引言
減速器的作用一是改變動(dòng)力傳輸?shù)姆较?，二是作為變速器的延伸為各個(gè)擋位提供一個(gè)共同的傳動(dòng)比。由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一般由軸帶動(dòng)，這樣軸和軸上零件的固定就十分重要。軸和軸上的旋轉(zhuǎn)零件大多是通過鍵聯(lián)接來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。
鍵聯(lián)接一般用在減速器內(nèi)軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件的動(dòng)力傳遞和運(yùn)動(dòng)，根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和承受載荷情況，鍵聯(lián)接可以分為松鍵聯(lián)接和緊鍵聯(lián)接。
1. 松鍵聯(lián)接
1.1平鍵聯(lián)接
常見的松鍵聯(lián)接分為平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接。平鍵聯(lián)接可分為圓頭型、方頭型和半圓頭型三種。平鍵聯(lián)接軸上所加工的鍵槽需制成與鍵的形狀相同，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確安裝。不同鍵采用不同的加工方法，如端銑刀加工圓頭平鍵，圓盤銑刀用來加工方頭平鍵。安裝使用時(shí)，鍵的上頂面與輪轂鍵槽的底面之間留有間隙，但是鍵的兩個(gè)側(cè)面與軸和輪轂鍵槽的側(cè)面不得有間隙，需要緊密配合。
當(dāng)減速器工作時(shí)，內(nèi)部的軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)鍵的兩側(cè)面為工作面，它通過鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。不同平鍵也有不同特點(diǎn)和應(yīng)用類型。
普通平鍵對(duì)于軸和軸上零件來說對(duì)中性好，不能承受軸向力，它適用于傳動(dòng)精度要求較高的場(chǎng)合。圓頭平鍵可以使鍵在鍵槽中的固定較好，但是鍵的頭部側(cè)面與輪轂鍵槽并不接觸，因?yàn)殒I的圓頭部分不能受力，所以得不到充分利用，另外軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大，此類鍵一般用于軸的中部。方頭普通平鍵鍵槽端部應(yīng)力集中較小，但是鍵在鍵槽中的軸向固定不好，一般用于軸端和軸的中部[1]。最后，半圓頭的普通平鍵常用于軸端。
1.2薄型平鍵聯(lián)接
生活中有很多小型減速器，例如:數(shù)碼相機(jī)、手持風(fēng)扇、平衡車、無人機(jī)、智能互動(dòng)機(jī)器人、電動(dòng)公仔、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這種類型的減速器由于整體尺寸較小，所需轉(zhuǎn)矩不大，所以采用的是薄型平鍵聯(lián)接。薄型平鍵結(jié)構(gòu)與普通平鍵相似，端部結(jié)構(gòu)分為圓頭型、方頭型、半圓頭型三種，但是它們的尺寸較小，鍵高僅為普通平鍵的60%～70%。所以薄型平鍵聯(lián)接適用轉(zhuǎn)矩不大、薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸以及徑向尺寸受限制的場(chǎng)合。
1.3導(dǎo)向平鍵
當(dāng)軸的整體距離較長(zhǎng)或者軸上的零件需要做軸向移動(dòng)的時(shí)候，常選用導(dǎo)向平鍵或者是滑鍵聯(lián)接來實(shí)現(xiàn)軸和軸上零件聯(lián)接，從而實(shí)現(xiàn)軸向固定的要求。導(dǎo)向平鍵其實(shí)就是可以看做是加長(zhǎng)的普通平鍵，端部結(jié)構(gòu)也是包括圓頭型、方頭型兩種。由于鍵是放置在軸中的，為了防止鍵自身在工作時(shí)松動(dòng)，常采用兩個(gè)螺釘將導(dǎo)向平鍵固定在軸上;同時(shí)為了拆卸方便，鍵上有起鍵螺孔。導(dǎo)向平鍵常用于輪轂需要沿軸做軸向移動(dòng)且移動(dòng)距離不太大的場(chǎng)合，所以一般不適合用于大型減速器中。如果遇到減速器整體尺寸較大，例如，農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、汽車中，這類軸上零件的軸向移動(dòng)量很大，就可以采用滑鍵聯(lián)接。直接將滑鍵固定到輪轂上，并與輪轂一起在軸的鍵槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)。
1.4半圓鍵
如果減速器受到的載荷不大，且軸上輪轂寬度較窄的情況下，也可以采用半圓鍵聯(lián)接。半圓鍵的上表面是平面，下表面為半圓形弧面，兩側(cè)相互平行，工作時(shí)，以鍵的兩側(cè)面為工作面，依靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。半圓鍵的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好、安裝方便;同時(shí)鍵也可以在鍵槽中繞自身的幾何中心擺動(dòng)來適應(yīng)輪轂槽底部的傾斜;缺點(diǎn)是鍵槽加工比較深，這就對(duì)軸自身的削弱大，影響了軸的剛度。另外，半圓鍵特別適用于錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。
1.5花鍵聯(lián)接
