在伺服應(yīng)用中選擇最適合型號(hào)的聯(lián)軸器可能是一件令人困惑的事情，因?yàn)樗欧�系統(tǒng)選配聯(lián)軸器是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程包含了很多不同的性能因素，包括力矩、軸的偏差、硬度、轉(zhuǎn)速、空間要求等等，聯(lián)軸器需要滿足所有這些以便使系統(tǒng)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。在選擇聯(lián)軸器之前，需要我們對(duì)這些聯(lián)軸器的性能和其應(yīng)用進(jìn)行詳盡的了解。不同類型的聯(lián)軸器存在著其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。本文旨在向伺服聯(lián)軸器的終端用戶介紹不同類型聯(lián)軸器在各種伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用，同時(shí)幫助終端用戶指出在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中要考慮的因素及如何有效連接不同產(chǎn)品來(lái)正確選擇合適的聯(lián)軸器。

 開(kāi)縫式聯(lián)軸器

開(kāi)縫式聯(lián)軸器通常由單塊金屬制成，常用鋁、不銹鋼，運(yùn)用平行或螺旋切縫系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)偏差和傳遞扭矩。它們通常有很好的性能且有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在很多實(shí)際運(yùn)用中，它是首選的產(chǎn)品。單塊原材料的設(shè)計(jì)使它實(shí)現(xiàn)了無(wú)背隙地傳遞力矩和無(wú)須維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。這里有兩個(gè)基本的系列：螺旋槽型和平行槽型。

螺旋槽型有一條連續(xù)的多圈的長(zhǎng)切縫，這使聯(lián)軸器具有很好的彈性和很小的軸承負(fù)載。它可以承受各種偏差，最適合用于處理角向位移和軸向位移，但平行偏差的承受力較弱，因?yàn)橐�同時(shí)把螺旋槽在兩不同的方向彎曲，會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)部壓力，從而導(dǎo)致零件過(guò)早的損壞。盡管長(zhǎng)螺旋槽型聯(lián)軸器能在承受偏差情況下很容易地彎曲，但在扭力負(fù)載的下對(duì)聯(lián)軸器的剛性也有同樣的影響。扭力負(fù)載下過(guò)大的回轉(zhuǎn)間隙會(huì)影響聯(lián)軸器的精度并削弱其整體的性能。

螺旋槽型聯(lián)軸器是一種經(jīng)濟(jì)的選擇，最適合用于低扭矩應(yīng)用中，尤其在連接編碼器和其他較輕的儀器中。

平行槽型聯(lián)軸器通常有6－8個(gè)切縫，以此來(lái)對(duì)付低扭矩剛性問(wèn)題。平行槽型慮及到了不減弱承受偏差能力的情況下使切縫變短，短的切縫使聯(lián)軸器的扭矩剛度增強(qiáng)并交疊在一起，使其能承受相當(dāng)大的扭矩。這種性能使它適用于輕負(fù)荷的應(yīng)用，比如，伺服電機(jī)與絲杠的連接。同時(shí)這種性能也不是沒(méi)有任何負(fù)面的作用的：隨著切縫尺寸的增加，其軸承負(fù)荷也會(huì)加大，但大多數(shù)情況下，還能足夠有效地保護(hù)軸承。不過(guò)增加尺寸意味著增加承受平行偏差的能力。

現(xiàn)在大多數(shù)的此系列聯(lián)軸器是用鋁做的，但是也有一些廠商提供設(shè)計(jì)用不銹鋼生產(chǎn)。不銹鋼聯(lián)軸器除了耐腐蝕外，同時(shí)也增加了扭矩承受能力和剛度，有時(shí)能達(dá)到兩倍于鋁制同類產(chǎn)品。然而這種增加的扭矩和剛度也被增加的質(zhì)量和慣性而抵消。很多時(shí)候負(fù)面影響也會(huì)超過(guò)其優(yōu)點(diǎn)，這樣使用戶不得不去尋找其他形式的聯(lián)軸器。在小型電機(jī)應(yīng)用中很大比率的馬達(dá)扭矩被用來(lái)克服聯(lián)軸器的慣性，這將嚴(yán)重削弱系統(tǒng)的整體性能。

