花鍵表面的幾何參數(shù)對(duì)其耐久性(耐磨性)有很重要的意義。沿心徑增大間隙(從0 . 02 到0.04mm ) ，就導(dǎo)致磨損增大25 %~30%。改變花鍵的側(cè)邊間隙，則對(duì)花鍵的耐磨性沒(méi)有多大影響。對(duì)用在拖拉機(jī)上的淬火花鍵連接件作過(guò)試驗(yàn)，在載荷為單向載荷的情況下，甚至把側(cè)邊間隙增加到2 ? ，都未發(fā)現(xiàn)耐磨性有明顯的變化。當(dāng)汽車(chē)在原地起步或在交叉地帶運(yùn)行時(shí)，在萬(wàn)向軸的花鍵連接件上發(fā)生清晰的側(cè)邊間隙凹槽。盡管此時(shí)連接件的載荷增加了15 % ，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)磨損值有多大變化。
為防止在花鍵連接處出現(xiàn)摩擦耗蝕，根據(jù)可能，需要消除或減少配合面的相對(duì)位移。這一點(diǎn)可由優(yōu)化齒形和提高花鍵的制造精度來(lái)保證。除此以外，有效的設(shè)計(jì)方法可保證花鍵連接沿心徑方向的配合，使其間隙最小。
在卡馬汽車(chē)廠用漸開(kāi)線的花鍵齒形代替直角齒形，在其它相同條件下，摩擦表面的耐磨性提高了1 倍多。這是因?yàn)樵跀嚅_(kāi)線齒形中由于軸套與軸更易對(duì)準(zhǔn)中心而使花健工作面的滑動(dòng)量減少的緣故。
防止發(fā)生摩擦耗蝕的有效手段是將相對(duì)微動(dòng)轉(zhuǎn)移到中間介質(zhì)中去。采用中間變形材料可以達(dá)到此目的，這種材料是
在低彈性模數(shù)的金屬基體上或聚合物的基體上形成的。要消除微動(dòng)磨損，可以采用磷酸鹽氟塑料班蓋層，使花鍵連接件的耐久性提高1 倍。
在國(guó)外，為了提高花鍵連接件的耐磨性，摩擦表面就用減摩性好的特殊的尼龍減磨覆蓋層。這種覆蓋層使振動(dòng)受到阻尼，使工作面上的載荷更加均勻。采用尼龍薄層減小摩擦系數(shù)(由0 . 3 減小到0 . 06 ) ，就可延長(zhǎng)萬(wàn)向軸花鍵連接件的使用期，并增加汽車(chē)的行駛里程(由3 . 2 萬(wàn)增至24 萬(wàn)km )。用工藝方法提高花鍵連接件的耐磨性，可從兩個(gè)方面考慮。第一，提高花健連接件的制造情度;第二，防止配合件摩擦表面損壞，即以正常的氧化磨損過(guò)程或疲勞氧化過(guò)程代替急劇的損壞形式(如粘著或擦傷、磨粒磨損或疲勞磨損)。至于制造精度，花鍵側(cè)面平行性的偏差對(duì)耐磨性有極大影響。這類(lèi)偏差使花鍵接觸點(diǎn)在徑向和軸向偏移和歪斜。花鍵套齒側(cè)表面平行性的偏差也產(chǎn)生類(lèi)似的影晌。因此，提高花鍵連接件的耐磨性的重要因素是保持花鍵軸上的齒相對(duì)于其它軸線的平行性。生產(chǎn)花鍵軸時(shí)，在熱處理后采用磨齒工藝即可保證。
蘇聯(lián)現(xiàn)有的花鍵磨床能根好地加工花鍵齒，齒的平行度偏差在齒長(zhǎng)300mm 時(shí)不大于9 微米 。用一套量規(guī)(花健環(huán))檢查連接件時(shí)，不能檢驗(yàn)因側(cè)面和對(duì)心面上的間隙而引起的齒的平行度偏差。因此，建議引用一個(gè)非常必要的檢驗(yàn)，即檢驗(yàn)軸上的齒相對(duì)于軸心的平行度偏差。
為減少發(fā)生擦傷的概率，必須提高表層硬度和提高表層抗塑性變形的強(qiáng)度，防止摩擦表面間發(fā)生金屬接觸。為此，采用各種各樣的降低花鍵連接件磨損速度的工藝方法。例如.采用表面塑性變形法，可使磨損速度降低30 % ~50 %。
明斯克汽車(chē)廠強(qiáng)化工藝中心實(shí)驗(yàn)室研制了花鍵滾壓裝置和多滾輪式滾壓機(jī)，用于花鍵軸和套的直角鍵形花鍵表面縱向光潔滾壓。該實(shí)驗(yàn)室的這項(xiàng)設(shè)計(jì)用于光潔滾壓，適用于兩種標(biāo)準(zhǔn)尺寸的10 個(gè)品名零件的花健，這些零件用在rA3 一51 型汽車(chē)和K 一700 型拖拉機(jī)上。在滾壓沖壓機(jī)上，用一個(gè)往復(fù)行程即可完成被加工零件的滾壓。在加工過(guò)程中，根據(jù)加工余量把齒側(cè)面粗糙度減小到1 . 6 林m 。在經(jīng)過(guò)滾壓的零件中，齒厚的尺寸差和在橫截面上齒側(cè)表面上的不平行度在0 . 010 · ? o . o25mm 范圍內(nèi)(齒厚尺寸差的初始值小于0. 03mm，在同一截面上的不平行度小于0.05mm )。齒的縱向不平行度(螺旋型)改善不多，與銑削加工相比，改善了大約10 時(shí)～15 %。因此，在滾壓前，花鍵的縱向不平行度應(yīng)符合允許的偏差。在滾壓完并進(jìn)行熱處理后(高頻電流淬火)，齒厚及齒的位置精度應(yīng)保持不變，而側(cè)表面的粗糙度降低一個(gè)等級(jí)。
