选择联轴器的主要依据是什么？
动力机的类别是选择联轴器品种的基本因素；动力机的功率是确定联轴器的规格大小的主要依据之一，与联轴器转矩成正比。动力机到工作之间通过一个或数个不同品种或不同型式、规格的联轴器将主、从动端起来，形成轴系传动系统。在机械传动中，动力机不外乎电动机、内燃机和汽轮机。由于动力机工作原理和结构的不同，其机械特性差别很大，有的运转平稳，有的运转时有冲击，对传动系统形成不等的影响。根据动力机的机械特性，应选取相应的动力机系数KW，选择适合于该系统的最佳联轴器。 传动系统的载荷类别是选择联轴器品种的基本依据。冲击、振动和转矩变化较大的工作载荷，应选择具有弹性元件的挠性联轴器即弹性联轴器，以缓冲、减振、补偿轴线偏移，改善传动系统工作性能。启动频繁，、正反转、制动时的转矩是正常平衡工作时转矩的数倍，是超载工作，必然缩短联轴器弹性元件使用寿命，联轴器只允许短间超载，一般短时间载不得超过公称转矩的2~3倍，即[Tmax]≥2~3Tn。
如何正确选择联轴器
在伺服应用中选择最适合型号联轴器的可能是一件令人困惑的事情，因为伺服系统选配联轴器是一个复杂的过程。这个过程包含了很多不同的性能因素，包括力矩、轴的偏差、硬度、转速、空间要求等等，联轴器需要满足所有这些以便使系统正常的运转。在选择联轴器之前，需要我们对这些联轴器的性能和其应用进行详尽的了解。不同类型的联轴器存在着其自身的优缺点。 本文旨在向伺服联轴器的终端用户介绍不同类型联轴器在各种伺服系统中的应用，同时帮助终端用户指出在设计制造过程中要考虑的因素及如何有效连接不同产品来正确选择合适的联轴器。 选择适合的伺服联轴器是整个系统设计的重要部分，会很大影响到系统的整体性能表现。基于此原因，在设计过程中应尽早地考虑联轴器，并把分别把各种联轴器的和系统的功能目标排列对照，这样可以避免在运动控制的实际运用中经常产生的问题。我们讨论的上述每种联轴器都有其各自的特点，使其可适用于各种不同的应用中。但是，单一品种的联轴器不能适应于每种应用领域中。这使得目前市场上有各种品种的联轴器，给设计工程师选择最适合的联轴器使系统表现最优化且使用寿命长。 除了在文章中提到的五种运动控制的弹性联轴器、滑块联轴器、梅花联轴器、波纹管联轴器、膜片联轴器，还生产有轴套和刚性联轴器。每一件钜人公司的产品在生产过程中运用特别的步骤来保证其最高性能水准和漂亮外观。 为方便阅读，本文一分为六，详细描述各种联轴器的特性，希望能为您提供一点帮助。 弹性联轴器 弹性联轴器通常由金属圆棒线切割而成，常用的材质有铝合金、不锈钢、工程塑料。
弹性联轴器运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和精确传递扭矩。弹性联轴器通常具备良好的性能而且有价格上的优势，在很多步进、伺服系统实际应用中，弹性联轴器是首选的产品。一体成型的设计使弹性联轴器实现了零间隙地传递扭矩和无须维护的优势。弹性联轴器主要有以下两个基本的系列：螺旋槽型和平行槽型。 螺旋槽型弹性联轴器有一条连续的多圈的长切槽，这种联轴器具有非常优良的弹性和很小的轴承负载。它可以承受各种偏差，最适合用于纠正偏角和轴向偏差，但处理偏心的能力比较差，因为要同时将螺旋槽在两个不同的方向弯曲，会产生很大的内部压力，从而导致联轴器的过早损坏。尽管长的螺旋槽型联轴器能在承受各种偏差情况下很容易地弯曲，但在扭力负载的情况下对联轴器的刚性也有同样的影响。扭力负载下过大的回转间隙会影响联轴器的精度并削弱其整体的性能。 螺旋槽型弹性联轴器是一种比较经济的选择，最适合用于低扭矩应用中，尤其在联接编码器和其他较轻的仪器中。 平行槽型弹性联轴器通常有3－5个切槽，以此来应付低扭矩刚性问题。平行槽型考虑到了不减弱承受纠正偏差能力的情况下使切槽变短，短的切槽可以使联轴器的扭矩刚性增强并交叠在一起，使它能够承受相当大的扭矩。