為(wèi)伺服系統選配聯軸器(qì)是一(yī)個(gè)複雜的過程，這(zhè)個(gè)過程需要考慮力矩、軸的相對位移、硬度、轉速、尺寸等要求。為(wèi)了(le)保證聯軸器(qì)的正常運轉，這(zhè)些(xiē)要求必須非常匹配。在選用聯軸器(qì)之前，對這(zhè)些(xiē)聯軸器(qì)的性能(néng)和應用細節進行詳細了(le)解将非常有助于選擇合适的聯軸器(qì)。不同的伺服連軸器(qì)存在着其自身(shēn)的優缺點。本文旨在向伺服聯軸器(qì)的終端用戶介紹不同聯軸器(qì)的性能(néng)，同時(shí)指出設計中要考慮的因素以及如(rú)何針對不同的應用情況選擇合适的聯軸器(qì)。

1.螺旋切縫彈性聯軸器(qì)

　   螺旋切縫彈性聯軸器(qì)通常又稱為(wèi)一(yī)體(tǐ)狹縫切割型聯軸器(qì)、柔性聯軸器(qì)等，它有别于豎直切割的平行切縫聯軸器(qì)。螺旋切縫彈性聯軸器(qì)通常由鋸切金(jīn)屬棒材制造，常見的材料如(rú)鋁合金(jīn)等，運用螺旋切縫系統來(lái)平衡相對位移和傳遞扭矩。它們通常具有很好(hǎo)(hǎo)的性能(néng)和成本經濟性，在很多應用中均為(wèi)首選産品。

    單塊鋁合金(jīn)棒材一(yī)體(tǐ)成型的設計使它具有零背隙傳遞力矩和無需維護的優勢。螺旋切縫彈性聯軸器(qì)大緻可分(fēn)為(wèi)兩個(gè)基本系列：單頭螺旋線切縫和多頭螺旋線切縫。單頭螺旋線切縫型有一(yī)條長的連續多圈螺旋線切縫，它的柔性很大，并且附加軸承荷載也(yě)很小。這(zhè)種切縫設計可以平衡各種相對位移偏差，最适用于處理(lǐ)角向偏差和軸向偏差，但(dàn)對平行位移偏差的平衡能(néng)力不大，因為(wèi)單頭螺旋線切縫在處理(lǐ)平行偏差時(shí)會産生(shēng)多方向彎曲，從而導緻應力集中過大， 緻使零件過早損壞。

    盡管長的單頭螺旋線切縫具有較大的偏差糾正能(néng)力，但(dàn)它的扭轉剛度不足，這(zhè)也(yě)是單頭螺旋線切縫聯軸器(qì)的缺點。

    單頭螺旋線切縫聯軸器(qì)具有很好(hǎo)(hǎo)的經濟性，比較适用于低(dī)扭矩應用，尤其适用于連接編碼器(qì)和其它輕型儀器(qì)。多頭螺旋線切縫聯軸器(qì)通常采用雙頭或多頭螺旋線切縫解決扭轉剛度低(dī)的問題。

    多頭螺旋線切縫聯軸器(qì)在不失去糾偏能(néng)力的情況下(xià)減小了(le)切縫的長度，多頭螺旋線切縫交纏在一(yī)起，增強了(le)聯軸器(qì)的扭轉剛度，從而保證聯軸器(qì)在具有很大糾偏能(néng)力的情況下(xià)仍能(néng)承受相當大的扭矩。這(zhè)種性能(néng)使它适用于輕負載應用，比如(rú)，伺服電機與絲杠的連接。但(dàn)這(zhè)種設計也(yě)具有它的缺點，随着尺寸的增加，其附加軸承載荷也(yě)會增大，但(dàn)在大多數情況下(xià)，由于安裝偏差較小，所以産生(shēng)的彎矩也(yě)很小，從而保證了(le)低(dī)附加軸承載荷。除了(le)一(yī)組多頭螺旋線切縫的設計之外，也(yě)可采用兩組多頭螺旋線切縫設計。多組多頭螺旋線切縫設計可以使聯軸器(qì)更具彎曲柔性和糾偏能(néng)力，其它性能(néng)也(yě)優于單頭螺旋線切縫和單組多頭螺旋線切縫聯軸器(qì)，這(zhè)種聯軸器(qì)可以同時(shí)向不同的方向彎曲，因此相比之下(xià)更實用。

