在花键轴上固定齿轮的位置，需同时满足周向传递扭矩和轴向定位的要求。花键轴与齿轮内孔的花键配合已实现周向固定，而轴向固定需通过附加结构或组件实现。以下是常见的固定方法及适用场景：
一、轴向固定方法
1.轴肩+卡环/挡圈
原理：
在花键轴上加工轴肩作为齿轮轴向定位基准，另一侧通过卡环（如弹性挡圈）或轴用挡圈限位。
适用场景：
中低负载、转速适中的场景（如变速箱、传动箱）。
优点：结构简单，拆卸方便。
缺点：承载能力有限，需预留卡环槽（可能削弱轴强度）。
2.螺母+锁紧垫圈
原理：
在花键轴末端加工螺纹，齿轮紧贴轴肩后，用螺母和锁紧垫圈（如弹簧垫圈）压紧固定。
适用场景：
高负载、高转速场合（如重载齿轮箱、工程机械）。
优点：轴向锁紧力大，可靠性高。
缺点：需预留螺纹段，轴端需有装配空间。
3.紧定螺钉/顶丝
原理：
在齿轮侧面或端面钻孔并攻螺纹，通过紧定螺钉顶紧花键轴表面。
适用场景：
轻载、需频繁调整或拆卸的场合（如试验台、小型设备）。
优点：灵活调整位置，成本低。
缺点：承载能力弱，长期使用可能松动。
4.过盈配合+热装
原理：
将齿轮内孔花键与轴设计为过盈配合（H7/s6），通过加热齿轮或冷却轴实现装配。
适用场景：
高精度、无需拆卸的场合（如航空发动机、精密减速器）。
优点：无需附加零件，轴向定位可靠。
缺点：装配工艺复杂，拆卸可能损坏零件。
5.端盖/压板固定
原理：
在轴端安装法兰或端盖，通过螺栓将压板与齿轮端面锁紧。
适用场景：
大型齿轮或需分散轴向力的场合（如风电齿轮箱、船舶传动轴）。
优点：承载力大，可分散应力。
缺点：结构复杂，占用空间大。
6.焊接/粘接
原理：
通过焊接（如点焊）或高强度胶粘剂（如环氧树脂）将齿轮与轴固定。
适用场景：
一次性装配、低成本需求（如农用机械、非精密传动）。
优点：成本低，无需加工额外结构。
缺点：不可拆卸，高温或冲击易失效。
二、关键设计要点
轴向间隙控制：
齿轮与轴肩、卡环/螺母间需预留微小间隙（约0.02-0.1mm），避免热膨胀导致卡死。
防松措施：
使用双螺母、螺纹胶（如乐泰262）或开口销，防止螺母松动。
表面处理：
花键轴与齿轮接触面可磷化、镀铬或涂覆二硫化钼，减少微动磨损。
强度校核：
校核花键齿根弯曲强度、轴的抗扭强度及卡环/螺纹的剪切强度。
三、不同场景的推荐方案
应用场景 推荐方法 备注
汽车变速箱齿轮 轴肩+卡环/螺母+锁紧垫圈 需兼顾高速和换挡冲击可靠性。
机器人减速器齿轮 过盈配合+热装 高精度、无反向间隙要求。
农机传动齿轮 紧定螺钉/焊接 低成本、轻维护需求。
风电齿轮箱 端盖/压板+高强度螺栓 分散大扭矩下的轴向力。
四、常见问题与解决
问题1：齿轮在轴上轴向窜动。
解决：检查轴肩加工精度，增加卡环或改用螺母锁紧。
问题2：紧定螺钉松动。
解决：改用螺纹胶或双螺钉对顶固定。
问题3：过盈配合装配困难。
解决：控制加热温度（齿轮加热至150-200℃）或轴冷缩（液氮冷却）。
通过合理选择固定方式并严格工艺控制，可确保花键轴与齿轮的可靠传动与长期稳定性。建议优先采用轴肩+卡环/螺母或过盈配合方案，兼顾效率与性。
