配对问答

此处收录了关于联轴器的技术术语及常见技术问题。
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A. 用于传递动力的轴与轴之间的联轴器，根据两根轴的相对位置、安装误差（偏心、偏角、轴向位移）的吸收方式，以及是否采用柔性材料及其种类进行分类。
固定联轴器：无法消除安装误差，但价格低廉。反作用力大，适用于低速旋转。
柔性联轴器：能够吸收轴心间的安装误差。
在挠性联轴器中，包括齿轮、链条、金属弹簧、橡胶等类型。本公司主要经营挠性轴联轴器。
此外，还需根据用途选择不同种类。例如，当驱动机为发动机等时，通常使用具有良好减震性能的橡胶或塑料制品；而在伺服电机等精密机械中，则使用扭转刚性较高的金属制品。

→ 有关更详细的种类，请参阅“联轴器的种类与特点”。
 

A. 联轴器的安装误差可分为三类。
①偏心：指轴与轴的中心不重合，轴与轴的中心线发生偏移的状态。
②偏角：指轴与轴的中心线以一定角度发生偏移（弯曲）的状态。
③轴向位移：指轴与轴的中心线虽然重合，但在轴向发生位移的状态。

Ａ. 当外部以与物体固有振动频率相同的频率对其施加振动时，该物体的振动幅度会比施加的振动更大。这种现象称为共振。

也就是说，当固有振动频率与激励频率一致时就会发生这种现象。在耦合共振的情况下，由于振动发生在旋转方向上，因此称为由扭转振动引起的共振。
（由于电机转速波动较小，产生的扭转振动也较小，因此共振现象通常不会造成太大问题。步进电机偶尔会出现共振现象）

固有振动频率是物体固有的特性，其数值不会发生变化；但激励频率会随发动机转速成比例变化。

因此，当转速达到使固有振动频率与激励频率重合时，就会发生共振。
因此，了解物体的固有振动频率也至关重要，本公司发动机用联轴器的产品目录中刊载了用于计算固有振动频率的简易公式。
顺便
提一下，据说人体的固有振动频率为2～3Hz。在共振状态下，振动振幅（摆动量）会被放大，达到通常难以想象的程度。您是否有过这样的经历：
驾驶轮胎失衡的汽车在高速公路上行驶时，在某个速度下振动会变大，但超过该速度后振动又会变小？振动变大的位置就是共振点，此时的速度即为共振速度，即共振转速。

A. 首先，让我们来考虑一下使用螺旋弹簧时的弹簧刚度。当将螺旋弹簧悬挂在天花板上时，若不挂任何重物，其自然下垂的状态记为A：m。此时若悬挂W：N的载荷（重物），螺旋弹簧的伸长量变为Bm。

弹簧常数是指施加多少载荷时，弹簧会伸长多少的量值单位。
 

弹簧刚度 ＝ W N÷（B：m－A：m）

该公式中，单位为 N/m。
扭转弹簧刚度是将此前沿直线方向考虑的情况转换为旋转方向的量。当用一定力沿旋转方向扭转物体时，力与扭转角之间的关系称为扭转弹簧刚度。

例如，当对某联轴器施加 C Nm 的扭矩时，若联轴器在承受该力后发生 D deg 的扭转，其扭转弹簧刚度可表示为：
扭转弹簧刚度 = C Nm / D deg，
单位为 Nm/deg。
 

本公司产品目录中列出了几种扭转弹性系数的单位。
通常，扭转弹性系数采用Nm/rad作为单位。rad（弧度）是表示角度的单位，1rad＝180/π deg＝57.3deg。

在联轴器中，通常像橡胶联轴器这样在旋转方向上柔韧的，其扭转弹性系数较低；而像金属板簧联轴器这样在旋转方向上刚性的，其扭转弹性系数则较高。

Ａ. 例如，设想将一个乒乓球和一个与乒乓球大小相同的铁球滚动到一定速度。
乒乓球只需轻微的力就能滚动起来，但要使铁球移动，则需要比推动乒乓球更大的力。
反之，对于以相同速度滚动的乒乓球和铁球，铁球在自然停止前所需的时间和距离要大得多。若强行使其停止，铁球所需的力也更大。
像这样，物体加速到一定速度时的易动性，以及试图使物体从一定速度停止时所剩余的力，被称为惯性。