 十字滑塊聯(lián)軸器

十字滑塊聯(lián)軸器,由兩個(gè)轂和一個(gè)中心滑塊組成。中心滑塊作為一個(gè)傳遞扭矩元件通常由塑料制成，很少情況下由金屬制成。中心滑塊通過(guò)兩邊呈90°相對(duì)分布的卡槽和兩側(cè)的轂連接在一起，從而來(lái)傳遞扭矩。中心滑塊和轂間用微小的壓力進(jìn)行吻合，這種壓力能使聯(lián)軸器在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中具有無(wú)背隙運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，滑塊可能會(huì)因受到磨損而失去無(wú)反沖的功能，但中心滑塊并不貴，也很容易更換，更換后仍能發(fā)揮其原有的性能。在使用過(guò)程中通過(guò)中心滑塊的滑動(dòng)來(lái)適應(yīng)相對(duì)位移。因?yàn)榈挚瓜鄬?duì)位移的是滑塊與轂之間的摩擦力，因此它們之間的軸承負(fù)荷不會(huì)因相對(duì)位移的增加而加大。 
不像其它的聯(lián)軸器，它沒(méi)有能象彈簧一樣工作的彈性部件，因此不會(huì)因?yàn)檩S間的相對(duì)位移的增加而使軸承負(fù)荷加大。無(wú)論如何這種系列的聯(lián)軸器比較物超所值，能選擇不同材料的滑塊是這種聯(lián)軸器的一大優(yōu)勢(shì)。一些廠商提供多種原材料的選擇來(lái)適應(yīng)不同的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，一類材質(zhì)適用于無(wú)背隙、高扭矩剛性和大扭矩的情況下，另一類材質(zhì)適用于低精度定位、無(wú)需無(wú)背隙、但有吸震和減噪作用。非金屬滑塊還有電絕緣作用，可以充當(dāng)機(jī)械保險(xiǎn)絲來(lái)用。當(dāng)塑料的滑塊損壞后，傳遞將被完全終止，從而保護(hù)貴重的機(jī)械零件。這種設(shè)計(jì)適用于大的平行相對(duì)位移（從0.025"到0.100"或更大要看聯(lián)軸器的尺寸）。聯(lián)軸器制造商通常提供低于本身能力的處理參數(shù)，以增加零件的使用壽命。

這種聯(lián)軸器，僅能適用于小于1°的角向相對(duì)位移和小于0.01"的軸向位移和不高于轉(zhuǎn)速為4000 轉(zhuǎn)/分鐘的情況下使用。度數(shù)大的角向位移可使其失去勻速特性。分體的三部分設(shè)計(jì)，限制了它處理軸向位移的能力，比如不可用在推拉式應(yīng)用中。同時(shí)，因?yàn)橹行幕瑝K是浮動(dòng)的，兩軸運(yùn)動(dòng)必須保證滑塊不會(huì)脫落。

 梅花型聯(lián)軸器

這種聯(lián)軸器一般有兩種類型，一種是傳統(tǒng)的直爪型的，一種是曲面（內(nèi)凹）爪型的無(wú)背隙聯(lián)軸器。傳統(tǒng)的直爪型的不適合用在精度很高的伺服傳動(dòng)的應(yīng)用中。無(wú)背隙爪型聯(lián)軸器是在直爪型的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，但不同的是其設(shè)計(jì)能適合伺服系統(tǒng)的應(yīng)用。曲面是為了減少?gòu)椥悦坊▔K的變形和限制高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向心力對(duì)它的影響。無(wú)背隙爪型聯(lián)軸器由兩個(gè)金屬轂和一個(gè)彈性塊結(jié)合而成。梅花塊有多個(gè)葉片分支，象十字滑塊聯(lián)軸器一樣，它也是通過(guò)壓擠來(lái)使彈性塊和兩邊的轂吻合的并以此保證了其無(wú)背隙性能。與十字滑塊聯(lián)軸器不同的是，它是通過(guò)壓擠傳動(dòng)的，十字滑塊聯(lián)軸器是通過(guò)剪力傳動(dòng)的。在使用無(wú)背隙爪型聯(lián)軸器時(shí)，使用者一定要注意不能超過(guò)生產(chǎn)商給出的彈性元件的最大承受能力（保證無(wú)背隙的前提下），否則彈性元件將會(huì)被壓扁變形失去彈性，預(yù)加負(fù)荷消失，從而失去無(wú)背隙的性能，還可能在發(fā)生嚴(yán)重的問(wèn)題后使用者才會(huì)發(fā)現(xiàn)。

