Spoje s pery řadíme mezi rozebiratelné spoje. Spojovacím prvek je pero, které má za úkol přenášet točivé momenty. Pera jsou podobná podélným vsazeným drážkovým klínům, akorát nemají úkos. Točivý moment je přenášen boky pera a ve spoji nedochází ke vzniku předpětí. Pero nezvládne zabránit vzájemnému osovému posuvu dvou součástí. Využívají se například pro upevnění ozubených kol, řemenic, spojek na hřídeli,…
Součást můžeme zajistit závrtnými šrouby, pojistnými kroužky, maticí, uložením na kuželové ploše, stavěcím šroubem apod. Pro spoje, kde se nepožaduje osový posuv, použijeme těsná pera. Pokud se součásti na hřídeli posouvají, použijeme pera vodicí (výměnná). Pokud je posuv větší délky (více než 3 průměry hřídele), tak nepoužijeme dlouhé pero, ale uložíme pero do posouvané součásti a upevníme ho šroubem, čepem nebo pomocí nosů po jeho stranách. Aby nedošlo k uvolnění vodicích per, musíme je zajistit proti uvolnění šroubem se zápustnou hlavou.
Rozměry per jsou normalizovány. Jejich materiálem je ocel 11 500, 11 600. Pro více namáhané spoje použijeme ušlechtilou ocel 14 240.
Spoje s pery nejsou vhodné pro spoje, kde dochází k přenosu nárazových nebo střídavých zatížení. Působením těchto zatížení by došlo k otlačení boků drážky a pera, následně by se pero uvolnilo. Pokud potřebujeme přenášet rázové nebo střídavé zatížení, použijeme drážkový hřídel.
Pero bývá v drážce na hřídeli a v náboji nalícované. Nejčastěji je uložení P9/h9 nebo P9/e7.
U krátkých nábojů se pro přenos menších krouticích momentů používají pera kotoučová. Tato pera nepotřebují přesné lícování, protože se sama ustaví do drážky v náboji. Protože jsou pera uložena hluboko v hřídeli, přenášejí moment bezpečněji. Kotoučová pera také nezajišťují náboj proti axiálnímu posuvu.
Výpočet per
Rozměry per jsou závislé na průměru hřídele a jsou normalizované. Pokud pero slouží k přenosu menších momentů, než kterými je hřídel, můžeme volit i menší rozměry, než které stanovují normy (menší pero = menší zeslabení hřídele).
Pera jsou namáhána ve stykové ploše mezi hřídelem, perem a nábojem na tlak. Délka pera se určuje z velikosti tlaku. Smyková napětí v navrženém spoji nebývají velká, proto není nutné kontrolu na smyk provádět. Velikost síly potřebné pro zjištění tlaku se určuje z rovnováhy momentů síly, která zatěžuje poloměr hřídele a je tedy větší než síla, která by působila na střed drážky náboje. Nemáme tedy důvod počítat pouze tlak v drážce náboje.
Pokud je tlak ve stykových plochách velký a není možné zvolit přiměřenou délku náboje, můžeme použít 2 pera, která jsou buď uspořádána se symetrickým přesazením o 180° nebo s nesymetrickým přesazením (90° nebo 120°). Pokud použijeme 2 pera, neznamená to, že únosnost spoje bude dvojnásobná, ve skutečnosti je 1,5x větší.
Drážkovaná spojení
Drážkovaná spojení jsou využívaná pro přenášení velkých střídavých momentů. Pro přenos kroutícího momentu se využívá většího počtu opěrných ploch. Tento druh spoje je proveden buď rovnobokými drážkami, s evolventními a jemnými drážkami, případně s polygonovými profily.
Drážkové profily rovnoboké
Jsou normalizovány v lehké, střední a těžké řadě s počtem drážek 6, 8, 10, 16 nebo 20 drážek v závislosti na průměru hřídele. V automobilovém průmyslu se kromě toho používají také doplňkové řady s menším počtem drážek (4 až 6).
Drážky v nábojích se obvykle vyrábějí protahováním. Na hřídeli vznikají drážky vyfrézováním. Materiálem hřídelí jsou ušlechtilé oceli, jejichž pevnost je minimálně 800 MPa. Opěrné plochy drážek jsou povrchově kalené a broušené. Spoje mohou být provedené jako pohyblivé nebo nepohyblivé spoje.
Evolventní drážkování
V příčném řezu má tvar evolventního ozubení s úhlem profilu 30°. Je přesnější než rovnoboké drážkování. Používá se pro posuvné i nepohyblivé spoje. Jeho velkou výhodnou je, že má větší počet drážek a díky tomu na něj působí menší tlaky. Vyrábí se podobně jako ozubená kola.
Jemné drážkování
Je vhodnou náhradou naklínování. Využívá se například pro nepohyblivé spojení páky s hřídelem, torzní tyče s výkyvným ramenem. Součásti je nutné zajistit proti osovému vychýlení. Jemné drážkování je normalizováno pro hřídele od 4 do 120 milimetrů. Velkou výhodou drážkování je, že hřídel se může v náboji pootočit o libovolný počet drážek. Dalšími výhodami je malé zeslabení hřídele a velká únosnost.
Polygonový spoj
Využívá se pro přenášení velkých točivých momentů v obou smyslech otáčení. V mnohých případech slouží jako náhrada za spoje s drážkovanými hřídelemi, s pery nebo za klínové spoje. Jedná se o neokrouhlé trojboké nebo čtyřboké profily, které jsou buď válcové nebo kuželové. Výhodou tohoto spoje je vysoká přesnost, spolehlivost, zaručená souosost spojených součástí. V polygonovém spoji není snižována tvarová pevnost hřídele ani připojené součásti. Profily jsou označovány K, P 3, PC 3, PC 4.
Hranolovitý spoj
Slouží pro připojení ručních kol, pák a rukojetí. Je tvořeno čtyřhranem, který má zkosené hrany nebo kuželovou plochu. Boční plochy jsou buď rovnoběžné nebo s úkosem 1:20. Spoj je velmi lehce rozebiratelný. Výroba spoje je velmi náročná a u hranolovitého spoje nelze dosáhnout větší přesnosti než u drážkových spojů. Spoj musí bát zajištěn proti osovému posunutí.