惯性矩是物体旋转时产生的惯性，是了解物体旋转的难易程度、停止的难易程度以及旋转过程中施加力的方式等的重要单位。惯性矩的计算公式因旋转体中心及旋转形状的不同而有所差异。
其单位表示为“Kg·m²”。

为何需要了解惯性矩？例如，本公司生产的SFS（金属板簧联轴器）等产品，在用于伺服电机时能提高其定位精度。然而，若惯性矩增大，启动和停止时的响应会变差，从而影响定位精度。

→ 有关惯性矩的计算公式，请参阅“惯性矩J 计算公式一览”。
→ 如需查询惯性矩，请参阅“惯性矩J 速查表”。

本公司有两种方法。一种是确定基准扭矩（常用扭矩），将其约2倍的扭矩作为最大扭矩，并以每天使用数十次为前提；
另一种是像金属板簧联轴器那样，确定可承受的最大扭矩，并以在该扭矩以下使用为前提。

根据联轴器的结构和种类，我们会区别采用这两种方法。一般而言，金属板簧联轴器采用“允许扭矩”的标示方式。
金属板簧联轴器多用于与伺服电机连接，而伺服电机产生的最大扭矩约为其常用扭矩的3倍以上。
此外，由于存在高频启停，联轴器必须能够承受这些最大扭矩。
因此，只需根据联轴器的允许扭矩进行选型即可。

另一方面，通用电机或发动机通常在常用转矩下运行，仅在每天数十次的启停过程中才会产生最大转矩。基于
此类使用场景，联轴器的传动转矩通常以常用转矩和最大转矩的形式标示。

无论哪种情况，都不得超过联轴器的最大扭矩和允许扭矩进行使用。

JIS标准中将“平衡”定义为“平衡性”。（→有关平衡性的详细资料请点击此处）

①旋转体的平衡是指旋转体（如联轴器等）在旋转时产生的质量分布不均匀现象。例如，在陀螺的一端加装配重并使其旋转时，陀螺上就会产生相当于该配重质量的不均匀量。
反之，这种质量不均匀量被称为不平衡量，最终以质量来表示。

②当不平衡量较大时，通常称为平衡不良，若在此状态下旋转，会产生振动。
此外，振动的强弱也会因不平衡量的大小及转速的不同而有所差异。当不平衡量较大时提高转速，振动会加剧；
反之，若不平衡量较小且转速较低，振动则会减弱。

③修正并减小旋转体所具有的不平衡量，通常称为“平衡”，在JIS中称为“调平”。
调平分为在旋转体单处修正不平衡量的单面调平和在两处修正的不平衡量的双面调平。

④在JIS标准中，平衡调整的规格用G□□表示，称为平衡等级
。例如G6.3、G100、G4000
，G后面的数字范围较广。该数字代表等级，数字越小，平衡性越好，等级越高。
等级越高，越适用于精密机械的旋转体。本公司经销的联轴器，其平衡等级在G2.5～G16之间。

⑤平衡调整是通过去除不平衡质量来进行的。符合平衡等级要求的不平衡质量，需通过计算得出。
平衡等级越高，需去除的不平衡质量就越小，因此平衡调整所需时间也越长。
此外，若将经平衡机修正的联轴器拆下后重新安装再进行测量，不平衡量可能会发生变化。这还取决于联轴器的安装及对中精度。
此现象称为平衡重复性。

使用温度范围因联轴器的材料和规格而异。
例如，本公司橡胶联轴器所使用的天然橡胶，在-40℃的低温下会发生玻璃化，而在120℃的高温下表面会硬化，容易产生皱纹和裂纹。因此，橡胶联轴器的使用温度范围设定在-30℃～95℃之间。

同样，采用铝或不锈钢材质的联轴器在高温下可能会发生热膨胀，因此出于安全考虑，最高使用温度设定为120℃。
虽然在某些条件下可能可以在使用温度范围外使用，但这可能会导致使用寿命缩短，无法满足原本的规格要求。