这种性能使它适用于轻负荷的应用。例如，伺服电机与滚珠丝杆的联接。不过这种性能随着切槽尺寸的增加，其轴承负荷也会加大，但大多数情况下，都能足够有效地保护轴承。增加尺寸意味着增加承受偏心的能力。 现在大多数的弹性联轴器都是用铝合金材质做的，广州钜人自动化设备有限公司还提供不锈钢材质生产的弹性联轴器。不锈钢弹性联轴器除了耐腐蚀外，同时也增加了扭矩承受能力和刚性，甚至能达到两倍于铝合金制同类产品。然而这种增加的扭矩和刚性在一定程度上会被增加的质量和惯性而抵消。有时候负面影响也会超过其优点，这样使用户不得不去寻找其它形式的联轴器。 滑块联轴器 滑块联轴器是由两个轴套和一个中心滑块组成。中心滑块作为一个传递扭矩元件通常由工程塑料制成，特殊情况下可选择其它材料，比如金属材料。中心滑块通过两边呈90°相对分布的卡槽和两侧的轴套联接在一起，从而达到传递扭矩的目的。中心滑块和轴套之间用微小的压力进行吻合，这种压力能使联轴器在设备运转中具有零间隙运转。随着使用时间增长，滑块可能会因受到磨损而失去无反冲的功能，但中心滑块并不贵，也很容易更换，更换后仍能发挥其原有的性能。滑块联轴器常用于一般常用电机，个别的场合也可以用来联接伺服电机，在使用过程中通过中心滑块的滑动来纠正相对位移。因为抵抗相对位移的是滑块与轴套之间的摩擦力，因此它们之间的轴承负荷不会因为相对位移的增加而加大。
滑块联轴器不像其它的联轴器，它没有能像弹簧一样工作的弹性元件，因此不会因为轴间的相对位移的增加而使轴承负荷加大。不管如何，这种系列的联轴器比较物超所值，能选择不同材料的滑块是这种联轴器的最大优势。广州钜人自动化设备有限公司可根据客户的具体要求提供多种原材料中心滑块的选择来适应不同的应用。一般来说，一类材质适用于零间隙、高扭矩刚性和大扭矩的情况下，另一类材质适用于低精度定位、无需零间隙、但具有吸收震动和减小噪音的功能。非金属滑块还具有极佳的电气绝缘作用，可以充当机械保险丝来用。当工程塑料的滑块损坏后，传递作用将被完全终止，从而达到保护贵重的机械零件。这种设计适用于大的平行相对位移。 滑块联轴器分体的三部分设计，限制了它补偿轴向偏差的能力，比如不能用在推拉式应用中。同时，因为中心滑块是浮动的，两轴运动必须保证滑块不会脱落。 梅花联轴器 梅花联轴器主要有两种类型，一种是传统的直爪型的，另一种是曲面（内凹）爪型的零间隙联轴器。传统的直爪型梅花联轴器不适合用在精度很高的伺服传动应用中。零间隙爪型梅花联轴器是在直爪型的基础上演变而来的，但不同的是其设计能适合伺服系统的应用，常用于联接伺服电机、步进电机和滚珠丝杆。曲面是为了减少弹性梅花间隔体的变形和限制高速运转时向心力对它的影响。零间隙爪型联轴器由两个金属轴套（通常采用铝合金材质，也可以提供不锈钢材质）和一个梅花弹性间隔体结合而成。梅花弹性间隔体有多个叶片分支，像滑块联轴器一样，它也是通过压挤来使梅花弹性间隔体和两边的轴套吻合，并以此保证了其零间隙性能。
与滑块联轴器不同的是，梅花联轴器是通过压挤传动的而滑块联轴器是通过剪力传动的。在使用零间隙爪型联轴器时，使用者一定要注意不能超过生产商给出的弹性元件的最大承受能力（保证零间隙的前提下），否则梅花弹性间隔体将会被压扁变形失去弹性，预加负荷消失，导致失去零间隙的性能，还可能在发生严重的问题后使用者才会发现。 梅花联轴器具有很好的平衡性能和适用于高转速应用（最高转速可达30000转/分钟），但不能处理很大的偏差，尤其是轴向偏差。较大的偏心和偏角会产生比其他伺服联轴器大的轴承负荷。另一个值的关注的问题是梅花联轴器的失效问题。一旦梅花弹性间隔体损坏或失效，扭矩传递并不会中断，同时两轴套的金属爪啮合在一起继续传递扭矩，这很可能会导致系统出现问题。根据实际应用选择合适的梅花弹性间隔体材料是本联轴器的一大优势，广州钜人自动化设备有限公司可提供各种弹性材料的梅花间隔体，不同的硬度和温度承受力，让客户选择合适的材料满足实际应用的性能标准。
