涂覆二硫化鉬，減少微動(dòng)磨損。
強(qiáng)度校核：
校核花鍵齒根彎曲強(qiáng)度、軸的抗扭強(qiáng)度及卡環(huán)/螺紋的剪切強(qiáng)度。
三、不同場景的推薦方案
應(yīng)用場景 推薦方法 備注
汽車變速箱齒輪 軸肩+卡環(huán)/螺母+鎖緊墊圈 需兼顧高速和換擋沖擊可靠性。
機(jī)器人減速器齒輪 過盈配合+熱裝 高精度、無反向間隙要求。
農(nóng)機(jī)傳動(dòng)齒輪 緊定螺釘/焊接 低成本、輕維護(hù)需求。
風(fēng)電齒輪箱 端蓋/壓板+高強(qiáng)度螺栓 分散大扭矩下的軸向力。
四、常見問題與解決
問題1：齒輪在軸上軸向竄動(dòng)。
解決：檢查軸肩加工精度，增加卡環(huán)或改用螺母鎖緊。
問題2：緊定螺釘松動(dòng)。
解決：改用螺紋膠或雙螺釘對頂固定。
問題3：過盈配合裝配困難。
解決：控制加熱溫度（齒輪加熱至150-200℃）或軸冷縮（液氮冷卻）。
通過合理選擇固定方式并嚴(yán)格工藝控制，可確保花鍵軸與齒輪的可靠傳動(dòng)與長期穩(wěn)定性。建議優(yōu)先采用軸肩+卡環(huán)/螺母或過盈配合方案，兼顧效率與性。