→ 关于各联轴器的详细使用温度，请从各产品页面下载产品目录，或通过“免费索取产品目录”申请获取。

确实存在。
对于弹性联轴器，其安装误差会通过柔性材料（橡胶、塑料、金属）的变形来吸收，但柔性材料的变形会产生作用于轴承等的反作用力。
也就是说，电机产生的动力会因联轴器部分产生的反作用力而受到一定程度的消耗。
因此会导致动力略有损失，传动效率随之降低。
综上所述，从传动效率的角度来看，安装误差越小，传动效率越高；安装误差引起的轴承反作用力越小，传动效率也越高。

角速度变化是指：尽管驱动端以恒定转速（匀速）旋转，但通过联轴器传动时，输出端的转速仍会出现细微的波动。
在一般的联轴器中，如果存在一定的安装误差，传动端或多或少都会产生角速度变化。
然而，当偏角小于1°时，角速度变化率仅为1%左右，因此通常不会造成太大问题。
（但要求恒速的特殊设备除外）

通过将偏心量和偏角量控制在接近零的水平，可以抑制角速度的变化。
特别是Servoflex联轴器的双元件型号，其角速度变化受安装误差的影响较小，非常适合用于角度检测器。如果存在
较大的安装误差且需要保持等速性，建议使用等速万向节等产品。

一般而言，橡胶和树脂类联轴器具有绝缘效果。
不过，绝缘性也有不同等级，不能轻易断言其具有绝缘性。
根据材料和形状的不同，即使是橡胶和树脂联轴器，也存在绝缘性较低的产品，
因此需要加以确认。例如，本公司CF-X（树脂联轴器）的绝缘性为∞Ω，而CF-A（橡胶联轴器）则为0.04～0.3×10^6Ω。一般而言，通常认为10^14Ω才具备绝缘性。

基本上，作为洁净室使用的条件，材料必须不会因摩擦产生微粉、油污或锈迹。
不过，根据洁净室的具体要求，有时也会允许存在一定程度的微粉。
像联轴器这样的传动相关设备是由多个部件组成的，因此必然存在因摩擦而磨损的部分以及承受应力的部分。

此外，虽然铝材和不锈钢材表面不易生锈或腐蚀，但未经过表面处理的普通铁质材料会产生锈迹，这些部位必然会产生细微的磨损粉尘和锈粉等。
虽然程度有所不同，但若推测其状态与洁净室中使用的其他机械相似，则建议选用不锈钢制或经过特殊表面处理的联轴器。
详情请咨询。

最小孔径是指经过精加工的孔径。因此，它是可直接使用的孔径的最小值。
此外，下孔是指在进行孔径精加工之前，为定位而钻出的孔。
由于下孔便于进行后续的精加工，因此通常会预先钻出下孔。

一方面取决于材料强度。
根据联轴器最薄弱部位的材料强度计算出可承受的周速，再结合联轴器材料的直径和可承受的周速，从而确定最高转速。

另一个因素是平衡问题。通常，最高转速并未考虑平衡因素。
因此，在高速使用时，需要单独研究平衡问题，有时会根据这些限制来设定最高转速。

在物理学中，这被称为力矩。力矩是指试图使某个旋转体旋转的力，用力和距旋转中心的距离的乘积来表示。
当试图用1牛顿的力沿半径为1米的陀螺外周切线方向使其旋转时
，力矩为“1米×1牛顿＝1牛顿米”。
力矩的单位用牛顿米（Nm）表示。

如果螺栓的拧紧扭矩未达到规定值，螺栓将无法发挥其应有的功能。此外，还可能出现螺栓松动的风险。这将导致螺栓承受剪切力，最终导致螺栓损坏。

反之，如果螺栓拧得比规定扭矩更紧，螺栓会承受过大的应力，导致断裂；或者螺栓座面的材料发生屈曲，轴向力降低，从而导致螺栓断裂。

综上所述，若未按规定的拧紧扭矩拧紧螺栓，可能导致联轴器无法发挥正常性能，最坏情况下甚至会导致产品损坏。

例如：安装误差过大、扭矩过大、扭矩波动过大，以及在超出使用环境温度范围的条件下使用等。
在这些条件下，联轴器可能无法发挥其应有的性能。
通常情况下，联轴器的使用寿命会缩短。此外，在最坏的情况下，产品甚至可能会损坏。

