本实用新型涉及一种用于布雷顿循环系统的膨胀压缩一体机，包括压缩机、膨胀机、主轴和拉紧组件，所述压缩机和膨胀机安装于同一缸体内，膨胀机叶轮安装于所述膨胀机腔室内且该膨胀机腔室上设有膨胀机进气端和膨胀机出气端，所述主轴的一端设有主轴端面齿结构，压缩机叶轮的两端分别设有压缩机端面齿结构，所述膨胀机叶轮的一端设有膨胀机端面齿结构，所述压缩机叶轮一端的压缩机端面齿结构与主轴端面齿结构相互啮合，另一端压缩机端面齿结构与膨胀机端面齿结构相互啮合，所述拉紧组件将膨胀机叶轮和压缩机叶轮固定于主轴上。本实用新型有效规避了膨胀机叶轮、压缩机叶轮与输出主轴间的大扭矩带来的主轴选材及高强度高抗扭难题。