 爪型聯(lián)軸器

具有很好的平衡性能和適用于高轉(zhuǎn)速應(yīng)用（最大可達(dá)40000 轉(zhuǎn)/分鐘），但不能處理很大的相對(duì)位移，尤其是軸向的。較大的平行和角向位移會(huì)產(chǎn)生比其他伺服聯(lián)軸器大的軸承負(fù)荷。另一個(gè)值的關(guān)注的問(wèn)題是爪型聯(lián)軸器的失效。一旦彈性梅花塊損壞或失效，力矩傳遞并不會(huì)中斷，同時(shí)兩轂的金屬爪嚙合在一起繼續(xù)傳遞扭矩，這很可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的彈性梅花塊原料是本聯(lián)軸器的一大優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)商提供各種彈性材料的梅花塊，不同的硬度和溫度承受力，讓客戶選擇合適的材料滿足實(shí)際應(yīng)用的性能標(biāo)準(zhǔn)。

 膜片式聯(lián)軸器

膜片式聯(lián)軸器至少由一個(gè)膜片和兩個(gè)轂組成。膜片被用銷釘緊固在轂上一般不會(huì)松動(dòng)或引起膜片和轂之間的反沖。有一些生產(chǎn)商提供兩個(gè)膜片的，中間有一個(gè)剛性件，兩邊再連在轂上。單膜片和雙膜片的不同之處是處理各種偏差能力的不同，鑒于其需要膜片能復(fù)雜的彎曲，所以單膜片不太適應(yīng)平行偏差。而雙膜片的聯(lián)軸器可以同時(shí)曲向不同的方向，以此來(lái)承受平行偏差。

這種特點(diǎn)有點(diǎn)象波紋管聯(lián)軸器，實(shí)際上聯(lián)軸器傳遞力矩的方式差不多。膜片很薄，當(dāng)相對(duì)位移荷載產(chǎn)生時(shí)它很容易彎曲，因此可以承受高達(dá)3度的偏差，同時(shí)在司服系統(tǒng)中產(chǎn)生較低的軸承負(fù)荷。膜片具有很好的扭矩剛性，稍遜波紋管聯(lián)軸器。不利方面是，膜片式聯(lián)軸器非常精巧，如果在使用中誤用或沒(méi)有正確安裝則很容易損壞。所以保證偏差在聯(lián)軸器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)的承受范圍之內(nèi)是非常必要的。

 波紋管聯(lián)軸器

波紋管聯(lián)軸器由兩個(gè)轂和一個(gè)薄壁金屬管組成，它們用或焊接或粘結(jié)的方式連接在一起。盡管很多其它的材料可用，但不銹鋼和鎳還是最常用的金屬管材料。鎳管是用電沉積法完成的。這種方法首先要機(jī)加工固體的芯棒，使其成波紋形，利用電鍍鎳在芯棒上，然后芯棒被化學(xué)溶解，從而得到鎳的波紋管。這種方法能控制波紋管壁厚的精度，并能得到比其他方法制作的波紋管更薄的壁厚。這種薄壁波紋管使聯(lián)軸器具有高敏感性和反應(yīng)迅速，使它成為理想的用于極小且精密的儀器應(yīng)用中。不過(guò)較薄的管壁也會(huì)減少其扭矩傳遞能力，使其在實(shí)際應(yīng)用中有很大的局限性。