连接联轴器与轴的方法如下。

类型	图片	特点
键连接		这是一种通过键连接的方式，在联轴器孔和轴上分别设置键槽，通过插入键来传递扭矩。 此时，通过紧固螺钉进行紧固，可将轴压向联轴器孔的侧面，从而提高扭矩传递效率。 键连接方式下，键槽与键之间、孔与轴之间会产生间隙，根据负载情况，这些间隙可能会导致松动，从而产生反向间隙。
通过定位螺钉（定位螺栓） 的连接		这是一种不使用键，仅依靠紧固螺钉的紧固力将孔与轴连接的方法。紧固螺钉的轴向力会影响传递扭矩的大小。一般而言，仅靠紧固螺钉连接无法获得足够的扭矩，因此设计时会在轴上开平口以增加传递扭矩。该方法 适用于扭矩较小或孔径较小的联轴器（最大约φ20）。
单夹紧式紧固		・适用于正反转伺服应用。 ・安装简便。轴径多为35mm以下。
双夹紧式连接		・轴保持力高于单夹紧式。 ・轴心易于露出，可进行微调（一体型），精度高。 ・适用于轴径约40mm以内的场合
楔形连接 （锥形连接）		・轴保持力比双夹紧式更高。 ・紧固螺栓数量较多，需预留轴向空间。 ・可应对2万转以上的高转速。

背隙是指联轴器所具有的机械间隙。当机械部件组合在一起时，由于键槽、轴的配合或部件间的间隙，可能会在旋转方向上产生间隙。
这被称为背隙。例如，当旋转方向从正转切换为反转时，指在某个角度范围内无法传递扭矩的部分。对于用于伺服电机等需要旋转和定位精度的设备，联轴器不应存在背隙。
扭转滞后与背隙在严格意义上有所不同。
扭转滞后在扭转刚性较弱的联轴器上表现尤为明显。
例如，橡胶联轴器等在受到扭矩作用后，橡胶会先沿旋转方向被压缩，直到达到能够传递扭矩的状态。驱动端开始旋转，橡胶被压缩至能够传递扭矩的状态后，从动端才开始旋转。
从驱动端开始旋转的初始状态受到负载，到从动端开始旋转的状态这一过程，称为扭转滞后。
无论是背隙还是扭转滞后，当联轴器需要定位精度时，
均无法使用。不过，扭转滞后恰恰因其特性，能够吸收旋转时的波动扭矩和振动，因此常用于定位精度要求不高的发动机等场合的联轴器。

JIS标准对孔与轴、键与键槽等的配合进行了规定。
（→配合公差一览表）

配合是指孔与轴在组装前尺寸差异所产生的关系。
配合分为不同等级，用符号IT加上表示等级的数字来表示。
根据该等级，配合间隙便随之确定。
配合大致可分为间隙配合、中配合和过盈配合。
由于中配合和过盈配合在组装时需要压入或敲入，因此对于三木皮带轮的联轴器，请采用间隙配合使用。

对于我们日常使用的平行键，现行JIS（新JIS）标准规定了键的尺寸，并据此将键槽尺寸分为两类。
其公差分别为P9（精级）和Js9（并级）。

然而，三木皮带轮的标准孔加工规格采用H9级标准。由于P9级和Js9级均会导致键与键槽形成紧配合或中间配合，因此我们不建议使用。
H9级属于间隙配合，组装简便且性能上没有问题。
JIS标准于1976年对键的规格进行了修订。将此前的规格称为旧JIS标准，此后的规格称为新JIS标准，以此加以区分。
旧JIS标准分为1种和2种，三木皮带轮的标准孔加工规格中，采用公差较大的2种。
该键槽宽度为E9级。由于属于间隙配合，因此使用上没有问题。

此外
，除新JIS和旧JIS外，还规定了“新规格电机对应”标准。这是指按新规格制造的电机的键尺寸与JIS标准略有不同。
由于新JIS、旧JIS以及新规格电机对应标准在孔径与键宽、公差等方面存在差异，因此必须加以确认，以免混淆。

→ 三木皮带轮 联轴器标准孔加工规格

虽然结果会因联轴器的类型、元件等因素而有所不同，但通常会考虑安全系数，因此即使存在安装误差，也不会立即损坏。然而，这会缩短使用寿命，导致元件损坏，且由于是旋转部件，可能发生飞散，非常危险。因此，严禁在超过最大安装误差的情况下使用。