電機是把電能轉換成機械能的機電設備。電網輸入的電能經電機內部氣隙磁場實現機電能量轉換，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的有形聯結。今天，就和大家聊聊電機與機械傳動系統聯結型式，各類聯結究竟有哪些特點，為什么必須選擇這種聯結方式。
電機與機械傳動系統聯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，實際輸出聯結形式分為圓柱軸伸平鍵聯結、圓錐軸伸平鍵聯結、圓柱軸伸切向鍵聯結和花鍵聯結，其中花鍵聯結時根據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.圓柱軸伸平鍵聯結
圓柱軸伸平鍵聯結最為常見，沒有特殊要求或缺省默認情況均為平鍵聯結圓柱軸伸。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，可滿足絕大多數應用場合結構強度、配合精度要求。
2.圓錐軸伸平鍵聯結
圓錐軸伸平鍵聯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，應用規模僅次于圓柱軸伸，共同作為標準軸伸聯結輸出型式。
3.圓柱軸伸切向鍵聯結
圓柱軸伸切向鍵聯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，定心的穩定性好;2)可以利用磨削的方法消除熱處理產生的變形。矩形花鍵的標記代號依次包括鍵數N、小徑d、大徑D、鍵寬B。如花鍵規格6×23×26×6，表示鍵數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2.5~10，最少齒數為10。
齒數24、模數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
與設備配套采用聯軸器軸向對接或采用皮帶輪傳動聯接，無論哪種聯接都會涉及軸伸與聯軸器的配合。如果直徑偏大或與聯軸器、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晃動，軸伸與聯軸器之間會出現徑向的相對移動，導致聯接鍵受損并伴有嚴重雜音，同時，電機軸伸鍵槽和聯軸器鍵都會受損，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，但作為電機生產企業，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
該環節是不少電機廠家遇到的問題，一是根部處置能否保證聯軸器安裝到位，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，將無法與聯軸器聯接。
軸伸是電機與設備配套的接口，接口聯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，盡可能通過最經濟穩妥的手段滿足客戶需求。