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      梅花聯軸器與波紋管聯軸器之對比

      Tag: 梅花聯軸器 波紋管聯軸器 發表日期:2012-9-11

      當今的直線傳動,如CNC機床、激光切割機、銑床和機械手等均要求既定位精確,同時操作時無振動、運轉平穩。在設計時,設計師會逐一選擇優質的元件——電機、滾珠絲杠、主軸、工作臺和軸承、聯軸器,并校核每個元件,確保整個傳動系統有相當的剛度,以達到精確定位的要求。設計師可能選擇螺旋形或波紋管聯軸器,因為其扭向剛度是爪型聯軸器的5~6倍,而擔心爪型聯軸器有彈性變形,不能保證精度。下面的對比計算可以消除人們對此的顧慮,爪形聯軸器的剛度對于整個系統的影響遠遠小于"5~6"倍的概念。波紋管聯軸器圖片

      整個傳動系統還要求消除振動,振動可能造成定位的偏差,破壞工件的表面。在這種情況下,采用中間彈性體的爪形聯軸器,可減少振動,在剛度和減振中達到一個完美的平衡點。
      爪型聯軸器國內通常稱為"梅花聯軸器"。由兩個全等鋁制或鋼制的爪形軸套,在圓周方向上相互錯開半個齒距,其間裝有一個預應力的漸開線梅花形彈性體。梅花聯軸器圖片
      彈性體內的預應力可保證正、反向傳動無齒隙,定位精確。同時,梅花型彈性體可以吸收傳動中產生的振動。爪型聯軸器(Rotex GS)中的彈性體可以減震,同時這種扭向剛性聯軸器保證精確的定位。
      傳動剛度的計算
      下面比較兩種聯軸器在傳動系統中的扭向剛度:金屬波紋管聯軸器和爪形聯軸器,內徑均為32mm。機床的傳動系統包括伺服電機,直線運動機構,如:滾珠絲杠(由固定軸承、球形主軸、主軸螺母和滑動軸承組成),傳動參數如下:
      伺服電機的扭向剛度 Cm=90,000Nm/rad
      爪形聯軸器的扭向剛度 Cj=21,000Nm/rad
      波紋管聯軸器的扭向剛度 Cb=116,000Nm/rad
      主軸鍵高 h=10mm
      球形主軸根部直徑 d=28.5mm
      主軸長度 L=800mm
      固定軸承的軸向剛度 Rbrg=750N/μm
      主軸螺母軸向剛度 Rn=1060N/μm
      減速比 i=1
      直線傳動的剛度 Cf=165
      第一步:計算傳動系統軸向剛度,然后轉換成扭向剛度。主軸的軸向剛度:
      滾珠絲杠(主軸、軸承、螺母)總的軸向剛度:
      將軸向剛度轉換成扭向剛度:
      第二步:計算爪形聯軸器或波紋管聯軸器時傳動系統的剛度:爪形聯軸器總的剛度
      帶配波紋管聯軸器總的剛度:
      通過以上計算比較,我們可以看出在兩種不同系統中,總的剛度值僅差1.28%,遠小于兩種聯軸器剛度5~6倍的差異。
      在許多應用場合中,設計師為達到消除在通常剛性傳動中令人頭痛的振動難題,寧可犧牲1~2%的扭向剛度。通過上述比較計算,選擇采用爪形聯軸器可輕易地達到這個目的。

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