中图分类号：TH132.4 DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.07.013

0 引言

花键副作为机械传动系统的关键连接部件，其不对中问题导致的微动磨损是制约其使用寿命的主要因素。实际工况中，装配/制造误差及弹性变形会引发内外花键轴线偏移，造成键齿偏载并加速键齿磨损。研究表明，接触面间由振动或交变载荷引起的微幅滑动（微动磨损）是其主要失效模式，其中，应力集中、润滑缺失与不对中偏差会显著加剧损伤程度。WU等揭示了航空发动机渐开线花键副微动磨损失效机制，发现摩擦层内颗粒与微裂纹扩展是导致失效的关键因素。REN等3通过表面改性试验证实，该技术能有效抑制微动损伤；其后续研究4结合等离子渗氮与润滑脂改性，进一步降低了键齿的微动磨损。表面强化技术（机械强化提升表面硬度[5、等离子渗氮引入残余压应力虽然可改善材料耐磨性，但难以解决结构不对中导致的载荷分布失衡问题。

花键的不对中问题是导致其发生失效的主要原因之一。朱孝录等通过磨损形貌分析指出，轴线偏移是导致键齿磨损的关键因素。XIAO等利用专用试验台研究发现，不对中量增大会加剧齿面的边缘接触效应、增大振动幅度。XUE等提出的动力学模型进一步说明，不对中会显著影响花键的动力学特性及系统稳定性，促使齿面产生相对滑动，进而引发微动磨损。因此，优化不对中花键键齿的载荷分布、减缓微动磨损，对于延长花键副使用寿命、提高其使用可靠性具有重要意义。……