膜片联轴器 膜片联轴器至少由一个膜片和两个轴套组成。膜片被用销钉紧固在轴套上一般不会松动或引起膜片和轴套之间的反冲。有一些生产商提供两个膜片的，也有提供三个膜片的，中间有一个或两个刚性元件，两边再连在轴套上。单膜片联轴器和双膜片联轴器的不同之处是处理各种偏差能力的不同，鉴于其需要膜片能复杂的弯曲，所以单膜片联轴器不太适应偏心。而双膜片联轴器可以同时曲向不同的方向，以此来补偿偏心。 膜片联轴器这种特性有点像波纹管联轴器，实际上联轴器传递扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄，所以当相对位移荷载产生时它很容易弯曲，因此可以承受高达1.5度的偏差，同时在伺服系统中产生较低的轴承负荷。膜片联轴器常用于伺服系统中，膜片具有很好的扭矩刚性，但稍逊于波纹管联轴器。另一方面，膜片联轴器非常精巧，如果在使用中误用或没有正确安装则很容易损坏。所以保证偏差在联轴器的正常运转的承受范围之内是非常必要的。选择适合的联轴器是用好联轴器的关键一步，在设计阶段就得考虑选用什么类型的联轴器了，广州钜人自动化设备有限公司可以为您提供相关咨询服务。
波纹管联轴器 波纹管联轴器由两个轴套和一个薄壁金属管组成，通常它们是由焊接或粘结的方式连接在一起。尽管很多其它的材料可用，但最常用的还是不锈钢金属管材料和铝合金材质轴套。不锈钢波纹管具有优良的刚性、强度，经常用液压整形来制造。加氢重整就是把薄壁管放置在机器上，利用液压和特殊的工夹具使其成型。这种波纹管的特点使其成为理想的用在运动控制中的元件。薄而均匀的金属管在承受三种轴之间基本的偏差时而引起负荷时可以使其易弯曲，这三种基本偏差为轴向偏差、偏心和偏角。一般情况下波纹管联轴器可以承受1°－2°的偏角，0.1mm－0.2mm的偏心和-1.5mm－+0.7mm轴向偏差。 波纹管联轴器这种薄而均匀的管壁使其产生很低的轴承负荷，保持旋转各点的恒量，而不像其他联轴器那样破坏循环的高负荷点和低负荷点，并且在承受扭矩负载时保持刚性。扭矩刚性是决定联轴器精准度的主要因素，刚性越好传递的精度越高。在适用于伺服系统应用的联轴器中，波纹管联轴器是刚性最好的，在适应高精度和高重复性应用中是最理想的联轴器。针对易腐蚀场合中，广州钜人自动化设备有限公司可以提供不锈钢轴套的波纹管联轴器，不过这样增加了重量从而降低了这种联轴器的性能优势。使用铝合金轴套的波纹管联轴器在实际应用中的低惯性，这在当今的迅速反应系统中是十分重要的性能。
刚性联轴器 刚性联轴器，顾名思义，实际上是一种扭转刚性的联轴器，即使承受负载时也无任何回转间隙，即便是有偏差产生负荷时，刚性联轴器还是刚性传递扭矩。如果系统中有任何偏差，都会导致轴、轴承或联轴器过早的损坏，也就是说其无法用在高速的环境下，因为它无法补偿由于高速运转产生高温而产生的轴间相对位移。当然，如果相对位移能被成功的控制，在伺服系统应用中刚性联轴器也能发挥很出色的性能。尤其是小规格的刚性联轴器具有重量轻，超低惯性和高灵敏度的优越性能，且在实际应用中，刚性联轴器具有免维护，超强抗油以及耐腐蚀的优点。 虽然过去人们不赞成把刚性联轴器用在伺服传动中，但近来由于其高扭矩承受力、刚性和零间隙性能，小规格的铝合金刚性联轴器越来越多地应用在运动控制领域中。