    目前，大多數螺旋切縫彈性聯軸器(qì)都是用鋁合金(jīn)做的，但(dàn)是也(yě)有一(yī)些(xiē)廠商(shāng)用不鏽鋼制造。不鏽鋼聯軸器(qì)除了(le)具有耐腐蝕性之外，同時(shí)也(yě)增加了(le)聯軸器(qì)的扭矩承受能(néng)力和剛度，甚至可達到鋁制同類産品的兩倍。不鏽鋼的質量和慣性較大，因此扭轉剛度大的優點就(jiù)大打折扣。例如(rú)，在微型馬達應用中，馬達扭矩的很大比例被用來(lái)克服聯軸器(qì)的慣性，這(zhè)将嚴重消弱系統的整體(tǐ)性能(néng)。

2.十字滑塊聯軸器(qì)

　十字滑塊聯軸器(qì): 平行糾偏能(néng)力最強
    十字滑塊聯軸器(qì)由兩個(gè)毂和一(yī)個(gè)中心滑塊組成。中心滑塊是由塑料制造，特别情況下(xià)可由金(jīn)屬制造。中心滑塊通過兩邊呈90°相對分(fēn)布的卡槽和兩側的毂榫接在一(yī)起，從而傳遞力矩。中心滑塊和毂間(jiān)通過微小的壓力吻合，這(zhè)種結合能(néng)使聯軸器(qì)具有零背隙特性。

    随着使用時(shí)間(jiān)的增長，滑塊可能(néng)會因磨損而失去零背隙特性，但(dàn)中心滑塊并不貴，也(yě)很容易更換，更換後仍能(néng)恢複其原有的性能(néng)。在使用過程中，中心滑塊的滑動可調節軸的相對平行偏差。因為(wèi)軸間(jiān)的偏差隻會導緻滑塊與毂之間(jiān)産生(shēng)摩擦力，因此它們之間(jiān)的軸承負荷不會因偏差的增加而增大。與其它聯軸器(qì)不同， 十字滑塊聯軸器(qì)不會産生(shēng)附加彎矩，因而不會産生(shēng)附加軸承載荷。

    十字滑塊聯軸器(qì)的性價比很高，并且有多種滑塊材料可供用戶選擇，這(zhè)是十字滑塊聯軸器(qì)的一(yī)大優勢。一(yī)些(xiē)廠商(shāng)也(yě)可以提供多種材料的滑塊來(lái)滿足各種應用的不同要求。一(yī)般來(lái)說(shuō)有兩類材質，一(yī)類材質适用于零背隙、高扭轉剛度和大扭矩的應用，另一(yī)類材質适用于低(dī)精度定位、非零背隙、但(dàn)有吸震和減噪要求的應用。非金(jīn)屬滑塊還有電絕緣作(zuò)用，可以充當機械保險絲。當塑料滑塊損壞後，扭矩傳遞将被完全終止，從而保護貴重的機械零件。這(zhè)種設計适用于大的平行偏差（從0.025到0.100英寸或更大，具體(tǐ)取決于聯軸器(qì)的尺寸）。

    這(zhè)種聯軸器(qì)僅能(néng)調節小于0.5°的相對角度偏差和小于0.005英寸的軸向位移，轉速通常小于4000 轉/分(fēn)鍾。角向偏差過大可使其失去等速特性。分(fēn)體(tǐ)的三部分(fēn)設計限制了(le)它的軸向偏差調節能(néng)力，例如(rú)，它不适用于推拉式應用。同時(shí)，因為(wèi)中心滑塊是浮動的，兩軸的運動必須保證滑塊不會脫落。

3.零背隙梅花聯軸器(qì)

　梅花聯軸器(qì):吸收沖擊最好(hǎo)(hǎo)的聯軸器(qì)
    這(zhè)種聯軸器(qì)一(yī)般有兩種類型，一(yī)種是傳統的直爪型，一(yī)種是曲面（内凹）爪型的零背隙聯軸器(qì)。傳統的直爪型不适用于精度很高的伺服傳動應用。

