引言
减速器的作用一是改变动力传输的方向，二是作为变速器的延伸为各个挡位提供一个共同的传动比。由于旋转运动一般由轴带动，这样轴和轴上零件的固定就十分重要。轴和轴上的旋转零件大多是通过键联接来传递运动和动力的。
 
键联接一般用在减速器内轴与轴上旋转零件的动力传递和运动，根据键联接的结构和承受载荷情况，键联接可以分为松键联接和紧键联接。
 
1. 松键联接
1.1平键联接
常见的松键联接分为平键联接、半圆键联接和花键联接。平键联接可分为圆头型、方头型和半圆头型三种。平键联接轴上所加工的键槽需制成与键的形状相同，才能实现准确安装。不同键采用不同的加工方法，如端铣刀加工圆头平键，圆盘铣刀用来加工方头平键。安装使用时，键的上顶面与轮毂键槽的底面之间留有间隙，但是键的两个侧面与轴和轮毂键槽的侧面不得有间隙，需要紧密配合。
 
当减速器工作时，内部的轴开始转动，此时键的两侧面为工作面，它通过键与键槽侧面的挤压来传递运动和转矩。不同平键也有不同特点和应用类型。
 
普通平键对于轴和轴上零件来说对中性好，不能承受轴向力，它适用于传动精度要求较高的场合。圆头平键可以使键在键槽中的固定较好，但是键的头部侧面与轮毂键槽并不接触，因为键的圆头部分不能受力，所以得不到充分利用，另外轴上键槽端部的应力集中较大，此类键一般用于轴的中部。方头普通平键键槽端部应力集中较小，但是键在键槽中的轴向固定不好，一般用于轴端和轴的中部^[1]。最后，半圆头的普通平键常用于轴端。
 
1.2薄型平键联接
生活中有很多小型减速器，例如:数码相机、手持风扇、平衡车、无人机、智能互动机器人、电动公仔、打印机、复印机等。这种类型的减速器由于整体尺寸较小，所需转矩不大，所以采用的是薄型平键联接。薄型平键结构与普通平键相似，端部结构分为圆头型、方头型、半圆头型三种，但是它们的尺寸较小，键高仅为普通平键的60%～70%。所以薄型平键联接适用转矩不大、薄壁结构、空心轴以及径向尺寸受限制的场合。
 
1.3导向平键
当轴的整体距离较长或者轴上的零件需要做轴向移动的时候，常选用导向平键或者是滑键联接来实现轴和轴上零件联接，从而实现轴向固定的要求。导向平键其实就是可以看做是加长的普通平键，端部结构也是包括圆头型、方头型两种。由于键是放置在轴中的，为了防止键自身在工作时松动，常采用两个螺钉将导向平键固定在轴上;同时为了拆卸方便，键上有起键螺孔。导向平键常用于轮毂需要沿轴做轴向移动且移动距离不太大的场合，所以一般不适合用于大型减速器中。如果遇到减速器整体尺寸较大，例如，农业机械、矿山机械、汽车中，这类轴上零件的轴向移动量很大，就可以采用滑键联接。直接将滑键固定到轮毂上，并与轮毂一起在轴的键槽内实现滑动。
 
1.4半圆键
如果减速器受到的载荷不大，且轴上轮毂宽度较窄的情况下，也可以采用半圆键联接。半圆键的上表面是平面，下表面为半圆形弧面，两侧相互平行，工作时，以键的两侧面为工作面，依靠键与键槽侧面的挤压来传递运动和转矩。半圆键的特点，结构紧凑、工艺性好、安装方便;同时键也可以在键槽中绕自身的几何中心摆动来适应轮毂槽底部的倾斜;缺点是键槽加工比较深，这就对轴自身的削弱大，影响了轴的刚度。另外，半圆键特别适用于锥形轴端与轮毂的联接。
 
