性能参数上，花键轴的关键指标包括键齿精度、配合间隙与表面硬度。精密级花键轴的键齿公差可达到 GB/T 1144 中的 5 级精度，配合间隙控制在 0.005-0.02mm；表面经渗碳淬火或高频淬火处理，硬度可达 HRC55-60，耐磨性优异，在额定扭矩下，疲劳寿命可达 10^6 次以上。
典型应用案例中，汽车变速箱内的花键轴通过与齿轮套配合，实现不同挡位的切换，同时保证动力平稳传递；在叉车的升降机构中，花键轴带动液压油缸实现线性升降，兼具扭矩传递与导向功能，确保升降动作稳定可靠。此外，在数控机床的主轴传动系统中，花键轴可实现主轴的轴向移动与旋转动力传递，为设备多功能运行提供支撑。