不銹鋼波紋管比鎳金波紋管更具有剛性、強(qiáng)度，經(jīng)常用液壓整形來(lái)制造。加氫重整就是把薄壁管放置在機(jī)器上，利用液壓和特殊的工夾具使其成型。這種波紋管聯(lián)軸器的特點(diǎn)使其成為理想的用在運(yùn)動(dòng)控制中的零件。薄而均勻的管子在承受三種軸之間基本的偏差時(shí)而引起負(fù)荷時(shí)可以使其易彎曲，這三種基本偏差為軸向、平行和角向。一般情況下，可以承受1°－2°的角向偏差，0.01"－0.02"的平行偏差和軸向偏差。這種薄而均勻的管壁使其產(chǎn)生很低的軸承負(fù)荷，保持旋轉(zhuǎn)各點(diǎn)的恒量，沒(méi)有象其他聯(lián)軸器那樣破壞循環(huán)的高負(fù)荷點(diǎn)和低負(fù)荷點(diǎn)，且在承受扭力負(fù)載時(shí)保持剛性。扭矩剛性是決定聯(lián)軸器精準(zhǔn)度的主要因素，剛度越好傳遞的精度越高。在伺服聯(lián)軸器中，波紋管聯(lián)軸器是剛性好的，在適應(yīng)高精度和高重復(fù)性應(yīng)用中是最理想的聯(lián)軸器。針對(duì)易腐蝕環(huán)境中，有的廠商提供不銹鋼轂的聯(lián)軸器，這樣增加了質(zhì)量降低了這種聯(lián)軸器的性能優(yōu)勢(shì)。使用鋁轂的波紋管聯(lián)軸器在實(shí)際應(yīng)用中的低慣性，這在當(dāng)今的迅速反應(yīng)系統(tǒng)中是十分重要的性能。一些波紋管聯(lián)軸器的生產(chǎn)商為平衡他們的聯(lián)軸器，作為標(biāo)準(zhǔn)提供其應(yīng)用在高轉(zhuǎn)速的應(yīng)用中（10,000 轉(zhuǎn)/分鐘）

 剛性聯(lián)軸器

剛性聯(lián)軸器，顧名思義，實(shí)際上是一種扭轉(zhuǎn)剛性的聯(lián)軸器，即使承受負(fù)載時(shí)也無(wú)任何回轉(zhuǎn)間隙，即便是有偏差產(chǎn)生負(fù)荷時(shí)，剛性聯(lián)軸器還是剛性傳遞力矩。如果系統(tǒng)中有任何偏差，則會(huì)導(dǎo)致軸、軸承或聯(lián)軸器過(guò)早的損壞，也就是說(shuō)其無(wú)法用在高速的環(huán)境下，因?yàn)樗鼰o(wú)法補(bǔ)償由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生高溫而產(chǎn)生的軸間相對(duì)位移。當(dāng)然，如果相對(duì)位移能被成功的控制，在伺服系統(tǒng)應(yīng)用中剛性聯(lián)軸器也會(huì)發(fā)揮很出色的性能。盡管過(guò)去人們不贊成把剛性聯(lián)軸器用在伺服傳動(dòng)中，但近來(lái)由于其高扭矩承受力、剛性和無(wú)背隙性能，小規(guī)格的鋁制剛性聯(lián)軸器日益多的應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中。

 總結(jié)

選擇適合的伺服聯(lián)軸器是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要部分，會(huì)很大影響到系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)�；�于此原因，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡早地考慮聯(lián)軸器，并把分別把各種聯(lián)軸器的和系統(tǒng)的功能目標(biāo)排列對(duì)照，這樣可以避免在運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常產(chǎn)生的問(wèn)題。我們討論的上述每種聯(lián)軸器都有其各自的特點(diǎn)，使其可適用于各種不同的應(yīng)用中。但是，單一品種的聯(lián)軸器不能適應(yīng)于每種應(yīng)用領(lǐng)域中。這使得目前市場(chǎng)上有各種品種的聯(lián)軸器，給設(shè)計(jì)工程師選擇最適合的聯(lián)軸器使系統(tǒng)表現(xiàn)優(yōu)化且使用壽命長(zhǎng)