Như tên cho thấy, khớp nối cứng cho phép ít hoặc không có chuyển động tương đối giữa các trục. Các kỹ sư thích các khớp nối cứng hơn khi cần căn chỉnh chính xác.

Bất kỳ khớp nối trục nào có thể hạn chế bất kỳ chuyển động không mong muốn nào của trục đều được gọi là khớp nối cứng và do đó, đó là một thuật ngữ chung bao gồm các khớp nối cụ thể khác nhau. Một số ví dụ về loại khớp nối trục này là khớp nối ống bọc, khớp nén và khớp nối mặt bích.

Khi khớp nối cứng được sử dụng để kết nối hai trục thiết bị, chúng sẽ hoạt động như một trục duy nhất. Khớp nối cứng được sử dụng trong các ứng dụng thẳng đứng, chẳng hạn như máy bơm trục đứng.

Chúng cũng được sử dụng để truyền mô-men xoắn trong các ứng dụng mô-men xoắn cao như tua-bin lớn. Họ không thể sử dụng các khớp nối linh hoạt, và do đó, ngày càng có nhiều tuabin sử dụng các khớp nối cứng giữa các xi lanh tuabin. Sự sắp xếp này đảm bảo trục tuabin hoạt động như một rôto liên tục.

Bất kỳ khớp nối trục nào có thể cho phép chuyển động tương đối ở một mức độ nào đó giữa các trục cấu thành và cung cấp khả năng cách ly rung động đều được gọi là khớp nối linh hoạt.Nếu các trục luôn được căn chỉnh hoàn hảo và máy không di chuyển hoặc rung trong quá trình vận hành thì sẽ không cần đến khớp nối linh hoạt.

Thật không may, đây không phải là cách máy móc hoạt động trong thực tế và các nhà thiết kế phải giải quyết tất cả các vấn đề trên trong thiết kế máy móc. Ví dụ: máy tiện gia công CNC có yêu cầu về tốc độ và độ chính xác cao để thực hiện các hoạt động xử lý tốc độ cao. Khớp nối linh hoạt có thể cải thiện hiệu suất và độ chính xác bằng cách giảm độ rung và bù cho độ lệch.

Những khớp nối này có thể làm giảm mức độ hao mòn của máy móc do những sai sót và động lực vốn là một phần của hầu hết mọi hệ thống. Là một phần thưởng bổ sung, chúng thường khá dễ cài đặt và có thời gian sử dụng lâu dài.

“Khớp nối linh hoạt” cũng là một thuật ngữ chung và chứa nhiều khớp nối cụ thể dưới tên của nó. Các khớp nối này chiếm phần lớn trong các loại khớp nối được sử dụng ngày nay. Một số ví dụ phổ biến về khớp nối linh hoạt là khớp nối bánh răng, khớp nối vạn năng và khớp nối Oldham.

Khớp nối tay áo là ví dụ đơn giản nhất về khớp nối kiểu cứng nhắc. Nó bao gồm một ống bọc bằng gang (xi lanh rỗng) hoặc bịt. Nó có đường kính trong bằng đường kính ngoài của trục được nối. Chìa khóa đầu gib được sử dụng để hạn chế chuyển động tương đối và ngăn trượt giữa trục và ống bọc.

Một số khớp nối ống bọc và trục có các lỗ ren khớp với cụm để ngăn chặn bất kỳ chuyển động dọc trục nào của trục. Việc truyền lực từ trục này sang trục kia xảy ra thông qua ống bọc, rãnh then và chìa khóa. Khớp nối trục này được sử dụng cho các mô men xoắn nhẹ đến trung bình.

Khớp nối ống bọc có ít bộ phận chuyển động, khiến nó trở thành một lựa chọn chắc chắn miễn là tất cả các bộ phận đều được thiết kế có tính đến các giá trị mô-men xoắn dự kiến.

Để lắp ráp dễ dàng hơn, ống bọc trong khớp nối ống bọc có thể được chia thành hai phần. Bằng cách này, kỹ thuật viên không cần phải di chuyển các trục được kết nối để lắp hoặc tháo khớp nối nữa.