    零背隙梅花聯軸器(qì)是在直爪型的基礎上(shàng)演變而來(lái)的，但(dàn)不同的是其曲面爪設計能(néng)适用伺服系統應用。曲面是為(wèi)了(le)減少彈性梅花塊的變形和限制高速運轉時(shí)向心力對它的影響。

    零背隙爪型聯軸器(qì)由兩個(gè)金(jīn)屬毂和一(yī)個(gè)彈性塊組成。梅花塊有多個(gè)葉片分(fēn)支，像十字滑塊聯軸器(qì)一(yī)樣，它也(yě)是通過壓擠來(lái)使彈性塊和兩邊的毂吻合的，由此保證了(le)聯軸器(qì)的零背隙性能(néng)。與十字滑塊聯軸器(qì)不同的是，它是通過壓擠傳遞運動，而十字滑塊聯軸器(qì)是通過剪力傳遞運動。

    在使用零背隙梅花聯軸器(qì)時(shí)，使用者一(yī)定要注意扭矩不能(néng)超過彈性元件的最大承受能(néng)力（保證零背隙的前提下(xià)），否則彈性元件将會被壓扁變形失去彈性，這(zhè)樣彈性體(tǐ)上(shàng)的預加載荷将會消失，從而緻使聯軸器(qì)失去零背隙性能(néng)，還可能(néng)在發生(shēng)嚴重問題後才被發現(xiàn)。

    梅花聯軸器(qì)具有很好(hǎo)(hǎo)的平衡性能(néng)，适用于高轉速應用（最大可達40000 轉/分(fēn)鍾）， 但(dàn)不能(néng)适用較大的偏差，尤其是軸向偏差。較大的平行偏差和角向偏差會産生(shēng)比其他伺服聯軸器(qì)更大的附加軸承載荷。另一(yī)個(gè)值得關(guān)注的問題是梅花聯軸器(qì)的失效。一(yī)旦彈性梅花塊損壞或失效，力矩傳遞并不會中斷，兩毂的金(jīn)屬爪将齧合在一(yī)起繼續傳遞扭矩，這(zhè)很可能(néng)會導緻系統出現(xiàn)問題。根據實際應用選擇合适的彈性梅花塊材料是梅花聯軸器(qì)的一(yī)大優勢，制造商(shāng)可提供各種材料的彈性梅花塊，通過不同的硬度和溫度承受能(néng)力滿足客戶的實際應用要求。

4.膜片聯軸器(qì)
    膜片聯軸器(qì)至少由一(yī)組金(jīn)屬疊片（金(jīn)屬或合成樹脂）和兩個(gè)毂組成。金(jīn)屬疊片被銷釘緊固在毂上(shàng)，一(yī)般不會松動或引起盤和毂之間(jiān)的反沖。有一(yī)些(xiē)生(shēng)産商(shāng)可提供兩組金(jīn)屬疊片的聯軸器(qì)，中間(jiān)有一(yī)個(gè)剛性件，兩邊再連在毂上(shàng)。

    單膜片聯軸器(qì)和雙膜片聯軸器(qì)的不同之處類似于單組螺旋切縫和多組螺旋切縫聯軸器(qì)之間(jiān)的差别，單膜片聯軸器(qì)不适用于調節平行偏差，而雙膜片聯軸器(qì)可以同時(shí)向不同的方向彎曲，所以可以承受平行偏差。

    這(zhè)種特點有點像波紋管聯軸器(qì)，實際上(shàng)聯軸器(qì)傳遞力矩的方式差不多。金(jīn)屬疊片很薄，當偏差荷載産生(shēng)時(shí)它很容易彎曲，因此可以承受高達5度的偏差，同時(shí)還能(néng)産生(shēng)較低(dī)的軸承負荷。金(jīn)屬疊片具有很好(hǎo)(hǎo)的扭轉剛度，僅稍遜于波紋管聯軸器(qì)。不利之處在于膜片聯軸器(qì)非常精巧，如(rú)果在使用中誤用或沒有正确安裝則很容易損壞。所以保證安裝偏差在聯軸器(qì)的正常運轉承受範圍之内是非常必要的。

