聯(lián)軸器俗稱靠背輪，是一種標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械零件，在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中很常見(jiàn)，其基本作用是聯(lián)接兩軸系來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩的作用，除此之外有的聯(lián)軸器還具有補(bǔ)償聯(lián)兩傳動(dòng)軸之間的各種誤差，減少振動(dòng)和提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的作用。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在聯(lián)軸器已經(jīng)發(fā)展到上千個(gè)品種，對(duì)于一個(gè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)，如何從這上千個(gè)品種的聯(lián)軸器選擇一款適宜自己使用的聯(lián)軸器，成為設(shè)計(jì)工程師的一個(gè)難題。
今天我們就微型的聯(lián)軸器的剛形對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響來(lái)做一下探討，微型的聯(lián)軸器主要應(yīng)用于伺服電機(jī)、滾珠絲杠、編碼器等自動(dòng)化設(shè)備、機(jī)床等的聯(lián)接，一般情況下，微型聯(lián)軸器的材料為鋁合金或不銹鋼。對(duì)于微型聯(lián)軸器來(lái)講，其選用的參數(shù)包括最大扭矩，公稱扭矩，最高轉(zhuǎn)速，聯(lián)軸器本身的齒隙，許用轉(zhuǎn)角等。因?yàn)橹饕⑿吐?lián)軸器應(yīng)用于自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)，因此要求它要傳動(dòng)精確有較高的剛性和良好的減振效果。這和用于機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備上的聯(lián)軸器是不同的，用于機(jī)械設(shè)備上的聯(lián)軸器主要要求是有足夠的扭矩和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。工程師門(mén)選擇微型來(lái)呢軸器總是偏重于選擇剛性較高的微型聯(lián)軸器，但是微型聯(lián)軸器的剛性從整體裝置來(lái)看，有時(shí)影響并不是很大，下面我們以安裝在驅(qū)動(dòng)滾主絲杠的普通聯(lián)聯(lián)軸器和剛性較高的波紋管的聯(lián)軸器來(lái)做一下分析。
普通聯(lián)軸器彈簧定數(shù):
Cj=21000[N.m/rad]
波紋管聯(lián)軸器（bellows coupling)的扭轉(zhuǎn)彈簧定數(shù)
Cb=116000[N.m/rad]
伺服電機(jī)的剛性
Cm=90000[N.m/rad]
滾珠絲杠的導(dǎo)程 h=10[mm]
滾珠絲杠的小徑 d=28.5mm
滾珠絲杠的長(zhǎng)度 L=800[mm]
滾珠絲杠的軸的方向性 Rbrg=750[N/mm]
滾珠螺桿螺帽的軸的方向剛性 Rn=1060[N/mm2]
滾珠螺桿的彈性系數(shù) Rf=165000[N/mm2]
1 計(jì)算滾珠螺桿、軸承、螺帽部分的變形剛性。滾珠螺桿的軸方向
剛性Rs為
Rs=(Rfxd2)/L
=(165000x28.52)/800
=167526[N/mm]
因此，滾珠螺桿、軸承、螺帽部分的合計(jì)軸方向剛性Rt如下。
Rt=131.9[N/um]
將此軸方向剛性換置成扭轉(zhuǎn)剛性Ct.
2 求取使用普通聯(lián)軸器時(shí)裝置整體剛性C
3 求取使用波紋管型聯(lián)軸器時(shí)裝置整體的剛性C
4 計(jì)算結(jié)果
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聯(lián)軸器的剛性
[N.m/rad] |
裝置全體的剛性
[N.m/rad] |
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使用一般型聯(lián)軸器時(shí) |
21000 |
327.7 |
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使用波紋管型聯(lián)軸器時(shí) |
116000 |
331.9 |
由上面的計(jì)算可知，普通聯(lián)軸器的剛性是波紋管的1/5，但是裝置整體的剛性差別很小，僅僅差1.2%
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