Đây chính là khớp nối giảm âm phân chia hoặc khớp nối nén. Hai nửa ống bọc được giữ cố định bằng đinh tán hoặc bu lông.

Tương tự như khớp nối tay áo, các khớp nối này truyền lực qua phím. Khớp nối bịt tách được sử dụng trong các ứng dụng hạng nặng.

Trong khớp nối mặt bích, mặt bích được trượt vào mỗi trục được kết nối. Các mặt bích được cố định với nhau thông qua đinh tán hoặc bu lông và vào trục bằng chìa khóa. Việc sử dụng vít định vị hoặc chìa khóa côn đảm bảo rằng trục mặt bích sẽ không trượt về phía sau và làm lộ các giao diện trục.

Một trong các mặt bích có một vòng nhô ra trên mặt, trong khi mặt kia có một phần lõm tương đương để chứa nó. Kiểu kết cấu này giúp các mặt bích (và đến lượt các trục) duy trì sự thẳng hàng mà không tạo ra bất kỳ ứng suất quá mức nào lên các trục.

Khớp nối mặt bích được sử dụng trong các ứng dụng từ trung bình đến nặng. Chúng có thể tạo ra các vòng đệm hiệu quả giữa hai ống và do đó, ngoài việc truyền tải điện, chúng còn được sử dụng trong các hệ thống chất lỏng điều áp. Khớp nối mặt bích có ba loại chính:

• Khớp nối mặt bích loại không được bảo vệ
• Khớp nối mặt bích loại được bảo vệ
• Khớp nối mặt bích kiểu biển

Khớp nối bánh răng rất giống với khớp nối mặt bích. Tuy nhiên, nó là loại khớp nối linh hoạt và có thể được sử dụng cho các trục không thẳng hàng. Khớp nối bánh răng có khả năng điều chỉnh độ lệch góc khoảng 2 độ và độ lệch song song 0,25…0,5 mm.

Thiết lập cho khớp nối bánh răng bao gồm hai moay ơ (với các răng bánh răng bên ngoài), hai ống lót mặt bích (với các răng bánh răng bên trong), vòng đệm (vòng chữ O và một miếng đệm) và các ốc vít được trang bị.

Việc truyền lực giữa hai đầu khớp nối xảy ra thông qua các bánh răng trong và ngoài trong khớp nối bánh răng.

Khớp nối bánh răng có khả năng truyền mô-men xoắn cao. Kết quả là, chúng được sử dụng trong các ứng dụng nặng. Chúng yêu cầu bôi trơn định kỳ (mỡ bôi trơn) để có hiệu suất tối ưu.

Khớp nối Oldham là khớp nối trục đặc biệt được sử dụng riêng cho trường hợp lệch trục bên. Khi hai trục song song nhưng không thẳng hàng thì khớp nối Oldham là phù hợp nhất.

Thiết kế bao gồm hai mặt bích trượt vào trục và phần giữa được gọi là đĩa trung tâm. Đĩa trung tâm có một vấu ở mỗi mặt. Hai vấu thực chất là những hình chiếu hình chữ nhật vuông góc với nhau và khớp với các rãnh cắt ra trên mặt bích ở mỗi bên.

Các mặt bích được cố định vào trục thông qua các chốt. Như vậy, quá trình truyền lực diễn ra từ trục dẫn động tới then chốt tới mặt bích tới đĩa trung tâm rồi qua mặt bích thứ hai đến trục dẫn động.

Khớp nối Oldham lý tưởng cho các tình huống có độ lệch song song giữa hai trục. Độ lệch song song như vậy có thể xảy ra trong trường hợp cần truyền tải điện giữa các trục ở các độ cao khác nhau. Khi các trục chuyển động, đĩa trung tâm sẽ quay tới lui và điều chỉnh theo sự biến đổi theo chiều ngang.

Khớp nối màng là khớp nối trục toàn diện tuyệt vời. Chúng có thể điều chỉnh độ lệch song song cũng như độ lệch góc và trục cao. Chúng cũng có khả năng mô-men xoắn cao và có thể truyền mô-men xoắn ở tốc độ cao mà không cần bôi trơn.