5.波紋管聯軸器(qì)
    波紋管聯軸器(qì)由兩個(gè)毂和一(yī)個(gè)薄壁金(jīn)屬管組成，它們用焊接或粘結的方式連接在一(yī)起。盡管有很多其它的材料可用，但(dàn)不鏽鋼和鎳還是最常用的波紋管材料。鎳管是用電沉積法制造的。這(zhè)種方法首先要機加工固态的芯棒，使其成波紋形，利用電鍍法将鎳鍍在芯棒上(shàng)，然後将芯棒采用化(huà)學方法溶解，從而得到鎳材質的波紋管。這(zhè)種方法能(néng)控制波紋管壁厚的精度，并能(néng)實現(xiàn)比其他方法制作(zuò)的波紋管更薄的壁厚。這(zhè)種薄壁波紋管使聯軸器(qì)具有高敏感性和響應迅速的特點，是微型精密儀器(qì)的理(lǐ)想選擇。不過較薄的管壁也(yě)會減少其扭矩傳遞能(néng)力，使其在實際應用中有很大的局限性。

    不鏽鋼波紋管比鎳材質波紋管剛性更大，強度更高，經常采用液壓成型的方法制造。加氫重整就(jiù)是把薄壁管放(fàng)置在機器(qì)上(shàng)，利用液壓和特殊的工裝夾具使其成型。這(zhè)種波紋管聯軸器(qì)的特點使其成為(wèi)理(lǐ)想的運動控制聯軸器(qì)。薄而均勻的管子(zǐ)能(néng)夠在三種基本偏差存在的情況下(xià)産生(shēng)彎曲，這(zhè)三種偏差為(wèi)軸向、平行和角向偏差。一(yī)般情況下(xià)，它可以承受1-2°的角向偏差，0.01-0.02"的平行偏差和軸向偏差。

    這(zhè)種薄而均勻的管壁隻會産生(shēng)很低(dī)的附加軸承載荷，并且在各處的應力等效，沒有像其他聯軸器(qì)那樣的循環高負載點和低(dī)負載點，且在承受扭矩時(shí)能(néng)保持足夠的扭轉剛性。扭轉剛度是決定聯軸器(qì)精度的主要因素，扭轉剛度越高，傳遞的精度越高。在伺服聯軸器(qì)中，波紋管聯軸器(qì)是剛性最好(hǎo)(hǎo)的聯軸器(qì)，是高精度和高重複精度應用的理(lǐ)想選擇。針對易腐蝕環境，有的廠商(shāng)提供不鏽鋼毂的聯軸器(qì)，但(dàn)這(zhè)樣會增加聯軸器(qì)的重量，降低(dī)波紋管聯軸器(qì)的性能(néng)。在實際應用中，鋁毂的波紋管聯軸器(qì)具有低(dī)慣性的特點，這(zhè)對于要求迅速響應的系統十分(fēn)重要。一(yī)些(xiē)波紋管聯軸器(qì)的制造商(shāng)将其作(zuò)為(wèi)标準産品應用在高轉速應用中（10,000 轉/分(fēn)鍾）

6.剛性聯軸器(qì)

    顧名思義，剛性聯軸器(qì)是一(yī)種扭轉剛度為(wèi)剛性的聯軸器(qì)，即使承受負載時(shí)也(yě)無任何回轉間(jiān)隙。如(rú)果系統中有任何安裝偏差，則會導緻軸、軸承或聯軸器(qì)過早的損壞，也(yě)就(jiù)是說(shuō)剛性聯軸器(qì)無法用在高速的環境下(xià)，因為(wèi)機器(qì)高速運轉時(shí)軸上(shàng)可能(néng)會産生(shēng)高溫，這(zhè)種高溫會導緻軸的伸縮變形，而剛性聯軸器(qì)無法補償由于軸的伸縮所造成的軸向尺寸偏差。當然，如(rú)果軸的軸向相對位移偏差能(néng)被成功地控制，在伺服系統中剛性聯軸器(qì)也(yě)會發揮很出色的性能(néng)。

    盡管過去人(rén)們不贊成把剛性聯軸器(qì)用在伺服傳動中，但(dàn)由于它具有高扭矩承受力、剛性和零背隙等性能(néng)，在運動控制領域中越來(lái)越多的用戶開始使用小規格的鋁合金(jīn)剛性聯軸器(qì)。