這種用于加工滑動(dòng)撥叉及傳動(dòng)軸端的直角花鍵表面的光潔滾壓方法，在哥羅多寧市萬(wàn)向軸廠得到了推廣。該廠生產(chǎn)的零件用在MA3 型汽車(chē)上。在明斯克市汽車(chē)試驗(yàn)基地，對(duì)裝有萬(wàn)向軸的花鍵配合件的自動(dòng)卸貨汽車(chē)進(jìn)行道路試驗(yàn)，呈現(xiàn)了很好的使用指標(biāo)。
花鍵配合處的硬度對(duì)耐磨性影響很大。臺(tái)架試驗(yàn)揭示了花鍵軸花健的磨損與其硬度之間的線性關(guān)系。極限應(yīng)力與轉(zhuǎn)速相應(yīng)為9 MPa 和i300r / min 。試驗(yàn)用的花鍵軸用鋼4OX 制造，花鍵硬度為HRC20 、21 , 29 、30 . 40 、41 和51 ~52 。鍵齒相對(duì)于軸心的不平行度偏差在100mm 的齒長(zhǎng)上為0 . 04 ~0.05mm ，對(duì)心徑方向的間隙和側(cè)邊間隙相應(yīng)為0 . 14 ~ 0. 15 mm 和0 . 2 ~0.22mm ，對(duì)心表面的粗糙度參數(shù)，軸為R 。=1 . 25微米。軸套為R . = 2 . 5 微米 。軸側(cè)表面粗糙度為R 。=2 . 5 微米，軸套為R 。=20 微米 。用各種型號(hào)中碳鋼加工的同樣硬度的花鍵連接件的試驗(yàn)表明，它們具有實(shí)際上相同的耐磨性。對(duì)用甸18X 廠T 制造、硬度為HRC56 、63 的滲碳花鍵軸磨損強(qiáng)度進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，與淬火到硬度為HRC50 的花鍵相比，前者極限壓力增大50 % (即引起花鍵連接件急劇磨損的下限壓力)。
為了進(jìn)一步提高花鍵連接件的耐磨性，必須更廣泛地采用快速滲碳法(應(yīng)用滲碳鋼，隨后摔火至硬度為HRC56~ 63 )。應(yīng)用滲氮法和氛化法，可使花鍵連接件傳動(dòng)裝置的使用壽命提高1 . 5 ~ 2 倍。當(dāng)氰化深度為0 . 2 ~0.3 mm ( HRC 50 )時(shí)，零件扭曲變形最小。
采用最佳的潤(rùn)滑脂成分乃是提高因枯著或疲勞剝落而損壞的汽車(chē)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置和其它機(jī)構(gòu)中的花鍵連接的耐磨性的重要手段。在10 ”次循環(huán)試驗(yàn)中，花鍵磨損達(dá)10 協(xié)m 。當(dāng)潤(rùn)滑油枯度從13 提高到75cSt 后，就可完全消除連接件中花鍵的磨損。在這些潤(rùn)滑脂中加有二硫化鑰添加劑，在磨合過(guò)程中，它會(huì)防止表面擦傷，同時(shí)降低配合副的摩擦系數(shù)，且使工作溫度更低，并保持連接件正常工作到1250 次循環(huán)，即與用潤(rùn)滑脂yCCA 相比，正常工作循環(huán)增加了4 倍?？紤]到潤(rùn)滑脂昂貴，建議將后者用于貨運(yùn)汽車(chē)的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置和其它傳動(dòng)裝置的花鍵連接件上。
為提高花鍵連接件的耐磨性，可以采用特殊的包握金屬的潤(rùn)滑脂，在潤(rùn)滑脂中加有能產(chǎn)生轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的各種金屬的顆粒，例如，為確定采用加銅合金的包覆金屬的潤(rùn)滑脂(白俄羅斯共和國(guó)科學(xué)院物理技術(shù)研究所研制的巾TH 一410 和CMn - 5 )的效益，對(duì)MA3 一5549 自動(dòng)卸貨汽車(chē)上萬(wàn)向傳動(dòng)的l 0個(gè)花鍵連接件進(jìn)行了使用試驗(yàn)。當(dāng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)6 萬(wàn)km 行駛里程后，零件仍處于良好的工作狀態(tài)。
用稠潤(rùn)滑脂提高連接件壽命的方法，不管稠化劑類(lèi)型如何，對(duì)于發(fā)生微動(dòng)磨損的連接件是不起作用的。在這種情況下，潤(rùn)滑脂被磨損產(chǎn)物弄臟，而失去潤(rùn)滑性能。