Khớp nối màng có nhiều kiểu dáng và kích cỡ khác nhau. Cấu trúc bao gồm hai màng ngăn với một bộ phận trung gian ở giữa chúng. Cơ hoành về cơ bản là một hoặc nhiều tấm linh hoạt hoặc màng kim loại kết nối các mặt bích truyền động trên trục với bộ phận trung gian thông qua các bu lông ở cả hai bên.

Khớp nối màng ban đầu được phát triển cho trục truyền động trực thăng. Nhưng qua nhiều năm, chúng cũng được sử dụng nhiều trong các thiết bị quay khác. Chúng được sử dụng phổ biến nhất trong máy tuabin do chức năng tốc độ cao. Các ứng dụng ngày nay bao gồm tua-bin, máy nén, máy phát điện, máy bay, v.v.

Khớp nối hàm là khớp nối uốn vật liệu. Nó được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển chuyển động và truyền tải công suất thấp nói chung. Nó có thể chứa bất kỳ sai lệch góc nào. Tương tự như khớp nối màng, khớp nối hàm không cần bôi trơn.

Khớp nối này bao gồm hai trục có các hàm ăn khớp với nhau vừa khít với một con nhện đàn hồi. Con nhện thường được làm bằng hợp kim đồng, polyurethane, Hyrtel hoặc NBR và chịu trách nhiệm truyền mô-men xoắn.

Do tính chất đàn hồi của nhện nên thích hợp cho việc truyền tải trọng va đập. Nó còn có thể làm giảm các phản lực và rung động khá tốt.

Các kỹ sư sử dụng khớp nối hàm trong các ứng dụng như máy nén, máy thổi, máy trộn và máy bơm.

Khớp nối chùm là một khớp nối được gia công có tính linh hoạt cao về độ lệch song song, trục và góc. Đây là một trong những khớp nối truyền tải công suất thấp tốt nhất.

Khớp nối kiểu dầm có cấu trúc hình trụ với các đường cắt xoắn ốc. Các thuộc tính của những vết cắt này, chẳng hạn như độ dẫn và số lần bắt đầu, có thể được sửa đổi để cung cấp khả năng điều chỉnh sai lệch ở các mức độ khác nhau. Trên thực tế, các kỹ sư có thể thực hiện những thay đổi này mà không phải hy sinh tính toàn vẹn của cấu trúc vì nó được tạo thành từ một khối duy nhất. Vì vậy, tên thứ hai của khớp nối chùm tia là khớp nối xoắn ốc.

Về bản chất, khớp nối dầm thực chất là các dầm uốn cong linh hoạt. Chúng có sẵn trong các phiên bản một chùm và nhiều chùm. Khớp nối nhiều chùm có thể xử lý độ lệch song song lớn hơn so với khớp nối một chùm.

Khớp nối chùm phù hợp hơn cho các ứng dụng tải thấp vì cuộn dây xoắn có thể là một vấn đề thực sự. Vì vậy, nó được sử dụng trong động cơ servo và điều khiển chuyển động trong chế tạo robot.

Khớp nối chất lỏng là loại đặc biệt sử dụng chất lỏng thủy lực để truyền mô-men xoắn từ trục này sang trục khác.

Khớp nối trục bao gồm một bánh công tác được nối với trục dẫn động và một bánh dẫn được nối với trục dẫn động. Toàn bộ thiết lập được cố định trong một vỏ, còn được gọi là vỏ.

Khi trục truyền động quay, bánh công tác sẽ tăng tốc chất lỏng, sau đó chất lỏng này tiếp xúc với các cánh dẫn động. Sau đó, chất lỏng truyền năng lượng cơ học của nó tới con lăn và thoát ra khỏi các cánh quạt với vận tốc thấp.

Khớp nối chất lỏng được sử dụng trong hệ thống truyền động ô tô, động cơ đẩy hàng hải, đầu máy xe lửa và một số ứng dụng công nghiệp với tải trọng tuần hoàn không đổi.