1.5花键联接
如果减速器的载荷较大，定心精度要求高，且轴上零件需要经常滑移的情况下，会采用花键联接，例如，拖拉机、汽车、飞机、机床上面用到的减速器。花键联接是在轴上加工外花键齿和在轮毂孔壁上加工的内花键齿构成的一种键联接。花键联接的花键上有多个齿，齿的两个侧面为它的工作表面，当减速器工作时，轴上的花键靠齿的挤压传递转矩。根据花键键齿形状的不同，花键联接分为矩形花键和渐开线花键两种。花键联接由于工作面的齿数比较多，所以其特点是承受载荷的能力高，沿着轴向移动的导向性能好，轴上零件与轴的对中性好。轴上的键槽加工较浅，所以花键轴的强度比较好。但是花键联接也有其自身的缺点，由于花键形状复杂，所以花键加工时较为困难，制造成本高，花键适用于专门设备来大批量生产，单件、小批量的加工成本较高。
 
2.紧键联接
紧键联接分为楔键联接和切向键联接。楔键联接分为普通楔键联接和钩头楔键联接。普通楔键的工作面为上下两个面，左右面和键槽之间有间隙，在键的上表面有1:100的斜度，轮毂键槽的底面有1:100的斜度。把楔形键装入轴和轮毂时，键的表面会产生很大的预紧力，键的上下表面受到挤压，工作时主要靠挤压产生的摩擦力来传递扭矩，并能承受单方向的轴向力。缺点是会迫使轴和轮毂之间产生偏心、偏斜，不适合要求精度高的联接，仅适用于对定心要求不高、载荷平稳和低速的场合，例如农业机械、建筑机械等。有些情况下安装楔键后还需要将楔键再次取出，而楔键的斜面采用的是过盈配合，取出不太方便。为了避免此类情况，可以在楔键的端部做一个凸起，称为钩头楔键，凸起的钩头露在外部，这样就方面了楔键的装拆[2]。
 
当减速器整体尺寸较大，或者减速器中的轴和轴上零件需要承受较大转矩时，可以采用切向键联接。切向键由两个斜度为1:100的楔键组成。其上下两面(窄面)相互平行为工作面，其中的一面在通过轴心线的平面内。工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。一对切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两对键，切向键都是成对使用的。切向键联接能传递大的转矩，但是由于两个切向键的存在，对轴的强度削弱也比较大，这种联接方式还会使轴上零件产生偏心。所以，切向键联接适用于精度要求不高，转速较低和转矩较大的重型减速器或机器中。
 
3. 销的选择与应用
键的联接一般用于减速器内部的轴上，减速器的外壳一般由上下两个箱体组成，为了保证箱体的准确定位和安装，就需要采用销来对减速器上下箱体进行定位。销是标准件，销联接的主要功用是来确定零件间的相对位置，称为定位销。销也可起联接作用，以传递横向力或转矩，这类销是联接销;或作为安全装置中的过载切断零件，此类销是安全销。为了保证装配位置的准确性，在单件、小批量生产时，一般是装配后，配做定位销孔。在大批量生产时，定位销孔的位置精度要求很高，定位销的使用不得少于两个。销可以分为圆柱销、圆锥销和异形销等。圆柱销依靠少量过盈固定在孔中，对销孔的尺寸、形状、表面粗糙度等要求较高，销孔在装配前须铰削。圆柱销主要是用来定位，也可以用来联接。通常被联接件的两孔应同时钻铰，孔壁的粗糙度不大于Ｒa0.6μm。装配时，在销上涂上润滑油，用铜棒将销打入孔中。圆锥销一般有1:50的锥度，可以反复多次拆装。另外，还有一种开口销，用来锁定其他零件，如轴、槽型螺母等，是一种比较可靠的锁紧方法，应用广泛。销轴一般用45钢、40Cr、42Cr或T8A、T10A等材料，并经淬火达到要求的硬度，开口销一般采用低碳钢制成。
 
减速器类型多样，用到的键和销种类也比较多，它们的特点还需要进一步探索、改进。只有充分利用它们的优点，才能在使用中更好地满足使用要求。
 


参考文献
[1]宣振宇.平键和键槽尺寸计算器的编程设计
[2]朱希玲.锚机离合器键联接结构的改进设计
 
来源：今日减速机