设计人员在选择联轴器时首先应在已经制定为国家标准、机械行业标准以及获国家专利的联轴器中选择，只有在现有标准联轴器和专利联轴器不能满足设计需要时才自己设计联轴器。我国现已制订了数量相当多的不同品种，在不同结构型式和规格基本能满足不同转矩、转速和工况条件的标准联轴器。这些标准联轴器有的是我国自行研制并经过工业实验；有的是根据国外工业发达国家有关标准转化；有的是参考引进样机消化吸收并自行研制。有的标准联轴器不仅在国内是新型高性能，在国际上也具有先进水平，例如膜片联轴器。在制订标准时一般都经过严格程序，以保证标准的质量。标准联轴器是成熟的，一般也应是可靠的，关键是正确选择。国家专利联轴器例如弹性活销联轴器、扇形块弹性联轴器，吸取多种老式弹性联轴器的优点，克服了各自存在的缺点，在国内外均属高性能、新技术，是更新换代联轴器。 步骤/方法选择联轴器品种、型式 了解联轴器（尤其是挠性联轴器）在传动系统中的综合功能，从传动系统总体设计考虑，选择联轴器品种、型式。根据原动机类别和工作载荷类别、工作转速、传动精度、两轴偏移状况、温度、湿度、工作环境等综合因素选择联轴器的品种。根据配套主机的需要选择联轴器的结构型式，当联轴器与制动器配套使用时，宜选择带制动轮或制动盘型式的联轴器；需要过载保护时；宜选择安全联轴器；与法兰联接时，宜选择法兰式；长距离传动，联接的轴向尺寸较大时，宜选择接中间或接中间套型。 联轴器转矩的计算 传动系统中动力机的功率应大于工件机所需功率。根据动力机的功率和转速可计算得到与动力机相联接的高速端的理论转矩 t ；根据工况系数 k 及其他有关系数，可计算联轴器的计算转矩 tc 。
联轴器 t 与 n 成反比，因此低速端 t 大于高速端 t 。 初选联轴器型号 根据计算转矩 tc ，从标准系列中可选定相近似的公称转矩 tn ，选型时应满足 tn ≥ tc 。初步选定联轴器型号（规格），从标准中可查得联轴器的许用转速 [n] 和最大径向尺寸 d 、轴向尺寸 lo ，应满足联轴器转速 n ≤ [n] 。 根据轴径调整型号 初步选定的联轴器联接尺寸，即轴孔直径 d 和轴孔长度 l ，应符合主、从动端轴径的要求，否则还要根据轴径 d 调整联轴器的规格。主、从动端轴径不相同是普遍现象，当转矩、转速相同，主、从动端轴径不相同时，应按大轴径选择联轴器型号。新设计的传动系统中，应选择符合 gb/t 3852 中规定的七种轴孔型式，推荐采用 j 1 型轴孔型式，以提高通用性和互换性，轴孔长度按联轴器产品标准的规定。 选择联接型式 联轴器联接型式的选择，取决于主、从动端与轴的联接型式，一般多采用键联接，为统一键联接型式及代号，在 gb/t 3852 中规定了七种键槽型式，四种无键联接，用得较多的是 a 型键（平键单键槽）。 定联轴器品种、型式、规格（型号） 根据动力机和联轴器载荷类别、转速、工作环境等综合因素，选定联轴器品种，根据联轴器的配套、联接情况等因素选定联轴器型式；根据公称转矩、轴孔直径与轴孔长度作校核验算，以最后确定联轴器的型号。在轴系传动中一般均存在不同程度两轴线相对偏移，应选用挠性联轴器；当轴系传动中工作载荷产生冲击、振动时，则应选用弹性联轴器，从减振、缓冲效果和经济性考虑，宜选用非金属弹性元件弹性联轴器。 我国普遍存在联轴器选用不当的现象，例如在冶金机械和重型机械的轴系传动中广泛选用齿式联轴器。在冶金机械和重型机械低速重载轴系传动中冲击、振动和两轴偏移是相当突出的不利因素，只有选用减振、缓冲效果好的弹性联轴器才能改善传动系统工作状态，而齿式联轴器无论是鼓形齿和直齿均为刚性可移式联轴器。根据不具备减振、缓冲功能，而且还存在要润滑密封，需定期维修，制造工艺复杂，成本高等一系列缺点，鼓型齿式联轴器理应所有齿都啮合（点接触），由于制造误差的存在，全部齿都啮合是不可能的，承载能力大是理论值。过去联轴器品种少，选择的余地小，如今有很多弹性联轴器问世，其中扇形块弹性联轴器和弹性活销联轴器是代替齿式联轴器的合理选择之一。
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