如果減速器的載荷較大，定心精度要求高，且軸上零件需要經(jīng)?；频那闆r下，會(huì)采用花鍵聯(lián)接，例如，拖拉機(jī)、汽車、飛機(jī)、機(jī)床上面用到的減速器。花鍵聯(lián)接是在軸上加工外花鍵齒和在輪轂孔壁上加工的內(nèi)花鍵齒構(gòu)成的一種鍵聯(lián)接?；ㄦI聯(lián)接的花鍵上有多個(gè)齒，齒的兩個(gè)側(cè)面為它的工作表面，當(dāng)減速器工作時(shí)，軸上的花鍵靠齒的擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩。根據(jù)花鍵鍵齒形狀的不同，花鍵聯(lián)接分為矩形花鍵和漸開線花鍵兩種。花鍵聯(lián)接由于工作面的齒數(shù)比較多，所以其特點(diǎn)是承受載荷的能力高，沿著軸向移動(dòng)的導(dǎo)向性能好，軸上零件與軸的對(duì)中性好。軸上的鍵槽加工較淺，所以花鍵軸的強(qiáng)度比較好。但是花鍵聯(lián)接也有其自身的缺點(diǎn)，由于花鍵形狀復(fù)雜，所以花鍵加工時(shí)較為困難，制造成本高，花鍵適用于專門設(shè)備來大批量生產(chǎn)，單件、小批量的加工成本較高。
2.緊鍵聯(lián)接
緊鍵聯(lián)接分為楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接。楔鍵聯(lián)接分為普通楔鍵聯(lián)接和鉤頭楔鍵聯(lián)接。普通楔鍵的工作面為上下兩個(gè)面，左右面和鍵槽之間有間隙，在鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂鍵槽的底面有1:100的斜度。把楔形鍵裝入軸和輪轂時(shí)，鍵的表面會(huì)產(chǎn)生很大的預(yù)緊力，鍵的上下表面受到擠壓，工作時(shí)主要靠擠壓產(chǎn)生的摩擦力來傳遞扭矩，并能承受單方向的軸向力。缺點(diǎn)是會(huì)迫使軸和輪轂之間產(chǎn)生偏心、偏斜，不適合要求精度高的聯(lián)接，僅適用于對(duì)定心要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的場(chǎng)合，例如農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械等。有些情況下安裝楔鍵后還需要將楔鍵再次取出，而楔鍵的斜面采用的是過盈配合，取出不太方便。為了避免此類情況，可以在楔鍵的端部做一個(gè)凸起，稱為鉤頭楔鍵，凸起的鉤頭露在外部，這樣就方面了楔鍵的裝拆[2]。
當(dāng)減速器整體尺寸較大，或者減速器中的軸和軸上零件需要承受較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，可以采用切向鍵聯(lián)接。切向鍵由兩個(gè)斜度為1:100的楔鍵組成。其上下兩面(窄面)相互平行為工作面，其中的一面在通過軸心線的平面內(nèi)。工作面上的壓力沿軸的切線方向作用，能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。一對(duì)切向鍵只能傳遞一個(gè)方向的轉(zhuǎn)矩，傳遞雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，須用互成120°～130°角的兩對(duì)鍵，切向鍵都是成對(duì)使用的。切向鍵聯(lián)接能傳遞大的轉(zhuǎn)矩，但是由于兩個(gè)切向鍵的存在，對(duì)軸的強(qiáng)度削弱也比較大，這種聯(lián)接方式還會(huì)使軸上零件產(chǎn)生偏心。所以，切向鍵聯(lián)接適用于精度要求不高，轉(zhuǎn)速較低和轉(zhuǎn)矩較大的重型減速器或機(jī)器中。
3. 銷的選擇與應(yīng)用
鍵的聯(lián)接一般用于減速器內(nèi)部的軸上，減速器的外殼一般由上下兩個(gè)箱體組成，為了保證箱體的準(zhǔn)確定位和安裝，就需要采用銷來對(duì)減速器上下箱體進(jìn)行定位。銷是標(biāo)準(zhǔn)件，銷聯(lián)接的主要功用是來確定零件間的相對(duì)位置，稱為定位銷。銷也可起聯(lián)接作用，以傳遞橫向力或轉(zhuǎn)矩，這類銷是聯(lián)接銷;或作為安全裝置中的過載切斷零件，此類銷是安全銷。為了保證裝配位置的準(zhǔn)確性，在單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，一般是裝配后，配做定位銷孔。在大批量生產(chǎn)時(shí)，定位銷孔的位置精度要求很高，定位銷的使用不得少于兩個(gè)。銷可以分為圓柱銷、圓錐銷和異形銷等。圓柱銷依靠少量過盈固定在孔中，對(duì)銷孔的尺寸、形狀、表面粗糙度等要求較高，銷孔在裝配前須鉸削。圓柱銷主要是用來定位，也可以用來聯(lián)接。通常被聯(lián)接件的兩孔應(yīng)同時(shí)鉆鉸，孔壁的粗糙度不大于Ｒa0.6μm。裝配時(shí)，在銷上涂上潤(rùn)滑油，用銅棒將銷打入孔中。圓錐銷一般有1:50的錐度，可以反復(fù)多次拆裝。另外，還有一種開口銷，用來鎖定其他零件，如軸、槽型螺母等，是一種比較可靠的鎖緊方法，應(yīng)用廣泛。銷軸一般用45鋼、40Cr、42Cr或T8A、T10A等材料，并經(jīng)淬火達(dá)到要求的硬度，開口銷一般采用低碳鋼制成。
減速器類型多樣，用到的鍵和銷種類也比較多，它們的特點(diǎn)還需要進(jìn)一步探索、改進(jìn)。只有充分利用它們的優(yōu)點(diǎn)，才能在使用中更好地滿足使用要求。
參考文獻(xiàn)
[1]宣振宇.平鍵和鍵槽尺寸計(jì)算器的編程設(shè)計(jì)
[2]朱希玲.錨機(jī)離合器鍵聯(lián)接結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
來源：今日減速機(jī)
